Cuando oímos la expresión cliente-servidor, lo relacionamos al mundo de la informática. Y se trata de una relación simbiótica entre cliente y prestador de servicio. Aquí en este artículo, descubre la interesante Red Cliente Servidor, conoce cada una de sus principales características y la importante función que cumple.
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¿Qué es la red Cliente Servidor?
La estructura de la red Cliente Servidor, es un patrón en el modelo de diseño del software, en el cual las tareas se distribuyen entre los proveedores de recursos o servicios, a los cuales se les denomina Servidores, y los demandantes, también conocidos como Clientes. Un cliente hace una demanda o realiza peticiones a otro programa, el servidor, es quien se encarga de proporcionar respuestas o satisfacer esa demanda. Es una idea que también puede ser aplicada, a los programas que se ejecutan sobre una sola computadora, aunque su efectividad es mayor en un sistema operativo multiusuario, que es distribuido a través de una red de computadoras.
Algunos ejemplos de aplicaciones de tecnología informática que emplean el modelo cliente-servidor, son el correo electrónico, un Servidor de impresión y la World Wide Web.
En este diseño, la capacidad de proceso está distribuida entre los clientes y los servidores, aunque es mucho más importante las ventajas de tipo organizativo, debido a lo centralizado que está la gestión de la información, y a la separación de responsabilidades, lo que permite más claridad y facilidad en el diseño del sistema.
Separación cliente-servidor
La separación que existe entre cliente y servidor, es una división de tipo lógico, por cuanto el servidor no se ejecuta, necesariamente sobre una sola computadora, ni es obligatoriamente un solo programa. Existen servidores con propiedades específicas para cada función, y tenemos los servidores web, los servidores de archivo, los servidores del correo, entre otros. Por otro lado, tenemos que si sus propósitos cambian de unos servicios a otros, la arquitectura básica seguirá siendo la misma.
Un ejemplo de lo anteriormente expuesto, y que es muy común, son los sistemas multicapa, donde el servidor se descompone en diferentes programas, que pueden ser ejecutados por diferentes computadoras, lo que incrementa así el grado de distribución del sistema.
Por lo tanto, el concepto de cliente servidor es, el de una red de comunicaciones, en donde los clientes están conectados a un servidor, y en los cuales se centralizan los diversos recursos y aplicaciones con que se cuenta, y que son puestos a la disposición de los clientes, cada vez que estos son requeridos. Entonces esto quiere decir, que todas las gestiones que se realizan son concentradas en el servidor, de tal manera que en él, se disponen los requerimientos que provenientes de los clientes y que tienen prioridad, los archivos de manejo público y los que son de uso restringido, los archivos que son de sólo lectura y los que, por el contrario, pueden ser modificados, entre otros. Este tipo de red puede utilizarse conjuntamente en caso de que se esté utilizando en una red mixta.
Algo de historia
La evolución histórica de la red cliente servidor, se puede dividir en cinco etapas, las cuales te las mencionamos a continuación:
- Era de la computadora central
El modelo de administración de datos a través de computadoras, desde sus inicios se fundamentaba en el uso de terminales remotas, que se podían conectar de manera directa a una computadora central. Esta computadora central, podía encargarse de prestar servicios caracterizados, por que cada servicio se prestaba, solamente a un grupo selecto de usuarios.
- La era de las computadoras dedicadas
Esta es una etapa de la historia, en la que cada servicio disponía de su propia computadora, lo que garantizaba que los usuarios de ese servicio, se pudieran conectar directamente. Todo esto es producto de la aparición de computadoras de menor tamaño y peso, que eran más fáciles de usar, mucho más económicas y más potentes que las convencionales.
- La conexión libre
A partir de que las computadoras de escritorio, empezaron a producirse masivamente hace más de una década, permitió que una parte importante de la carga de trabajo de cómputo, tanto en el campo del cálculo, como en el ámbito de la presentación se empezaron a llevar a cabo desde el mismo escritorio del usuario. En múltiples ocasiones el usuario se hace de la información que necesita, de cualquier computadora de servicio, y estas computadoras se conectan a las computadoras de servicio mediante la utilización de un software, que permite emular a cualquier tipo de terminal y en otros se les puede transferir la información, empleando recursos magnéticos o por trascripción.
- La computadora a través de redes
Ya estamos entrando en la etapa que basa su funcionamiento en el concepto de redes de computadoras, en donde la información reposa en una o varias computadoras, los usuarios de la información, emplean sus computadoras como una herramienta de trabajo, y todas ellas se encuentran interconectadas. Esto permite que todos los usuarios puedan tener acceso a la información contenida en los otros equipos, y a su vez, que los diversos sistemas puedan intercambiar información.
