Clase rii 10 11 u3 sistemas cliente servidor

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Sistemas Cliente Servidor
Introducción
Redes II

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Sistemas Cliente/Servidor
La siguiente presentación, es solo una guía.
Para estudiar, utilice la siguiente Bibliografía:
Título Autor(es) Editorial Edición
Redes de Computadoras. Un enfoque
descendente. 5ª Ed.
Kurose, James F; Ross, Keiith
W
Pearson 2010,
España
Redes de Computadoras. 5ª Ed. Tanenbaum, Andrew S.;
Wetherall David J.
Pearson 2012,
México
Sistemas Distribuidos. Conceptos y
Diseño. 3ª Ed.
Coulouris, George; Dollimore,
Jean; Kindberg, Tim
Pearson
Educación
2001,
España
Sistemas Distribuidos. Principios y
Paradigmas. 2ª Ed.
Tanenbaum, Andrew S.; Van
Steen, Maarten
Pearson
Educación
2008,
México

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Contenido
 Definición de Sistemas Distribuidos.
 Fundamentos de arquitectura cliente servidor
 Elementos de la Arquitectura Cliente/Servidor
 Características del modelo Cliente/Servidor
 Ventajas y Desventajas del modelo
Cliente/Servidor
 Servicios basados en Cliente/Servidor

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Cliente Servidor, Intro
Dentro de los sistemas distribuidos están:
El modelo Cliente Servidor
El modelo igual a igual (peer to peer o P2P)

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Definición de Sistema Distribuido
 “Un sistema en el cual componentes conectados a través de
una red de computadoras se comunican y coordinan sus
acciones mediante el intercambio de mensajes” [Coulouris]
 Concurrencia de componentes.
 Ausencia de reloj global
 Independencia de fallos en sus componentes.
 “Un sistema distribuido es una colección de computadoras
independientes que dan al usuario la impresión de constituir
un único sistema coherente.” [Tanenbaum]
 Computadoras independientes y autónomas interconectadas por una red.
 Software especialmente diseñado para proveer la visión de un único
sistema.

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Definición (ii)
 Una red de computadoras NO es un sistema
distribuido.
 Red de computadoras
 Infraestructura que sirve a un conjunto de computadoras
interconectadas que usan un conjunto común de protocolos
de comunicaciones.
 Sistema Distribuido
 Sistema compuesto por un conjunto de computadoras
interconectadas que usan un conjunto común de protocolos
distribuidos que los asisten en la ejecución de actividades
distribuidas.

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Características
 Concurrencia: Esta característica de los sistemas
distribuidos permite que los recursos disponibles en la red
puedan ser utilizados simultáneamente por los usuarios y/o
agentes que interactúan en la red.
 Carencia de reloj global: Las coordinaciones para la
transferencia de mensajes entre los diferentes componentes
para la realización de una tarea, no tienen una temporización
general, está más bien distribuida en los componentes.
 Fallos independientes de los componentes: Cada
componente del sistema pudiera fallar de manera
independientemente, y los demás continuar ejecutando sus
acciones. Esto permite el logro de las tareas con mayor
efectividad, pues el sistema en su conjunto continua
trabajando.

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Desafíos en la construcción de
los sistemas distribuidos (i)
 Heterogeneidad
 Extensibilidad
 Seguridad
 Tratamiento de Concurrencia
 Transparencia

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los sistemas distribuidos (i)
 Heterogeneidad: debe construirse desde una variedad de
diferentes redes, sistemas operativos, hardware de
computador y lenguajes de programación. Los protocolos de
comunicación de Internet enmascaran las diferencias entre
redes y el middleware puede tratar con las diferencias
restantes.
 Extensibilidad: los sistemas distribuidos deberían ser
extensibles, el primer paso es la publicación de las interfaces
de sus componentes, pero la integración de componentes
escritos por diferentes programadores es un auténtico reto.
 Seguridad: se puede emplear encriptación para proporcionar
una protección adecuada a los recursos compartidos y
mantener secreta la información sensible cuando se
transmite un mensaje a través de la red. Los ataques de
denegación de servicio son aún un problema.

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Característica: Heterogeneidad
 Es una capa de software entre el sistema operativo,
comunicaciones, etc y la capa de aplicación/usuario, para
proveer una vista única del sistema (Middleware)

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los sistemas distribuidos (ii)
 Escalabilidad: un sistema distribuido es escalable si el coste
de añadir un usuario es una cantidad constante en términos
de recursos que se deberán añadir. Los algoritmos empleados
para acceder a los datos compartidos deberían evitar cuellos
de botella y los datos deberían estar estructurados
jerárquicamente para dar los mejores tiempos de acceso. Los
datos frecuentemente accedidos pudieran estar replicados.
 Tratamiento de fallos: cualquier proceso, computador o red
puede fallar independientemente de los otros. En
consecuencia cada componente necesita estar al tanto de las
formas posibles en que pueden fallar los componentes de los
que depende y estar diseñado para tratar apropiadamente
con cada uno de estos fallos.

