PDF de programación - Tema 2: EL MODELO CLIENTE/SERVIDOR

Tema 2: EL MODELO CLIENTE/SERVIDOR

E. U. Informática en Segovia
Departamento de Informática

Universidad de Valladolid

Definición de sistemas cliente/servidor (1)

• Clientes y servidores: entidades lógicas separadas por una red para

lograr cierta tarea. Diferencias con otro software distribuido:

• Servicio: relación cliente/servidor entre procesos que se ejecutan

en máquinas distintas diferenciados en función de la idea de
servicio:
Servidor: proveedor de servicios
Cliente: consumidor de servicios

• Recursos compartidos: servidor puede dar servicio a más de un

cliente y regular su acceso a recursos compartidos

• Asimetría de protocolos:

Relación de muchos a uno
El cliente comienza el diálogo solicitando servicio; el servidor espera

solicitudes

• Localización transparente: el software cliente/servidor enmascara

la localización del servidor

• Independencia del hardware

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Definición de sistemas cliente/servidor (2)

Más características:
• Intercambio de mensajes: clientes y los servidores son procesos

débilmente acoplados que interaccionan mediante paso de
mensajes

• Encapsulación de servicios: posible actualización de servidores si

no se modifica el protocolo

• Escalabilidad: relación cliente/servidor entre procesos que se

ejecutan en máquinas distintas diferenciados en función de la idea
de servicio:
Horizontal: añadir clientes sin que el servicio se vea demasiado

afectado

Vertical: se puede cambiar el servidor o distribuir el servicio por

múltiples servidores

• Integridad: datos centralizados en el servidor => mantenimiento

de integridad sencillo

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Tecnología cliente/servidor(1)

• Servidores de ficheros: los clientes hacen solicitudes de ficheros al

servidor: forma de compartir ficheros en una red (repositorios de
documentos, imágenes, programas, etc.)

• Servidores de bases de datos: aplicaciones del cliente mandan

solicitudes SQL al servidor. El servidor devuelve el resultado de la
consulta.

• Servidores de transacciones: el cliente invoca procedimientos

remotos o transacciones (conjunto de instrucciones SQL) sobre la
base de datos. Los datos intercambiados son:
Cliente -> servidor: solicitud
Servidor -> cliente: mensaje de resultado

• Servidores groupware: intercambio de información

semiestructurada: texto, imágenes, u otros (Lotus Notes o
Microsoft Exchange). Cada vez más se usa e-mail

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Tecnología cliente/servidor(2)

• Servidores de aplicaciones de objetos:

Aplicación cliente/servidor: conjunto de objetos de comunicación.
Los objetos del cliente usan un Object Request Broker (ORB). El
cliente invoca un método remoto, el ORB localiza una instancia de
la clase del objeto en el servidor, invoca el método y devuelve el
resultado al objeto del cliente.

CORBA (Common Object Request Broker Arquitecture)

• Servidores de aplicaciones web:

World Wide Web: arquitectura cliente/servidor (los clientes
solicitan documentos a los servidores). La solicitud es por nombre
y el protocolo es HTTP
Hay objetos web y toda clase de aplicaciones nuevas

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Modelo de cliente grueso/fino

• Modelo de cliente grueso: funcionalidad en el cliente. Servidores

de ficheros o de bases de datos, (el cliente conoce la organización
de los datos en el servidor)

• Modelo de servidor grueso: funcionalidad en el servidor. Minimiza
la carga del cliente y de la red. En el cliente interfaz de usuario
que interacciona con el servidor mediante llamadas remotas

A menudo complementarios: aplicación con servicios de ficheros,
base de datos, transacciones y objetos.

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Arquitecturas cliente/servidor de 2, 3 ó N

niveles (1)

Arquitecturas 2-tier, 3-tier y N-tier

Clasificación lógica

• 2 niveles: lo visto hasta ahora. Ej: servidor de páginas web

Cliente (navegador) <-> http <-> Servidor (documentos)

• 3 niveles: parte de la lógica de la aplicación en un nivel
intermedio. Ej: acceso a base de datos a través de web
Cliente web : petición
Servidor web: recoge consulta y es cliente del servidor de base de

datos

Servidor de base de datos

Ventajas principales:
Encapsulación => flexibilidad, escalabilidad...
Seguridad

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Arquitecturas cliente/servidor de 2, 3 ó N

niveles (2)

• N niveles: descomposición del nivel intermedio en un grupo de

componentes que interactúan. Ej: portales de compra en Internet

Ventajas principales:

