ESOF - 23/03/11

Arquitetura Cliente-Servidor e Internet

Cliente-Servidor

Mainframe

Início da arquitetura

• Primórdios da computação
  • Mainframes executavam e mantinham toda a informação e processos em um único sistema
  • Sistema monolítico e centralizador

• Processo dispendioso:
  • entrar com os dados
  • realizar processamento
  • analisar os resultados

1o. modelo de arquitetura

• Compartilhamento de arquivos e aplicações
  • Inúmeros problemas => concorrência

• Usuários solicitando arquivos centralizados:
  • gerava baixo processamento
  • comprometia integridade da informação

• Degrau para o próximo passo:
  • separou clientes e servidores de arquivo

Modelo de 2 camadas

• Surgiu para suprir as necessidades da arquitetura de compartilhamento de arquivos

• Duas camadas desta arquitetura:
  • cliente => que realiza processamento
  • servidor => que armazena o conteúdo

• Ganho:
  • permitir uma maior concorrência

• Problema:
  • escalabilidade

Componentes principais

• Conjunto de Servidores:
  • oferecem serviços a outros subsistemas

• Conjunto de clientes:
  • solicitam os serviços oferecidos aos usuários

• Rede
  • servem de meio de comunicação entre os clientes e os servidores

Clientes

Equipamentos ligados em rede que demandam as requisições ao servidor. Podem ser microcomputadores desktop, notebooks ou qualquer dispositivo com interface de rede.

• O cliente possui algumas características básicas:
  • é ativo
  • inicia e termina as conversações com os servidores, solicitando serviços distribuídos
  • normalmente responsável pela entrada e saída de dados e comunicação com o usuário
  • torna a rede ‘transparente’ ao usuário
  • quando operado por usuários, interessante ter interface user-friendly.

Servidores

Equipamentos ligados em rede com com maior poder de processamento e armazenamento para os mais variados serviços.

• Exemplos. Servidores de:
  • arquivos
  • banco de dados
  • impressão
  • conteúdo
  • fax
  • páginas web
  • DNS
  • e-mail
  • imagens
  • sistemas operacionais
  • etc

• Características:
  • reativo e de execução contínua
  • recebe e responde a solicitações dos Clientes
  • presta serviços distribuídos
  • atende a diversos Clientes simultaneamente
  • pode crescer em armazenamento e processamento.

Redes de computadores

Consiste de dois ou mais computadores e outros dispositivos conectados entre si de modo a permitir o compartilhamento de serviços como dados, impressoras, mensagens , etc.

Existem várias formas e recursos de vários equipamentos que podem ser interligados e compartilhados, mediante a:

• meios de acesso [Wi-Fi, Bluetooth, WiMax, Satélite, 3G, FO, RFId, etc]

• protocolos [ftp, http, ssh, telnet, etc]

• requisitos de segurança [https, chaves de criptografia, senhas, hard-lock, firewall, etc].

A topologia mais usada é o barramento mas ainda existem conexões em anel, estrela e outras e existem vários tipos de redes como as baseadas em:

• conexão via cabo ou FO: PAN, LAN, MAN, WAN

• conexão sem fio: WPAN, WLAN, WMAN, WWAN.

Exemplo:

Serviço de Publicação de mídia

Aplicação Cliente responde pelas seguintes funções:

• Apresentação:
  • o código que gera a interface visível do programa faz parte da aplicação Cliente
  • formulários, menus e demais elementos visuais nele estão contidos
  • alteração na interface do programa requer a geração de uma nova versão para todos os computadores

• Lógica do Negócio:
  • regras que definem como os dados serão acessados e processados
  • toda a Lógica do Negócio fica no Cliente.

• É necessária:
  • uma nova versão do programa cada vez que alterações ocorrerem e as regras mudarem
  • atualização de todos os computadores com nova versão, mesmo que sejam centenas ou milhares de clientes

• Contribuições:
  • avanços para a empresa
  • uso efetivo dos sistemas de rede na arquitetura distribuída

• Limitações:
  • dificuldade de manutenção e no gerenciamento.

Modelo cliente-gordo

• O servidor é responsável somente pelo gerenciamento de dados

• O software do cliente implementa a lógica da aplicação e as interações com o usuário do sistema

• Sua desvantagem é ter sistema de gerenciamento mais complexo

Modelo cliente-magro

• Todo o processamento da aplicação e gerenciamento de dados é realizado no servidor

• O cliente é responsável apenas por executar o software de apresentação

• Tem a desvantagem de atribuir uma grande carga de processamento à rede e ao servidor.

