什么是客戶機/服務器計算

客戶機/服務器計算定義一種體系結構，在該結構中，程序邏輯分布在客戶機系統(tǒng)和服務器系統(tǒng)之間。客戶機/服務器計算是20世紀80年代的各種趨勢形成的結果，它使用通過LAN連接到后端數(shù)據(jù)庫服務器或應用程序服務器的功能強大的計算機來裝備臺式計算機。設計這種模型是為了替換主機計算模型，在主機計算模型中所有的處理都是由一個集中式系統(tǒng)完成的。

客戶機/服務器計算結構是一種基于信息的組合式結構，意在提高集中化的時間共享大型機計算。客戶機被定義為一種服務請求器，服務器被定義為一種服務供應商。單個機器既可以作為客戶機也可以作為服務器，這主要取決于軟件配置及執(zhí)行功能類型。

客戶機／服務器計算依賴于分布應用程序，其前站（用戶見到的部分）在工作站上運行，后端（完成大部分工作）在服務器上運行。例如，前端PC機請求后端服務器進行數(shù)據(jù)庫搜索，服務器僅將搜索結果（而不是整個應用程序和數(shù)據(jù)集）送回給請求的PC機。與傳統(tǒng)的文件服務器不同，客戶機／服務器計算實際上是在服務器上運行應用程序，只把結果（不是原始數(shù)據(jù)）返給提出請求的PC機。

隨著因特網(wǎng)的發(fā)展，客戶機/服務器計算模型已經(jīng)從一個雙向關系(通常被稱為兩層模型)演變?yōu)槿龑踊蚨鄬幽Ｐ汀Ｔ谶@些模型中，客戶機與中間應用程序服務器或Web服務器進行通信，而應用程序服務器或Web服務器則與后端數(shù)據(jù)服務器和/或遺留系統(tǒng)進行通信。然后中間服務器將數(shù)據(jù)庫查詢結果返回到客戶機。

目前，共有幾種可能的客戶機/服務器配置。在最基本的模型中，幾個客戶機訪問單個服務器；不過，圖C-l7中所示的分布式方法則更常用。分布式配置中的服務器可以互相通信以向客戶機提供協(xié)調的服務。

在圖C-18中，數(shù)據(jù)庫被復制到一個遠程系統(tǒng)以便遠程站點的用戶能夠在本地站點而不是通過WAN(廣域網(wǎng))鏈路訪問數(shù)據(jù)。兩臺服務器周期性地相互同步以確保用戶使用的是最新信息。在圖C-18的右邊，企業(yè)的大量數(shù)據(jù)存儲在“數(shù)據(jù)存儲倉庫”中。工作組訪問中間層“升級系統(tǒng)”，而該中間層“升級系統(tǒng)”對常被訪問的數(shù)據(jù)進行高速緩存或替客戶機對后端系統(tǒng)進行查詢。

這些討論都假定客戶機與服務器是軟件兼容的，但事實并不總是這樣。一個企業(yè)網(wǎng)絡可能是部門LAN和應用程序及各個客戶機的結合。如圖C-19所示，中間設備幫助將這些不同類組件結合在一起，以便開發(fā)人員能夠隱藏應用程序之間的差異并為各個客戶機提供連接。中間設備還提供消息系統(tǒng)形式的通信系統(tǒng)或客戶機與服務器之間的直接鏈接。

文件服務器、應用程序服務器、打印服務器、傳真服務器、通信服務器等等都利用了客戶機/服務器模型。這里“服務器”一詞既指系統(tǒng)也指系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)中運行的服務器進程等待客戶機的請求，可能是對文件的請求也可能是對開始一項復雜事務的請求。

