El modelo cliente/servidor

Un proceso puede proporcionar unos servicios a los restantes procesos del sistema. Estos servicios serán operaciones de diverso tipo, por ejmplo imprimir un documento, leer o escribir una información, etc. En el modelo cliente/servidor, cuando un proceso desea un servicio que proporciona cierto proceso, le envía un mensaje solicitando ese servicio: una petición. El proceso que cumple el servicio se llama servidor y el solicitante se llama cliente.

Los procesos clientes y servidores han de seguir un protocolo de comunicaciones que defina: a)cómo se codifican las peticiones; y b)cómo se sincronizan entre sí los procesos.

Los clientes y servidores han de estar de acuerdo en cómo se escriben los mensajes: en qué orden van los posibles parámetros de la petición, cuántos bytes ocupan, etc.

La forma de sincronización nos dice si el cliente puede seguir adelante justo después de enviar la petición (no bloqueante), o por el contrario tiene que esperar a que el servidor le envíe una respuesta (bloqueante). Si la comunicación es no bloqueante, habrá que definir un mecanismo para que el cliente pueda saber si la respuesta del cliente está disponible. En esta práctica se adoptará una comunicación bloqueante: el cliente siempre esperará hasta recibir una respuesta del cliente.

El diálogo cliente/servidor es casi siempre bidireccional. Por un lado, el cliente envía información al servidor (el tipo de servicio solicitado más los parámetros); por otro, el servidor devuelve información al cliente (los resultados del servicio, códigos de error en caso de producirse, etc.)

Sistema Cliente-Servidor

Elementos principales

“Los elementos principales de la arquitectura cliente servidor son justamente el elemento llamado cliente y el otro elemento llamado servidor”. Por ejemplo dentro de un ambiente multimedia, el elemento cliente seria el dispositivo que puede observar el vídeo, cuadros y texto, o reproduce el audio distribuido por el elemento servidor.

Por otro lado el cliente también puede ser una computadora personal o una televisión inteligente que posea la capacidad de entender datos digitales. Dentro de este caso el elemento servidor es el depositario del vídeo digital, audio, fotografías digitales y texto y los distribuye bajo demanda de ser una maquina que cuenta con la capacidad de almacenar los datos y ejecutar todo el software que brinda éstos al cliente.

EN RESUMEN

C/S es una relación entre procesos corriendo en máquinas separadas

El servidor (S) es un proveedor de servicios.

El cliente (C) es un consumidor de servicios.

C y S Interactúan por un mecanismo de pasaje de mensajes:

Pedido de servicio.

Respuesta

ALGUNOS ANTECEDENTES, ¿PORQUE FUE CREADO?

Existen diversos puntos de vista sobre la manera en que debería efectuarse el procesamiento de datos, aunque la mayoría que opina, coincide en que nos encontramos en medio de un proceso de evolución que se prolongará todavía por algunos años y que cambiará la forma en que obtenemos y utilizamos la información almacenada electrónicamente.

El principal motivo detrás de esta evolución es la necesidad que tienen las organizaciones (empresas o instituciones públicas o privadas), de realizar sus operaciones más ágil y eficientemente, debido a la creciente presión competitiva a la que están sometidas, lo cual se traduce en la necesidad de que su personal sea mas productivo, que se reduzcan los costos y gastos de operación, al mismo tiempo que se generan productos y servicios más rápidamente y con mejor calidad.

En este contexto, es necesario establecer una infraestructura de procesamiento de información, que cuente con los elementos requeridos para proveer información adecuada, exacta y oportuna en la toma de decisiones y para proporcionar un mejor servicio a los clientes.

El modelo Cliente/Servidor reúne las características necesarias para proveer esta infraestructura, independientemente del tamaño y complejidad de las operaciones de las organizaciones públicas o privadas y, consecuentemente desempeña un papel importante en este proceso de evolución.

Evolución de la arquitectura cliente servidor

La era de la computadora central

“Desde sus inicios el modelo de administración de datos a través de computadoras se basaba en el uso de terminales remotas, que se conectaban de manera directa a una computadora central”. Dicha computadora central se encargaba de prestar servicios caracterizados por que cada servicio se prestaba solo a un grupo exclusivo de usuarios.

La era de las computadoras dedicadas

Esta es la era en la que cada servicio empleaba su propia computadora que permitía que los usuarios de ese servicio se conectaran directamente. Esto es consecuencia de la aparición de computadoras pequeñas, de fácil uso, más baratas y más poderosas de las convencionales.