- Era de la arquitectura cliente servidor
En este diseño, cada computador es denominado cliente, y este cliente genera una demanda de información a cualquiera de las otras computadoras que suministran la información, a estas últimas se le conoce como servidores, y son los encargados de responder a las solicitudes de información que generó el cliente.
Tanto clientes, como los servidores pueden estar conectados a una red local o una red amplia, y se puede implementar en una empresa o a una red mundial. Un ejemplo de esta es el Internet. Bajo este esquema, cada usuario tiene la libertad de obtener la información que requiera, de una o varias fuentes locales; o distantes.
Algunas definiciones
- Servidor
Se conoce por servidor, a la aplicación que ofrece un servicio a los usuarios de Internet. Es un programa que es capaz de recibir una solicitud, realizar el servicio requerido y devolver los resultados en forma de una respuesta. Por lo general, un servidor puede tratar múltiples peticiones o atender a múltiples cliente, al mismo tiempo.
Entre las funciones que puede llevar a cabo el proceso de servidor, se puede resumir a continuación:
- Aceptar los requerimientos de bases de datos que hacen los clientes.
- Procesar los requerimientos de las bases de datos.
- Formatear datos para poder transmitirlos a los clientes.
- Procesar la lógica de la aplicación y realizar validaciones a nivel de bases de datos
- Cliente-Servidor
Para poder atender al usuario final, hay que hacerle llegar la tecnología que le proporcione un acceso transparente a las aplicaciones, datos, servicios de cómputo o cualquier otro recurso del grupo de trabajo, pasando por toda la organización, en múltiples plataformas. El modelo se sustenta en un medio, en el que se distribuyen todos los requerimientos de servicios realizados, por las estaciones de trabajo inteligente o Clientes, son llevadas a cabo por otros computadores, a los cuales se les denomina Servidores.
Además de la definición descrita anteriormente, se pueden hacer dos definiciones más, considerando el significado gramatical y otro desde su concepción estructural.
- Desde lo conceptual:
Es un modelo para construir sistemas de información, que se sostiene en la idea de distribuir el tratamiento de la información y los datos por todo el sistema informático, generando una mejoría en el rendimiento del sistema global de información.
- En términos de arquitectura:
Son los distintos aspectos que conforman a una aplicación, tales como proceso, almacenamiento, control y operaciones de entrada y salida de datos, y que en un sentido más amplio, se encuentran en varios computadores, que se encuentran interconectados, a través de una red de comunicaciones.
- Red
Una red es un conjunto de clientes, servidores y base de datos unidos de una manera física o no física en el que existen protocolos de transmisión de información establecidos.
- Protocolo
Un protocolo es un conjunto de normas o reglas y pasos establecidos de manera clara y concreta sobre el flujo de información en una red estructurada.
- Servicios
Un servicio es un conjunto de información que busca responder las necesidades de un cliente, donde esta información pueden ser mail, música, mensajes simples entre software, vídeos, etc.
- Base de datos
Son bancos de información ordenada, categorizada y clasificada que forman parte de la red, que son sitios de almacenaje para la utilización de los servidores y también directamente de los clientes.
- Arquitectura Cliente-Servidor
Este se define como el de un modelo para el desarrollo de sistemas de información, en el que las transacciones se disgregan en procesos independientes, capaces de cooperar entre sí, para poder intercambiar información, servicios o recursos. El Cliente, se define como al proceso que inicia el diálogo o solicita los recursos y el Servidor al proceso que responde a las solicitudes. Para desarrollar este modelo, las aplicaciones se dividen de forma tal, que el servidor contiene la parte que debe ser compartida por varios usuarios, y en el cliente permanece sólo lo que es particular de cada uno de ellos.
Modelo Cliente-Servidor
Tipo de tecnología que emplean todas las aplicaciones de Internet/Intranet, en donde un cliente trabaja desde su ordenador local y se comunica con el servidor remoto, solicitando a éste una información, y este envía una respuesta. A modo general, así es el funcionamiento de este modelo.
Tipos de modelos Cliente-Servidor
Los tipos de modelos van a depender de las prestaciones que el servidor pone a disposición de los clientes, entre estas tenemos:
- Servidores de Impresión: con el se pueden compartir las impresoras entre los distintos usuarios.
