Client-Server-Architektur

Was ist eine Client-Server-Architektur in einfachen Worten

Die Client-Server-Architektur ist ein Interaktionsmodell in einem Computernetzwerk, bei dem die Aufgaben zwischen zwei Hauptkomponenten verteilt sind: dem Client und dem Server. Der Client ist ein Programm oder Gerät, das einen Dienst oder eine Ressource anfordert (zum Beispiel ein Browser auf Ihrem Computer). Der Server ist ein leistungsfähiger Computer oder ein Programm, das auf Anfragen wartet, sie verarbeitet und die Antwort zurücksendet.

Stellen Sie sich ein Restaurant vor. Der Client sind Sie, der Gast. Sie schauen sich die Speisekarte an (die Schnittstelle) und geben eine Bestellung auf (eine Anfrage). Der Server ist die Küche, in der Ihr Gericht zubereitet wird (die Daten werden verarbeitet). Der Kellner ist die Netzwerkverbindung, die die Bestellung an die Küche weiterleitet und das fertige Gericht zurückbringt. So funktioniert auch das Internet: Ihr Browser fordert eine Seite an, der Server erzeugt sie und sendet sie zurück.

Lesen Sie darüber, wie die Infrastruktur von Webanwendungen funktioniert, im Artikel Webserver.

Hauptkomponenten der Architektur

• Client: Eine Schnittstelle oder ein Gerät (Browser, mobile Anwendung, Desktop-Programm), das Anfragen sendet und Ergebnisse anzeigt.
• Server: Ein leistungsfähiger Computer oder ein Programm, das Anfragen verarbeitet, Geschäftslogik ausführt und auf Datenbanken zugreift.
• Netzwerk: Das verbindende Glied, über das Client und Server mithilfe spezieller Protokolle (HTTP, HTTPS, TCP/IP, WebSocket) kommunizieren.
• Datenbank: Ein Speicher, in dem alle Datensätze, Passwörter, Waren oder Mediendateien gespeichert werden.

Lesen Sie über Netzwerkprotokolle im Artikel Kryptographisches Protokoll.

Architekturebenen

• Zweistufig (Client — Server): Der Client wendet sich direkt an den Server, der die Daten selbst verarbeitet und mit der Datenbank interagiert. Ein einfaches Modell für kleine Systeme.
• Dreistufig (Client — Anwendungsserver — Datenbankserver): Die Geschäftslogik wird auf einen separaten Anwendungsserver verlagert. Ein beliebtes Muster für komplexe Unternehmenssysteme (zum Beispiel 1C:Enterprise).
• Mehrstufig (N-Tier): Zusätzliche Ebenen – Caching, Nachrichtenwarteschlangen, Integrationsdienste. Bietet maximale Flexibilität und Skalierbarkeit.

Lesen Sie über Unternehmenssysteme im Artikel 1C:Enterprise.

Wie die Interaktion funktioniert

1. Der Benutzer führt eine Aktion aus in der Client-Anwendung (zum Beispiel klickt er auf die Schaltfläche „Kaufen“).
2. Der Client bildet eine Anfrage und sendet sie über das Netzwerk an den Server.
3. Der Server nimmt die Anfrage an, prüft die Zugriffsrechte und führt die Geschäftslogik aus.
4. Der Server greift auf die Datenbank zu, um Informationen abzurufen oder zu verändern.
5. Der Server bildet eine Antwort und sendet sie an den Client.
6. Der Client zeigt das Ergebnis dem Benutzer an.

Wo die Client-Server-Architektur verwendet wird

• Websites und Webanwendungen: Ein Browser (Client) fordert Seiten von einem Webserver an.
• Mobile Anwendungen: Eine Anwendung auf dem Smartphone (Client) sendet Anfragen an den Server zum Aktualisieren des Feeds, zum Überweisen von Geld, zum Suchen von Waren.
• Online-Spiele: Das Spiel auf dem Gerät ist für Grafik und Steuerung zuständig, der Server für die Synchronisierung der Spieler und die Berechnung der Physik.
• Unternehmenssysteme: 1C, SAP, CRM – sie arbeiten nach dem Client-Server-Modell.
• Cloud-Dienste: Alle Cloud-Anwendungen arbeiten nach diesem Modell.

Vorteile und Nachteile

Vorteile:

• Zentralisierung: Alle Daten werden auf einem geschützten Server gespeichert; sie sind leicht zu aktualisieren und zu sichern.
• Sicherheit: Der Zugriff auf kritische Informationen wird zentral gesteuert.
• Vielseitigkeit: Millionen verschiedener Clients (Smartphones, PCs, Tablets) können mit einem Server arbeiten.
• Skalierbarkeit: Die Leistung des Servers kann mit wachsender Last erhöht werden.

Nachteile:

• Single Point of Failure: Wenn der Server ausfällt, wird das System für alle Clients unverfügbar.
• Netzwerkabhängigkeit: Bei schlechter Internetverbindung wird das System langsamer.
• Serverlast: Bei einer großen Anzahl von Anfragen kann der Server überlastet werden.

Lesen Sie über die Lastverteilung im Artikel Server-Cluster.