Архитектура клиент-сервер

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является наличие выделенных серверов баз данных, принимающих запросы на языке структурированных запросов (Structured Query Language, SQL) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации. Отличительная черта серверов баз данных — наличие хранилища метаданных, в котором записаны структура базы данных, ограничения целостности данных, форматы и серверные процедуры обработки данных по вызову или по событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях, помимо диалога и логики обработки, являются прежде всего реляционная модель данных и связанный с ней набор SQL-операторов для типовых запросов к базе данных.

База данных на платформе клиент-сервер используется для систем с большим количеством пользователей. В этом случае доступ к базе данных для группы клиентов выполняется специальным компьютером — сервером. Клиент дает задание серверу выполнить те или иные операции поиска или обновления базы данных. И мощный сервер, ориентированный на операции с запросами, выполняет их и сообщает клиенту результаты своей работы. Подобная организация работы повышает эффективность выполнения приложений за счет использования мощности сервера, разгружает сеть, обеспечивает хороший контроль целостности данных.

В базах данных клиент-сервер возникает дополнительная проблема — спроектировать приложение так, чтобы оно максимально использовало возможности сервера и минимально нагружало сеть, передавая через нее только минимум информации. Для сокращен я нагрузки на сеть, упрощения администрирования приложений и ускорения работы клиентских приложений с удаленной БД вся логика принятия решений оформляется в виде хранимых процедур и выполняется на сервере баз данных. Хранимые процедуры представляют собой подпрограммы, принимающие и возвращающие параметры и способные выполнять запросы к БД, условные ветвления и циклическую обработку. Хранимые процедуры пишутся на специальном алгоритмическом языке. В них программируются часто повторяемые последовательности запросов к БД. Текст процедур хранится на сервере в откомпилированном виде. Преимущества в использовании хранимых процедур очевидны:

— отпадает необходимость синтаксической проверки каждого запроса и его компиляции пред выполнением, что повышает скорость выполнения запросов;

— отпадает необходимость реализации в клиентской программе запросов, определенных в теле хранимых процедур;

— увеличивается скорость обработки транзакций, так как вместо подчас длинного SQL-запроса по сети передается относительно короткое обращение к хранимой процедуре.

Хранимые процедуры улучшают целостность приложений и БД, гарантируют актуальность коллективных операций и вычислений. Улучшается сопровождение таких процедур, а также безопасность (нет прямого доступа к данным).

Однако следует помнить, что перегрузка хранимых процедур прикладной логикой может перегрузить сервер, что приведет к потере производительности. Эта проблема особенно актуальна при разработки крупных информационных систем, в котором к серверу может одновременно обращаться несколько клиентов. Поэтому в большинстве случаев следует принимать компромиссные решения: часть логики приложения размещать на стороне сервера, часть — на стороне клиента. Такие клиент-серверные системы называют системами с разделенной логикой. Описанная архитектура является двухуровневой и называется «толстым клиентом».

Создание архитектуры клиент-сервер возможно и на основе многотерминальной системы. В этом случае в многозадачной среде сервера приложений выполняются программы пользователей, а клиентские узлы вырождены и представлены терминалами.

В настоящее время архитектура клиент-сервер получила признание и широкое распространение как способ организации приложений для рабочих групп и информационных систем корпоративного уровня. Подобная организация повышает эффективность работы приложений за счет использования возможностей сервера базы данных, снижения нагрузки на сеть и обеспечения контроля целостности данных. Повышение безопасности информации связанно с тем, что обработка запросов всех клиентов выполняется единой программой, расположенной на сервере. Сервер устанавливает общие для всех пользователей правила использования БД, управляет режимами доступа клиентов к данным, запрещая, в частности, одновременное изменение одной записи разными пользователями. Также уменьшается сложность клиентских приложений за счет отсутствия у них кода, связанного с контролем БД и разграничением доступа к ней. Двухуровневые схемы архитектуры клиент-сервер могут привести к некоторым проблемам в сложных информационных приложениях с множеством пользователей и запутанной логикой. Решением этих проблем может стать применение многоуровневой архитектуры.