Desarrollo más fácil y
flexible

Reutilización de
componentes

Encapsulamiento =>
aplicaciones más seguras

Mejora continua del servicio

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Configuraciones cliente/servidor típicas

Tres bloques básicos en una arquitectura cliente/servidor:

cliente, servidor, middleware

Ejemplos de configuraciones:
• Arquitecturas cliente/servidor en la misma máquina. Ej: sistema
de gestión de una consulta de un médico con un solo ordenador =>
alta escalabilidad

• Arquitecturas cliente/servidor con servidor único. Ej: sistemas

basados en LAN con un servidor y varios clientes (terminales)

• Arquitecturas cliente/servidor con varios servidores.

Varios servidores con funciones distintas
Duplicación de servidores para robustez frente a fallos o para aumento

de rendimiento más fácil y flexible

• Arquitecturas cliente/servidor en la cual cada máquina que es un

cliente y un servidor completo

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Elementos de arquitecturas

cliente/servidor

• Tres bloques básicos en una arquitectura cliente/servidor:

Cliente: incluye sistema operativo (OS) sobre con interfaz gráfico de

usuario (GUI) o interfaz orientado a objetos de usuario (OOUI)

Servidor: ejecuta software especializado
Middleware: software distribuido para interacciones entre cliente y

servidor
Desde la API del cliente usada para invocar el servicio, la transmisión
de la solicitud y la respuesta hasta el sistema que informa al servidor
No incluye el software que proporciona el servicio ni el interfaz de
usuario en el cliente. Parte en el cliente y parte en el servidor
El middleware incluye:

• Protocolos de transporte, como TCP/IP, IPX...
• NOS's (Sistemas operativos de red), como RPC, Samba...
• Middleware específico para el servicio como HTTP, ORB...
• Responsable del buen funcionamiento, especialmente en N niveles
• DSM (Distributed System Management): agentes que envían

información desde todos los nodos de la red cliente/servidor para
su recogida y presentación

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Características del servidor:

funciones del servidor

• Esperar peticiones de clientes (mensajes). A veces sesión por

cliente y otras conjunto dinámico de sesiones

• Atender solicitudes simultáneas => concurrencia. Sin riesgo para la

integridad de los recursos compartidos

• Prioridades en la atención de las solicitudes

• Capacidad de lanzar tareas en segundo plano no relacionadas con
el servicio Ejemplo: un servidor de ftp aprovecha las horas de la
noche para actualizar un mirror

• Robustez: crítica en servidores

• Escalabilidad y extensibilidad

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Características del servidor:

requisitos del SO del servidor (1)
Distinguimos en un SO servicios básicos (“de serie”) y servicios

extendidos:

SERVICIOS BÁSICOS:
• Alto nivel de concurrencia (tanto de tareas como en cada tarea)
• Task preemption: fin de las tareas “voluntario” => peligro. Mejor

slots de tamaño fijo

• Prioridades
• Mecanismos de concurrencia (semáforos, monitores)
• Mecanismos de comunicación entre procesos. Redireccionamiento

transparente

• Threads
• Sistema de ficheros multiusuario de altas prestaciones: muchos

ficheros abiertos simultáneamente y protección de integridad

• Sistema eficaz de gestión de memoria: manipulación de objetos y

programas grandes. Sistema de intercambio ágil con el disco

• Extensibilidad sin recompilar o (idealmente) rearrancar

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Características del servidor:

requisitos del SO del servidor (2)

SERVICIOS EXTENDIDOS:
• Soporte para distintos protocolos de comunicación => servicio a clientes

• Extensiones para acceso transparente a recursos compartidos (ficheros,

distintos

impresoras...)

video, gráficos...

por su nombre)

• Recursos de manipulación de BLOBs (Binary Large OBjects): imágenes,

• Sistema de directorio global o páginas amarillas (localización de recursos

• Servicios de autenticación (un cliente es quien dice ser) y autorización (un

cliente puede hacer lo que está haciendo)

• Gestión del sistema: configuración, monitorización, generación de alertas,

distribución y manipulación de paquetes de software para los clientes,
identificación de virus o intrusos...

• Sincronización temporal entre clientes y servidor
• Servicios de bases de datos y de transacciones
• Servicios de internet: HTTP, SSL, firewalls, DNS...
• Servicios orientados a objetos

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Características del servidor:
evolución de los servidores (1)

Segmento muy heterogéneo:
• desde servidores simples de impresora
• hasta servidores de