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los sistemas distribuidos (iii)
 Concurrencia: la presencia de múltiples usuarios en un
sistema distribuido es una fuente de peticiones concurrentes
a sus recursos. Cada recurso debe estar diseñado para ser
seguro en un entorno concurrente.
 Transparencia: el objetivo es que ciertos aspectos de la
distribución sean invisibles al programador de aplicaciones de
modo que sólo necesite ocuparse del diseño de su aplicación
particular. Por ejemplo, no debe ocuparse de su ubicación o
los detalles sobre cómo se accede a sus operaciones por
otros componentes, o si será replicado o migrado. Incluso los
fallos de las redes y los procesos pueden presentarse a los
programadores de aplicaciones en forma de excepciones,
aunque deban de ser tratados.

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Arquitectura Cliente Servidor
 Definición desde un punto de vista conceptual:
 Es un modelo para construir sistemas de información,
que se sustenta en la idea de repartir el tratamiento
de la información y los datos por todo el sistema
informático, permitiendo mejorar el rendimiento del
sistema global de información.

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 Definición en términos de arquitectura:
 Los distintos aspectos que caracterizan a una
aplicación (proceso, almacenamiento, control y
operaciones de entrada y salida de datos) en el
sentido más amplio, están situados en más de un
computador, los cuales se encuentran
interconectados mediante una red de comunicaciones.

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IBM define al modelo Cliente/Servidor
Es la tecnología que proporciona al usuario final el
acceso transparente a las aplicaciones, datos, servicios
de cómputo o cualquier otro recurso del grupo de
trabajo y/o, a través de la organización, en múltiples
plataformas.
El modelo soporta un medio ambiente distribuido en el
cual los requerimientos de servicio hechos por
estaciones de trabajo inteligentes o "clientes'', resultan
en un trabajo realizado por otros computadores
llamados servidores.

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Análisis de algunos conceptos mencionados en las definiciones:
Un Cliente es el que inicia un requerimiento de servicio. El
requerimiento inicial puede convertirse en múltiples requerimientos
de trabajo a través de redes LAN o WAN. La ubicación de los datos
o de las aplicaciones es totalmente transparente para el cliente.
Un Servidor es cualquier recurso de cómputo dedicado a responder
a los requerimientos del cliente. Los servidores pueden estar
conectados a los clientes a través de redes LANs o WANs, para
proveer de múltiples servicios a los clientes tales como impresión,
acceso a bases de datos, fax, procesamiento de imágenes, etc.
Un servidor no es necesariamente un dispositivo físico (una
computadora) sino que hay que entender al servidor como un
proceso que se encarga de atender las peticiones de un cliente.

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Elementos de la Arquitectura
Cliente/Servidor
Una arquitectura es un entramado de componentes
funcionales que aprovechando diferentes estándares,
convenciones, reglas y procesos, permite integrar una
amplia gama de productos y servicios informáticos, de
manera que pueden ser utilizados eficazmente dentro
de la organización.

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Cliente/Servidor
La aplicación de un sistema de información está caracterizada
por tres componentes básicos:
• Presentación/Captación de Información
• Procesos
• Almacenamiento de la Información
Estos componentes se integran en una arquitectura
Cliente/Servidor en base a los siguientes elementos que la
caracterizan:
• Puestos de Trabajo
• Comunicaciones
• Servidores

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Cliente/Servidor
• El Puesto de Trabajo o Cliente “Una Estación de trabajo o
microcomputador (PC: Computador Personal) conectado a una
red, que le permite acceder y gestionar una serie de recursos”,
el cual se perfila como un puesto de trabajo universal. Nos
referimos a un microcomputador conectado al sistema de
información y en el que se realiza una parte mayoritaria de los
procesos.

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Cliente/Servidor
• Los Servidores o Back-End. «Una máquina que suministra una
serie de servicios como Bases de Datos, Archivos,
Comunicaciones,...)». Los Servidores, según la especialización y
los requerimientos de los servicios que debe suministrar pueden
ser:
o Mainframes
o Minicomputadoras
o Especializados (dispositivos de red, imagen, etc.)
Una característica a considerar es que los diferentes servicios,
según el caso, pueden ser suministrados por un único Servidor o
por varios Servidores especializados.