Advento da linguagem Java

• Possibilidade de recorrer a applets (pequenos aplicativos) por download

• Permitiu desenvolvimento de um modelo cliente-servidor intermediário

• Interface em web browser

Modelo de 3 camadas

Problema essencial

• Tres camadas lógicas:
  • apresentação
  • processamento das aplicações
  • gerenciamento de dados
• Devem ser mapeadas em dois ou mais sistemas de computadores

Evolução

• retira as Regras do Negócio do cliente e as centraliza em um determinado ponto, o qual é chamado de servidor de aplicações

• o acesso ao Banco de Dados é feito através das regras contidas no Servidor de Aplicações

• traz facilidade de atualização das mesmas, pois estão centralizadas em um único ponto

• Não significa necessariamente que haja três sistemas de computador conectados à rede
  • um único servidor (parrudo) pode executar tanto o processamento dos SAs e SGBDs

• Se a necessidade aumentar, é relativamente simples separá-las em servidores diferentes e executá-los em processos separados.

Tres camadas

• Clientes

• Servidores de Aplicações

• Servidores de Dados

• Características:
  • as Regras do Negócio (lógica) foram deslocadas para o Servidor de Aplicações
  • ali é determinada a maneira como os dados serão utilizados
  • todo o acesso do cliente ao Banco de Dados é feito de acordo com as regras contidas no Servidor de Aplicações
  • não é possível o acesso ao Banco de Dados sem primeiramente passar pelo Servidor de Aplicações
  • no Servidor de Banco de Dados reside toda informação necessária para o funcionamento da aplicação.

• Melhoramentos
  • facilidade na atualização das Regras do Negócio
  • maior flexibilidade, segurança e controle do acesso aos dados
  • simplicidade na manutenção das aplicações atualizadas
  • garantia de acesso às alterações para todos os usuários

• Falha
  • continua o problema de atualização da interface de aplicação, cada vez que sejam necessárias mudanças
  • as alterações nela são menos frequentes do que as que ocorrem nas Regras do Negócio.

Exemplo:

Sistema de operações bancárias na Internet

• Banco de dados dos usuários do banco hospedado em um servidor (mainframe) fornece serviços de gerenciamento de dados

• Servidor web fornece os serviços de aplicativos como recursos para transferir dinheiro, gerar extratos e pagar contas

• O computador do usuário com um browser é o cliente.

• O sistema é escalonável pois permite adicionar facilmente novos servidores web à medida que o número de clientes aumenta.

Servidor Web

• A expressão servidor web pode significar duas coisas: [Wikipedia]

• 1. {SW} Um programa de computador responsável por aceitar pedidos HTTP de clientes, geralmente os navegadores, e servi-los com respostas HTTP, incluindo opcionalmente dados, que geralmente são páginas web, tais como documentos HTML com objetos embutidos (imagens, vídeos, frames, etc.)

• 2. {HW} Um computador que executa um programa que provê a funcionalidade descrita acima.

Sistema de operações bancárias na Internet

Arquitetura de um sistema financeiro na Internet

O uso da arquitetura em três camadas, como no exemplo, permite otimizar a transferência de informações entre o servidor Web e o servidor de banco de dados.

As conversações entre os sistemas não precisam ter como base os padrões da Internet mas podem utilizar protocolos de comunicação de nível inferior e mais rápidos

Um middleware eficaz que aceite consultas de banco de dados em SQL (Structured Query Language) é utilizado para manejar a recuperação de informações a partir do banco de dados.

Modelo de n camadas

Introdução

Ampliação do modelo cliente-servidor de três camadas para uma variante com várias camadas adicionando servidores

Utilizados quando as aplicações precisam acessar diferentes BDs

Um servidor de integração ou processador de transações (TP) é colocado entre o servidor de aplicações e os servidores de banco de dados

“Monitor de transações é uma espécie de serviço de enfileiramento de mensagens. O cliente conecta-se ao TP monitor em vez de se conectar ao servidor de banco de dados”

“A transação é aceita pelo monitor, e enfileirada, em seguida, ele assume a responsabilidade pela gestão e a correta realização”.

Vantagens

• Serviços

• Recursos

• Protocolos

• Localização

• Descentralização

• Escalabilidade

• Integridade

Desvantagens

• Complexidade

• Comunicação

Pool de Servidores

Exemplo:

Pool de servidores prestando serviço de aplicação web com aplicações diversificadas

Data Center

Característica do Data Center

• Modalidade de serviço de valor agregado

• Oferece recursos de processamento e armazenamento de dados

• Larga escala para organizações de qualquer porte

• Grande capacidade e flexibilidade

• Alta segurança

• Hardware e software adequados à necessidade

Data Center

Serviços básicos:

• Co-location

• Hosting

Serviços complementares:

• Backup

• Infra-estrutura de energia

• Segurança

• Servidor de endereços

• Suporte 24x7

• Acesso Internet.