La era de la conexión libre

Hace mas de 10 años que la computadoras escritorio aparecieron de manera masiva. Esto permitió que parte apreciable de la carga de trabajo de cómputo tanto en el ámbito de cálculo como en el ámbito de la presentación se lleven a cabo desde el escritorio del usuario. En muchos de los casos el usuario obtiene la información que necesita de alguna computadora de servicio. Estas computadoras de escritorio se conectan a las computadoras de servicio empleando software que permite la emulación de algún tipo de terminal. En otros de los casos se les transfiere la información haciendo uso de recursos magnéticos o por trascripción.

La era del cómputo a través de redes

Esta es la era que esta basada en el concepto de redes de computadoras, en la que la información reside en una o varias computadoras, los usuarios de esta información hacen uso de computadoras para laborar y todas ellas se encuentran conectadas entre si. Esto brinda la posibilidad de que todos los usuarios puedan acceder a la información de todas las computadoras y a la vez que los diversos sistemas intercambien información.

La era de la arquitectura cliente servidor

“En esta arquitectura la computadora de cada uno de los usuarios, llamada cliente, produce una demanda de información a cualquiera de las computadoras que proporcionan información, conocidas como servidores”estos últimos responden a la demanda del cliente que la produjo.

Los clientes y los servidores pueden estar conectados a una red local o una red amplia, como la que se puede implementar en una empresa o a una red mundial como lo es la Internet.

Bajo este modelo cada usuario tiene la libertad de obtener la información que requiera en un momento dado proveniente de una o varias fuentes locales o distantes y de procesarla como según le convenga. Los distintos servidores también pueden intercambiar información dentro de esta arquitectura.

QUE ES UNA ARQUITECTURA

Una arquitectura es un entramado de componentes funcionales que aprovechando diferentes estándares, convenciones, reglas y procesos, permite integrar una amplia gama de productos y servicios informáticos, de manera que pueden ser utilizados eficazmente dentro de la organización.

Debemos señalar que para seleccionar el modelo de una arquitectura, hay que partir del contexto tecnológico y organizativo del momento y, que la arquitectura Cliente/Servidor requiere una determinada especialización de cada uno de los diferentes componentes que la integran.

QUE ES UN CLIENTE

Es el que inicia un requerimiento de servicio. El requerimiento inicial puede convertirse en múltiples requerimientos de trabajo a través de redes LAN o WAN. La ubicación de los datos o de las aplicaciones es totalmente transparente para el cliente.

QUE ES UN SERVIDOR

Es cualquier recurso de cómputo dedicado a responder a los requerimientos del cliente. Los servidores pueden estar conectados a los clientes a través de redes LANs o WANs, para proveer de múltiples servicios a los clientes y ciudadanos tales como impresión, acceso a bases de datos, fax, procesamiento de imágenes, etc.

Este es el ejemplo grafico de la arquitectura cliente servidor.

ELEMENTOS DE LA ARQUITECTURA CLIENTE/SERVIDOR

En esta aproximación, y con el objetivo de definir y delimitar el modelo de referencia de una arquitectura Cliente/Servidor, debemos identificar los componentes que permitan articular dicha arquitectura, considerando que toda aplicación de un sistema de información está caracterizada por tres componentes básicos:

• Presentación/Captación de Información
• Procesos
• Almacenamiento de la Información

Los cuales se suelen distribuir tal como se presenta en la figura:

Aplicaciones Cliente/Servidor

Y se integran en una arquitectura Cliente/Servidor en base a los elementos que caracterizan dicha arquitectura, es decir:

· Puestos de Trabajo

· Comunicaciones

· Servidores

Tal como se presenta en la figura:

Arquitectura Cliente/Servidor

De estos elementos debemos destacar:

El Puesto de Trabajo o Cliente

Una Estación de trabajo o microcomputador (PC: Computador Personal) conectado a una red, que le permite acceder y gestionar una serie de recursos» el cual se perfila como un puesto de trabajo universal. Nos referimos a un microcomputador conectado al sistema de información y en el que se realiza una parte mayoritaria de los procesos.

Se trata de un fenómeno en el sector informático. Aquellos responsables informáticos que se oponen a la utilización de los terminales no programables, acaban siendo marginados por la presión de los usuarios.

Debemos destacar que el puesto de trabajo basado en un microcomputador conectado a una red, favorece la flexibilidad y el dinamismo en las organizaciones. Entre otras razones, porque permite modificar la ubicación de los puestos de trabajo, dadas las ventajas de la red.

Los Servidores o Back-end

Una máquina que suministra una serie de servicios como Bases de Datos, Archivos, Comunicaciones,...).
Los Servidores, según la especialización y los requerimientos de los servicios que debe suministrar pueden ser:

• Mainframes
• Miniordenadores
• Especializados (Dispositivos de Red, Imagen, etc.)