- Servidores de Archivos: se emplean para que los clientes compartan sus discos duros.
- Servidores de Bases de Datos: es donde existe una única base de datos.
- Servidores de Lotus Notes: posibilita el trabajo simultáneo de distintos clientes, con los mismos datos, documentos o modelos.
- Servidores Web: emplean la tecnología Cliente-Servidor, pero se añaden otras prestaciones.
Importancia del modelo cliente servidor
El modelo cliente servidor tiene diferenciada claramente dos secciones, por un lado el servidor y por otro tenemos la parte de cliente o grupo de clientes, en donde lo normal es que un servidor sea un equipamiento muy potente, provisto de un hardware y un software específico, que se comporta como una especie de almacén de datos y funciona como un sistema gestor de base de datos o aplicaciones.
En esta arquitectura los clientes suelen ser estaciones de trabajo, que solicitan varios servicios al servidor, mientras que por otro lado, un servidor es una máquina que se comporta como receptor de datos y funciona como un sistema gestor de base de datos, basando su operatividad en dar las respuestas solicitadas por los clientes.
Esta estructuración es aplicada en diferentes modelos informáticos alrededor del mundo, y su propósito es mantener las comunicaciones de información entre diferentes entidades de una red, empleando los protocolos establecidos y el apropiado resguardo de la misma.
El más emblemático de los ejemplos, en donde se hace uso de una arquitectura cliente servidor, es la red de Internet, en donde existen computadores de diferentes usuarios y que están conectadas alrededor del mundo, las cuales se conectan a través de los servidores de su proveedor de Internet por ISP, para ser redirigidos a los servidores de las páginas que desean visualizar, y de esta manera la información de los servicios requeridos, pueden viajar a través de Internet, dando respuesta a la solicitud demandada.
Toda esta estructura es la que posibilita, que se puedan conectar a varios clientes a los servicios que provee un servidor, y como es sabido por todos, la mayoría de las aplicaciones y servicios necesitan ser consumidos por varios usuarios de forma simultánea.
Características del modelo
- Se genera una combinación de un cliente que interactúa con el usuario, y un servidor que interactúa con los recursos compartidos. En el proceso el cliente proporciona la interfaz entre el usuario y el resto del sistema. Mientras que en el proceso del servidor, actúa como un motor de software que se encarga de manejar los recursos compartidos, tales como bases de datos, impresoras, módems, entre otros.
- El cliente y el servidor tienen diferentes tareas y requerimientos, referentes a recursos de cómputo, velocidad del procesador, memoria, velocidad y capacidades del disco y input-output devices.
- Se genera una relación entre los distintos procesos, los cuales pueden ser ejecutados en la misma máquina o en máquinas diferentes y que se encuentran distribuidas a lo largo de la red.
- Hay una separación bien marcada de las funciones basadas en el concepto de “servicio”, que se establece entre clientes y servidores.
- Se establece una relación, que puede ser de muchos a uno, y en la que un servidor puede dar servicio a muchos clientes, regulando su acceso a recursos compartidos.
- Los clientes responden activamente a procesos, en cuanto a que son éstos los que hacen peticiones de servicios a los servidores. Teniendo estos últimos un carácter pasivo, ya que esperan las peticiones de los clientes.
- No hay otra relación entre clientes y servidores, que no sea la establecida a través del intercambio de mensajes entre ambos. El mensaje es el medio para hacer la petición y entrega de solicitudes de servicio.
- La plataforma de hardware y el sistema operativo del cliente y del servidor no son siempre la misma. Esta es una de sus principales ventajas, ya que es posible conectar clientes y servidores independientemente de sus plataformas.
- El concepto de escalas permite agregar más estaciones de trabajo activas sin que se vea afectado el rendimiento.
Arquitectura multi-capas
En la arquitectura cliente servidor se puede distinguir la existencia de tres tipos de ellas, las cuales mencionamos muy brevemente a continuación.
Arquitectura de dos capas
Esta es utilizada para hacer una descripción de los sistemas cliente-servidor en donde el cliente solicita recursos y el servidor responde directamente a dicha solicitud con sus propios recursos. Esto significa que el servidor no requiere de una aplicación adicional para proporcionar parte del servicio.
Arquitectura de tres capas
En esta arquitectura existe un nivel intermedio, esto quiere decir que la arquitectura por lo general es compartida por un cliente, y es quien solicita los recursos que están equipados con una interfaz de usuario o mediante un navegador web.