在一個客戶機/服務器應用中，客戶端應用程序是針對一個小的、特定的數(shù)據(jù)集，如一個表的行來進行操作的，而不是像文件服務器那樣針對整個文件進行，對某一條記錄進行封鎖，而不是對整個文件進行封鎖，因此保證了系統(tǒng)的并發(fā)性，并使網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量減到最少，從而改善了系統(tǒng)的性能。客戶機/服務器模型的優(yōu)點主要在于系統(tǒng)的客戶端應用程序和服務器部件分別運行在不同的計算機上，系統(tǒng)中每臺服務器都可以適合各部件的要求，這對于硬件和軟件的變化顯示出極大的適應性和靈活性，而且易于對系統(tǒng)進行擴充和縮小。在客戶機/服務器模型中，系統(tǒng)中的功能部件充分隔離，客戶端用程序的開發(fā)集中于數(shù)據(jù)的顯示和分析，而數(shù)據(jù)庫服務器的開發(fā)則集中于數(shù)據(jù)的管理，不必在每一個新的應用開發(fā)中都要對一個數(shù)據(jù)庫進行編碼。將大的應用處理任務分布到許多通用網(wǎng)絡連接的低成本計算機上導致了費用的極大節(jié)約。

后端數(shù)據(jù)服務器運行DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))軟件，客戶機則通過SQL(結構化查詢語言)語句查詢這些系統(tǒng)。SQL作為LAN中客戶機/服務器中間設備的一種形式，因為它在只選擇和移動那些需要的記錄方面效率很高，所以很受歡迎。而且它還可以直接在數(shù)據(jù)庫服務器上運行存儲的程序而不用先將數(shù)據(jù)移動到客戶機然后在客戶機運行程序。

因為服務器向許多客戶機提供服務，所以為了性能的緣故，它們必須是功能強大的系統(tǒng)。在所謂的瘦客戶機環(huán)境中，服務器完成大部分工作而客戶機基本上只顯示信息和接收用戶的輸入。許多瘦客戶機甚至沒有硬盤驅動器。在一個更加平衡的模型中，客戶機和服務器(或多個服務器)共同工作。大多數(shù)瘦客戶機模型都是基于Java小程序和應用程序的。

下面是客戶機/服務器模型的一些優(yōu)點：

? 客戶機/服務器計算幫助單位將大型主機和小型計算機“縮小”成能夠為整個企業(yè)提供數(shù)據(jù)通信平臺的網(wǎng)絡。

? 客戶機和服務器的分離使程序員們得以利用運行GUI(如Windows和Web瀏覽器)的功能強大的客戶機系統(tǒng)。

? 數(shù)據(jù)存儲在對數(shù)據(jù)進行操作的最近的服務器中，從而將在網(wǎng)絡中傳送的信息量減到最小，也更容易備份。

? 很大一部分信息是一次性高速緩存在服務器的內存中而不是每個需要它的工作站的內存中。

? 因為服務器只為客戶提供所請求的信息，而不是工作站必須處理的大塊信息，從而減少了網(wǎng)絡流量。

? 大型服務器系統(tǒng)可以卸載由個人工作站處理會更好的應用程序。

? 數(shù)據(jù)位于一個位置是安全有保障的。數(shù)據(jù)倉庫提供一個方法在維護對數(shù)據(jù)的控制的同時使中間工作組服務器中特定的數(shù)據(jù)可用。

? 使用集中化數(shù)據(jù)，系統(tǒng)管理員可應用安全控制以限制數(shù)據(jù)訪問并使用跟蹤機制來監(jiān)控數(shù)據(jù)訪問。

? 在并行處理中可以有多個系統(tǒng)參與，它們合作完成處理任務。

? 在客戶機／服務器關系之中每個處理器是可以選擇的，按其特定作用實現(xiàn)優(yōu)化。服務器通常是在速度快、配有大量磁盤存儲裝置的PC機上運行，而客戶機可能一臺磁盤存儲裝置都沒有，但可以有高分辨率顯示適配卡，而這種適配卡裝到服務器上是沒有任何意義的。

增強型客戶機/服務器模型

隨著C/S結構應用范圍的不斷擴大和計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，兩層C/S結構帶來的問題日益明顯，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（1） 系統(tǒng)的可靠性有所降低。一個客戶機/服務器系統(tǒng)是由各自獨立開發(fā)、制造和管理的各種硬件和軟件的混合體，其內在的可靠性不如單一的、中央管理的大型機或小型機，出現(xiàn)問題時，很難立即獲得技術支持和幫助。

