服务器-客户机

Client-Server(C/S)结构

服务器-客户机,即Client-Server(C/S)结构。C/S结构通常采取两层结构。服务器负责数据的管理,客户机负责完成与用户的交互任务

结构简介
客户机通过局域网与服务器相连,接受用户的请求,并通过网络向服务器提出请求,对数据库进行操作。服务器接受客户机的请求,将数据提交给客户机,客户机将数据进行计算并将结果呈现给用户。服务器还要提供完善安全保护及对数据完整性的处理等操作,并允许多个客户机同时访问服务器,这就对服务器的硬件处理数据能力提出了很高的要求。
在C/S结构中,应用程序分为两部分:服务器部分和客户机部分。服务器部分是多个用户共享的信息与功能,执行后台服务,如控制共享数据库的操作等;客户机部分为用户所专有,负责执行前台功能,在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能,并且可以在子程序间自由切换。
C/S模型的关键要素为:由客户而不是服务提供者发起动作;服务器被动的等待来自客户机的请求;客户机和服务器通过一条通信信道连接起来。两个进程间的通信链路称为连接。连接在内部表现为一些缓冲区和一组协议机制,在外部表现出比无连接高的可靠性。一个完整的网间进程通信需要由两个进程组成,并且只能使用同一种高层协议。因此,一个完整的网间通信需要协议,本机地址、本地端口号、远程端口号、远程地址这五个元素标识。
C/S结构在技术上已经很成熟,它的主要特点是交互性强、具有安全的存取模式、响应速度快、利于处理大量数据。但是C/S结构缺少通用性,系统维护、升级需要重新设计和开发,增加了维护和管理的难度,进一步的数据拓展困难较多,所以C/S结构只限于小型的局域网。
发展经历
C/S模式的发展经历了从两层结构到三层结构
两层结构由两部分构成:前端是客户机,主要完成用户界面显示,接受数据输入,校验数据有效性,向后台数据库发请求,接受返回结果,处理应用逻辑;后端是服务器,运行DBMS,提供数据库的查询和管理。
两层结构存在一些不足:主要表现在:系统的可伸缩性差;难以和其它系统进行互操作;难以支持多个异构数据库;客户端程序和服务器端DBMS交互频繁,网络通讯量大;所有客户机都需要安装、配置数据库客户端软件,这是一件十分庞杂的工作。
基于二层结构的以上不足,三层结构伴随着中间件技术的成熟而兴起。其核心概念是利用中间件将应用分为表示层业务逻辑层数据存储层三个不同的处理层次。
三层结构较二层结构具有一定的优越性:具有良好的开放性;减少整个系统的成本,维护升级十分方便;系统的可扩充性良好;系统管理简单,可支持异种数据库,有很高的可用性;可以进行严密的安全管理
优缺点
优点
C/S结构的优点是能充分发挥客户端PC的处理能力,很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。对应的优点就是客户端响应速度快。具体表现在以下两点:
(1)应用服务器运行数据负荷较轻。最简单的C/S体系结构的数据库应用由两部分组成,即客户应用程序数据库服务器程序。二者可分别称为前台程序与后台程序。运行数据库服务器程序的机器,也称为应用服务器。一旦服务器程序被启动,就随时等待响应客户程序发来的请求;客户应用程序运行在用户自己的电脑上,对应于数据库服务器,可称为客户电脑,当需要对数据库中的数据进行任何操作时,客户程序就自动地寻找服务器程序,并向其发出请求,服务器程序根据预定的规则作出应答,送回结果,应用服务器运行数据负荷较轻。
(2)数据的储存管理功能较为透明。在数据库应用中,数据的储存管理功能,是由服务器程序和客户应用程序分别独立进行的,并且通常把那些不同的(不管是已知还是未知的)前台应用所不能违反的规则,在服务器程序中集中实现,例如访问者的权限,编号可以重复、必须有客户才能建立订单这样的规则。所有这些,对于工作在前台程序上的最终用户,是“透明”的,他们无须过问(通常也无法干涉)背后的过程,就可以完成自己的一切工作。在客户服务器架构的应用中,前台程序不是非常“瘦小”,麻烦的事情都交给了服务器和网络。在C/S体系下,数据库不能真正成为公共、专业化的仓库,它受到独立的专门管理。
缺点
随着互联网的飞速发展,移动办公和分布式办公越来越普及,这需要我们的系统具有扩展性。这种方式远程访问需要专门的技术,同时要对系统进行专门的设计来处理分布式的数据。
客户端需要安装专用的客户端软件。首先涉及到安装的工作量,其次任何一台电脑出问题,如病毒、硬件损坏,都需要进行安装或维护。特别是有很多分部或专卖店的情况,不是工作量的问题,而是路程的问题。还有,系统软件升级时,每一台客户机需要重新安装,其维护和升级成本非常高。