Esta capa media es denominada software intermedio, y su tarea es proporcionar los recursos solicitados, pero se hace necesario otro servidor para hacerlo. La última capa es el servidor de datos que se encarga de proporcionar al servidor de aplicaciones los datos necesarios para poder procesar y generar el servicio que fue requerido por el cliente inicialmente.
Arquitectura N capas
Este tipo de arquitectura se caracteriza porque mientras los servidores 2 y 3 están realizando una tarea específica, un servidor queda disponible para poder proporcionar su propio servicio.
Ventajas y Desventajas
Es importante mencionar los pros y contras de este modelo cliente-servidor, ya que se puede tener una idea si es lo que realmente requerimos y se adapta a nuestras necesidades.
Ventajas
- Promueve la integración entre diferentes sistemas y comparte información, con esto se puede integrar varios equipos, sin que sea necesario que todos tengan que utilizar el mismo sistema operativo.
- Se favorece el uso de la interfaz de gráficas interactivas, con el consecuente beneficio, de que los sistemas construidos bajo este esquema tienen una mayor interacción con el usuario.
- Su estructura modular favorece una mayor y mejor integración con las nuevas tecnologías y el crecimiento de la infraestructura computacional, favoreciendo con esto más estabilidad en las soluciones.
- El modelo cliente servidor proporciona un orden a las diferentes áreas de una empresa, donde cada área puede trabajar, accediendo al servidor sin que se genera conflicto.
Desventajas
- Se requiere de mucha habilidad para reparar un servidor. Si por ejemplo, ocurre un problema en la red, será necesario contar con algún técnico con amplio conocimiento, para poder atender esa contingencia.
- Tiene que garantizarse ante todo la seguridad, ya que se comparte información entre servidores y clientes. Esto requiere que todas estas operaciones se pasen por procesos de validación, es decir protocolos de seguridad que impidan que se amenace la integridad del modelo.
- Este modelo es altamente costoso, debido a que sus servidores son computadoras de alto nivel, con un hardware y software específicos para poder dar un correcto funcionamiento a todas las aplicaciones.
Razones para considerar el modelo Cliente-Servidor
Muchos clientes ven la posibilidad de considerar un esquema Cliente-Servidor, haciendo razonamientos que van más allá de los términos técnicos. Estas razones pueden ser validas, pero conviene ser precavidos para no caer en las trampas, si la solución Cliente-Servidor no fue diseñada por una razón técnica primaria. A continuación encontrarás tres razones primordiales que debes considerar en Cliente-Servidor:
- Tamaño de Datos:
Al igual que Visual FoxPro, todas las variaciones de xBase que son anteriores a él, tenían la limitación de solo contar con 2 GB, en cualquiera de sus tablas o archivos. Este tipo de limitante guarda relación con la forma, en que los bloqueos son llevados a cabo en los registros individuales. Como este límite es perfectamente posible de alcanzar, esto es diferente a cómo normalmente lo hace Microsoft. A pesar de que hay muchos workarounds o paliativos para estos límites, estos incrementan los retos con Visual FoxPro, en cuanto las tablas se agranden, porque los tiempos se prolongan para reindexar en caso de que se genere una corrupción.
- Seguridad
Generalmente los accesos a las tablas FoxPro se conectan a través de la red del sistema operativo, razón por la cual los usuarios necesitan tener acceso a los directorios que contienen las tablas VFP. Quien que pueda tener acceso a las tablas, eventualmente podrá buscar los mecanismos de cómo poder leerlos. También es menester nombrar su simplicidad para usar un driver ODBC y Excel, o si ellos requieren utilizar un editor hexadecimal, para interrumpir su esquema de encriptación. Muchos sistemas Cliente-Servidor pueden prevenir o eliminar esta amenaza, conjuntamente con la restricción de acceso de los clientes a la interfaz del servidor, pero no necesariamente a todos los datos.
- Bajo Ancho de Banda
Para el manejo de bases de datos en equipos de escritorio y basado en LAN, lo mejor es utilizar Visual FoxPro, ya que es más rápido y con el mayor desempeño. Pero VFP ofrece mejores resultados, sacando ventaja del ambiente LAN, y obtiene una información previa de columna. Y mientras que el proceso de conseguir esta información es casi indetectable en un ambiente de red, lo que hace más lenta la apertura inicial de tablas en milisegundos, aunque parezca poco, esto puede ser un retraso substancial, si estamos en un “cable delgado”, como por ejemplo conexiones Dial-Up, WAN o Internet saturado, entre el cliente y los datos.
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