（2）維護費用較高。盡管這種應用模式在某種程度上提高了生產(chǎn)效率，由于客戶端需要安裝龐大而復雜的應用程序，當網(wǎng)絡用戶的規(guī)模達到一定的數(shù)量之后，系統(tǒng)的維護量急劇增加，因而維護應用系統(tǒng)變得十分困難。

（3）系統(tǒng)資源的浪費。隨著客戶端的規(guī)模越來越大，對客戶機資源的要求也越來越高。盡管硬件不斷更新，但新的操作系統(tǒng)和新的應用軟件的不斷出現(xiàn)，使得用戶對硬件的更新仍然跟不上軟件更新的速度。客戶不得不在本地硬盤上裝入大量的軟件，但是使用的大都只是其中很少一部分（一般低于10％）。在一個擁有眾多的“胖客戶機”的環(huán)境中，這無疑是一種巨大的浪費。

（4）系統(tǒng)缺乏靈活性。客戶機/服務器需要對每一應用獨立地開發(fā)應用程序，消耗了大量的資源，但胖客戶機的計算模式卻仍然滿足不了日益增長的應用的需要。在向廣域網(wǎng)擴充（如Internet）的過程中，由于信息量的迅速增大，專用的客戶端已經(jīng)無法滿足多功能的需求。網(wǎng)絡計算模式從兩層模式擴展到N層模式，并且結合動態(tài)計算，解決了這一問題。

在三層模型中，數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)操作的大部分從客戶機移走而被放置到一個中間層系統(tǒng)(數(shù)據(jù)駐留在后端層)。在商業(yè)環(huán)境中，中間層系統(tǒng)可能擁有單位的所有“商業(yè)邏輯”。商業(yè)邏輯包括規(guī)則、程序和操作順序，它們?yōu)閿?shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供服務。通過在一個共享系統(tǒng)中統(tǒng)一商業(yè)邏輯，所有的規(guī)則都被集合到單個服務器中，從而可以更容易地被管理而且應用程序也可以更容易地訪問它們。

分布式對象計算涉及到使用Java. ActiveX和其他語言建立的面向對象組件的使用。這些組件是在企業(yè)網(wǎng)和因特網(wǎng)中創(chuàng)建和分布的，它們在Web瀏覽器或其他“容器”中運行，或被用于匯編已成熟的應用程序。應用邏輯、信息檢索、事務監(jiān)控、數(shù)據(jù)顯示及管理之類的服務都可單獨在網(wǎng)絡中不同的計算機上運行。網(wǎng)絡提供一個通信基礎結構，在該結構中這些組件進行通信從而為終端用戶提供一種使用無縫應用程序的經(jīng)歷。

和兩層C/S結構相比，三層C/S結構具有更靈活的硬件系統(tǒng)構成，對于各個層可以選擇與其處理負荷和處理特性相適應的硬件。合理地分割三層結構并使其獨立，可以使系統(tǒng)的結構變得簡單清晰，這樣就提高了程序的可維護性。三層C/S結構中，應用的各層可以并行開發(fā)，各層也可以選擇各自最適合的開發(fā)語言，有利于變更和維護應用技術規(guī)范。按層分割功能使各個程序的處理邏輯變得十分簡單。一般而言，三層C/S結構的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

? 利用單一的訪問點，可以在任何地方訪問站點的數(shù)據(jù)庫； ? 對于各種信息源，不論是文本還是圖形都采用相同的界面； ? 所有的信息，不論其基于的平臺，都可以用相同的界面訪問； ? 可跨平臺操作； ? 減少整個系統(tǒng)的成本； ? 維護升級十分方便； ? 具有良好的開放性； ? 系統(tǒng)的可擴充性良好； ? 進行嚴密的安全管理； ? 系統(tǒng)管理簡單，可支持異種數(shù)據(jù)庫，有很高的可用性。