Una característica a considerar es que los diferentes servicios, según el caso, pueden ser suministrados por un único Servidor o por varios Servidores especializados.

Las Comunicaciones

En sus dos vertientes:

• Infraestructura de redes
• Infraestructura de comunicaciones

Infraestructura de redes

Componentes Hardware y Software que garantizan la conexión física y la transferencia de datos entre los distintos equipos de la red.

Infraestructura de comunicaciones

Componentes Hardware y Software que permiten la comunicación y su gestión, entre los clientes y los servidores.
La arquitectura Cliente/Servidor es el resultado de la integración de dos culturas. Por un lado, la del Mainframe que aporta capacidad de almacenamiento, integridad y acceso a la información y, por el otro, la del computador que aporta facilidad de uso (cultura de PC), bajo costo, presentación atractiva (aspecto lúdico) y una amplia oferta en productos y aplicaciones.

CARACTERISTICAS DEL MODELO CLIENTE/SERVIDOR

En el modelo CLIENTE/SERVIDOR podemos encontrar las siguientes características:

1. El Cliente y el Servidor pueden actuar como una sola entidad y también pueden actuar como entidades separadas, realizando actividades o tareas independientes.

2. Las funciones de Cliente y Servidor pueden estar en plataformas separadas, o en la misma plataforma.

3. Un servidor da servicio a múltiples clientes en forma concurrente.

4. Cada plataforma puede ser escalable independientemente. Los cambios realizados en las plataformas de los Clientes o de los Servidores, ya sean por actualización o por reemplazo tecnológico, se realizan de una manera transparente para el usuario final.

5. La interrelación entre el hardware y el software están basados en una infraestructura poderosa, de tal forma que el acceso a los recursos de la red no muestra la complejidad de los diferentes tipos de formatos de datos y de los protocolos.

6. Un sistema de servidores realiza múltiples funciones al mismo tiempo que presenta una imagen de un solo sistema a las estaciones Clientes. Esto se logra combinando los recursos de cómputo que se encuentran físicamente separados en un solo sistema lógico, proporcionando de esta manera el servicio más efectivo para el usuario final.

También es importante hacer notar que las funciones Cliente/Servidor pueden ser dinámicas. Ejemplo, un servidor puede convertirse en cliente cuando realiza la solicitud de servicios a otras plataformas dentro de la red.

Su capacidad para permitir integrar los equipos ya existentes en una organización, dentro de una arquitectura informática descentralizada y heterogénea.

7. Además se constituye como el nexo de unión mas adecuado para reconciliar los sistemas de información basados en mainframes o minicomputadores, con aquellos otros sustentados en entornos informáticos pequeños y estaciones de trabajo.

8. Designa un modelo de construcción de sistemas informáticos de carácter distribuido.

1. Su representación típica es un centro de trabajo (PC), en donde el usuario dispone de sus propias aplicaciones de oficina y sus propias bases de datos, sin dependencia directa del sistema central de información de la organización, al tiempo que puede acceder a los
2. recursos de este host central y otros sistemas de la organización ponen a su servicio.

En conclusión, Cliente/Servidor puede incluir múltiples plataformas, bases de datos, redes y sistemas operativos. Estos pueden ser de distintos proveedores, en arquitecturas propietarias y no propietarias y funcionando todos al mismo tiempo. Por lo tanto, su implantación involucra diferentes tipos de estándares: APPC, TCP/IP, OSI, NFS, DRDA corriendo sobre DOS, OS/2, Windows o PC UNIX, en Token­Ring, Ethernet, FDDI o medio coaxial, sólo por mencionar algunas de las posibilidades.

TIPOS DE CLIENTES

1. “cliente flaco”:

§ Servidor rápidamente saturado.

§ Gran circulación de datos de interfase en la red.

2. “cliente gordo”:

§ Casi todo el trabajo en el cliente.

§ No hay centralización de la gestión de la BD.

§ Gran circulación de datos inútiles en la red.

TIPOS DE SERVIDOR

Servidores de archivos

Servidor donde se almacena archivos y aplicaciones de productividad como por ejemplo procesadores de texto, hojas de cálculo, etc.

Servidores de bases de datos

Servidor donde se almacenan las bases de datos, tablas, índices. Es uno de los servidores que más carga tiene.

Servidores de transacciones

Servidor que cumple o procesa todas las transacciones. Valida primero y recién genera un pedido al servidor de bases de datos.