对客户端的操作系统一般也会有限制。可能适应于Win98, 但不能用于Windows2000Windows XP。或者不适用于微软新的操作系统等等,更不用说Linux、Unix等。(目前,大多数客户端都适应win XP系统,但对微软新的操作系统或其他开发系统就兼用不了。)
传统的C/S体系结构虽然采用的是开放模式,但这只是系统开发一级的开放性,在特定的应用中无论是Client端还是Server端都还需要特定的软件支持。由于没能提供用户真正期望的开放环境,C/S结构的软件需要针对不同的操作系统开发不同版本的软件, 加之产品的更新换代十分快,已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用。而且代价高, 效率低。
C/S架构的劣势还有高昂的维护成本且投资大。首先,采用C/S架构,要选择适当的数据库平台来实现数据库数据的真正“统一”,使分布于两地的数据同步完全交由数据库系统去管理,但逻辑上两地的操作者要直接访问同一个数据库才能有效实现,有这样一些问题,如果需要建立“实时”的数据同步,就必须在两地间建立实时的通讯连接,保持两地的数据库服务器在线运行,网络管理工作人员既要对服务器维护管理,又要对客户端维护和管理,这需要高昂的投资和复杂的技术支持,维护成本很高,维护任务量大。
其次,传统的C/S结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件,由于产品的更新换代十分快,代价高和低效率已经不适应工作需要。在JAVA这样的跨平台语言出现之后,B/S架构更是猛烈冲击C/S,并对其形成威胁和挑战。
服务端的特征:
1.被动的角色(从)。
2.等待来自用户端的要求。
3.处理要求并传回结果。
用户端的特征:
1.主动的角色(主)。
2.发送要求。
3.等待直到收到回应。
C/S和B/S
硬件环境的比较
CS建立在局域网的基础上,局域网之间再通过专门服务器提供连接和数据交换服务。在CS结构中,客户机和服务器都需要处理数据任务,这就对客户机的硬件提出了较高的要求。BS结构建立在广域网之上,不必配备专门的网络硬件环境。虽然对客户端的硬件要求不是很高,只需要运行操作系统和浏览器,但服务器端需要处理大量实时的数据,这就对服务器端的硬件提出了较高的要求。总体来讲,BS结构相对CS结构能够大大降低成本
系统维护 、 升级的比较
CS结构中的每一个客户机都必须安装和配置相关软件,如操作系统、客户端软件等。当客户端软件需要维护、升级,即使只是增加或删除某一功能,也需要逐一将CS结构中所有的客户端软件卸载并重新安装。如果不进行升级,可能会碰到客户端软件版本不一致而无法工作的情况。BS结构中每一个客户端只需通过浏览器便可进行各种信息的处理,而不需要安装客户端软件,维护、升级等几乎所有的工作都在服务器端进行,如果系统需要升级,只需要将升级程序安装在服务器端即可。
系统安全的比较
CS结构采取点对点结构模式,数据的处理是基于安全性较高的网络协议之上。另外,CS一般面向相对固定的用户群,它可以对权限进行多层次的校验,对信息安全的控制能力很强,安全性可以得到很好的保障。BS结构采取一点对多点、多点对多点的开放式结构模式,其安全性只能靠数据服务器上的管理密码的数据库来保证,况且网络安全技术尚未成熟,需不断发现、修补各种安全漏洞
用户接口的比较
CS结构多是建立在Windows平台上,表现方法有限,对程序员普遍要求较高。BS结构是建立在浏览器上,有更加丰富和生动的表现方式与用户交流。
处理上的比较
CS结构建立在局域网上,处理面向在相同区域的比较固定的用户群,满足对安全要求高的需求,与操作系统相关。BS结构建立在广域网上,处理面向分散的地域的不同的用户群,与操作系统关系较少。另外,BS的处理模式与CS处理模式相比,简化了客户端,只需要安装操作系统、浏览器即可。
软件重用的比较
CS结构软件可从不可避免的整体性考虑,构件的重用性不如在BS要求下构建的重用性好。BS对应的是多重结构,要求构建相对独立的功能,能够相对较好的重用。
系统速度的比较
CS结构在逻辑结构上比BS结构少一层,对于相同的任务,CS结构完成的速度总比BS结构快,使得CS更利于处理大量数据。另外,由于客户端实现与服务器的直接相连,没有中间环节,因此响应速度快。
交互性信息流的比较
CS结构的交互性很强,在CS结构中,客户机有完整的客户端软件,能处理大量的、实时的数据流,响应速度快。BS结构虽然可以提供一定的交互能力,但交互能力很有限。CS的信息流单一,而BS结构可处理如B-B、B-C、B-G等信息并具有流向的变化。
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