Servidores de Groupware

Servidor utilizado para el seguimiento de operaciones dentro de la red.
Servidores de objetos

Contienen objetos que deben estar fuera del servidor de base de datos. Estos objetos pueden ser videos, imágenes, objetos multimedia en general.
Servidores Web

Se usan como una forma inteligente para comunicación entre empresas a través de Internet.

Este servidor permite transacciones con el acondicionamiento de un browser específico.

Estilos del modelo cliente servidor

PRESENTACIÓN DISTRIBUIDA

1. Se distribuye la interfaz entre el cliente y la plataforma servidora.

2. La aplicación y los datos están ambos en el servidor.

3. Similar a la arquitectura tradicional de un Host y Terminales.

4. El PC se aprovecha solo para mejorar la interfaz gráfica del usuario.

Ventajas

• Revitaliza los sistemas antiguos.
• Bajo costo de desarrollo.
• No hay cambios en los sistemas existentes.

Desventajas

• El sistema sigue en el Host.
• No se aprovecha la GUI y/o LAN.
• La interfaz del usuario se mantiene en muchas plataformas.

PRESENTACIÓN REMOTA

1. La interfaz para el usuario esta completamente en el cliente.

2. La aplicación y los datos están en el servidor.

Ventajas

§ La interfaz del usuario aprovecha bien la GUI y la LAN.

§ La aplicación aprovecha el Host.

§ Adecuado para algunos tipos de aplicaciones de apoyo a la toma de decisiones.

Desventajas

§ Las aplicaciones pueden ser complejas de desarrollar.

§ Los programas de la aplicación siguen en el Host.

§ El alto volumen de tráfico en la red puede hacer difícil la operación de aplicaciones muy pesadas.

LÓGICA DISTRIBUIDA

1. La interfaz esta en el cliente.

2. La base de datos esta en el servidor.

3. La lógica de la aplicación esta distribuida entre el cliente y el servidor.

Ventajas

§ Arquitectura mas corriente que puede manejar todo tipo de aplicaciones.

§ Los programas del sistema pueden distribuirse al nodo mas apropiado.

§ Pueden utilizarse con sistemas existentes.

Desventajas

• Es difícil de diseñar.
• Difícil prueba y mantenimiento si los programas del cliente y el servidor están hechos en distintos lenguajes de programación.
• No son manejados por la GUI 4GL.

ADMINISTRACIÓN DE DATOS REMOTA

1. En el cliente residen tanto la interfaz como los procesos de la aplicación.

2. Las bases de datos están en el servidor.

3. Es lo que comúnmente imaginamos como aplicación cliente servidor

Ventajas

• Configuración típica de la herramienta GUI 4GL.
• Muy adecuada para las aplicaciones de apoyo a las decisiones del usuario final.
• Fácil de desarrollar ya que los programas de aplicación no están distribuidos.
• Se descargan los programas del Host.

Desventajas

• No maneja aplicaciones pesadas eficientemente.
• La totalidad de los datos viaja por la red, ya que no hay procesamiento que realice el Host.

BASE DE DATOS DISTRIBUIDA

1. La interfaz, los procesos de la aplicación, y , parte de los datos de la base de datos están en cliente.

2. El resto de los datos están en el servidor.

Ventajas

• Configuración soportada por herramientas GUI 4GL.
• Adecuada para las aplicaciones de apoyo al usuario final.
• Apoya acceso a datos almacenados en ambientes heterogéneos.
• Ubicación de los datos es transparente para la aplicación.

Desventajas

• No maneja aplicaciones grandes eficientemente.
• El acceso a la base de datos distribuida es dependiente del proveedor del software administrador de bases de datos.

Definición de middleware

“Es un termino que abarca a todo el software distribuido necesario para el soporte de interacciones entre Clientes y Servidores”.

Es el enlace que permite que un cliente obtenga un servicio de un servidor.

Este se inicia en el modulo de API de la parte del cliente que se emplea para invocar un servicio real; esto pertenece a los dominios del servidor. Tampoco a la interfaz del usuario ni la a la lógica de la aplicación en los dominios del cliente.
Tipos de Middleware

Existen dos tipos de middleware:

1. Middleware general

Este tipo permite la impresión de documentos remotos, manejos de transacciones, autenticación de usuarios, etc.

2. Middleware de servicios específicos

Generalmente trabajan orientados a mensajes. Trabaja uno sola transacción a la vez.

Funciones de un programa servidor

1. Espera las solicitudes de los clientes.

2. Ejecuta muchas solicitudes al mismo tiempo.

3. Atiende primero a los clientes VIP.

4. Emprende y opera actividades de tareas en segundo plano.

5. Se mantiene activa en forma permanente.

Sistema Cliente-Servidor