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Cliente/Servidor
Las Comunicaciones en sus dos vertientes:
• Infraestructura de redes
Componentes Hardware y Software que garantizan la conexión
física y la transferencia de datos entre los distintos equipos de
la red.
• Infraestructura de comunicaciones
Componentes Hardware y Software que permiten la
comunicación y su gestión, entre los clientes y los servidores.

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Características del modelo
Cliente/Servidor
En el modelo Cliente/Servidor podemos encontrar las siguientes
características:
1. El Cliente y el Servidor pueden actuar como una sola entidad y
también pueden actuar como entidades separadas, realizando
actividades o tareas independientes.
2. Las funciones de Cliente y Servidor pueden estar en
plataformas separadas, o en la misma plataforma.
3. Un servidor proporciona servicio a múltiples clientes en forma
concurrente.
4. Cada plataforma puede ser escalable independientemente. Los
cambios realizados en las plataformas de los Clientes o de los
Servidores, ya sean por actualización o por reemplazo tecnológico,
se realizan de una manera transparente para el usuario final.

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Cliente/Servidor
5. La interrelación entre el hardware y el software están
basados en una infraestructura poderosa, de tal forma que el
acceso a los recursos de la red no muestra la complejidad de los
diferentes tipos de formatos de datos y de los protocolos.
Un sistema de servidores realiza múltiples funciones al mismo
tiempo que presenta una imagen de un sólo sistema a las
estaciones Clientes.
Esto se logra combinando los recursos de cómputo que se
encuentran físicamente separados en un sistema lógico,
proporcionando de esta manera el servicio más efectivo para el
usuario final.
Las funciones Cliente/Servidor pueden ser dinámicas. Ejemplo,
un servidor puede convertirse en cliente cuando realiza la
solicitud de servicios a otras plataformas dentro de la red.

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Cliente/Servidor
6. Además se constituye como el nexo de unión más adecuado
para reconciliar los sistemas de información basados en
mainframes o minicomputadoras, con aquellos otros sustentados
en entornos informáticos pequeños y estaciones de trabajo.
7. Designa un modelo de construcción de sistemas informáticos
de carácter distribuido.

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Cliente/Servidor
8. Su representación típica es un centro de trabajo (PC), en
donde el usuario dispone de sus propias aplicaciones de oficina y
sus propias bases de datos, sin dependencia directa del sistema
central de información de la organización, al tiempo que puede
acceder a los recursos de este host central y otros sistemas de
la organización ponen a su servicio.
En consecuencia, parte del control de las aplicaciones se
transfieren del computador central (servidor) a los PCs o
estaciones de trabajo (clientes), adquiriendo estas plataformas,
entonces, un papel protagonista en conjunto del sistema de
información.

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Cliente/Servidor
En conclusión, Cliente/Servidor puede incluir múltiples
plataformas, bases de datos, redes y sistemas operativos. Estos
pueden ser de distintos proveedores, en arquitecturas
propietarias y no propietarias y funcionando todos al mismo
tiempo. Por lo tanto, su implantación involucra diferentes tipos
de estándares:
APPC, TCP/IP, OSI, NFS, DRDA corriendo sobre DOS, OS/2,
Windows o PC UNIX, en Token-Ring, Ethernet, FDDI o medio
coaxial, sólo por mencionar algunas de las posibilidades.
Dependiendo de estas características y de su combinación, es el
grado de complejidad de una solución C/S.

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Modelo Cliente/Servidor
El modelo cliente/servidor admite varias modificaciones debido
a:
 La partición de datos o la replicación en servidores
cooperativos.
 El uso de caché para los datos en clientes y servidores proxy.
 El uso de código y agentes móviles.
 Los requisitos para añadir o eliminar dispositivos móviles de
forma conveniente.

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 La arquitectura cliente/servidor es la más importante, y
continúa siendo la más ampliamente utilizada.

32
 La replicación se utiliza
para aumentar las
prestaciones y
disponibilidad y para
mejorar la tolerancia a
fallos.
 Proporciona múltiples
copias consistentes de
datos en proceso que se
ejecutan en diferentes
computadoras. Por
ejemplo, servidores con
la base de datos
replicada en memoria..
Servicios proporcionados por múltiples servidores

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Memoria caché
 Un caché es un almacén de objetos de datos utilizados
recientemente, y que se encuentra más próximo que los objetos
en sí. Al recibir un objeto nuevo en una computadora se añade
al almacén del caché, reemplazando, si fuera necesario, algunos
objetos existentes.
 Cuando se necesita un objeto en un proceso cliente, el servicio
caché comprueba inicialmente la caché y le proporciona el
objeto de una copia actualizada. Si no, se buscará una copia
actualizada.
 Los cachés pueden estar ubicados en cada cliente o en un
servidor proxy que puede compartirse desde varios clientes.

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Cliente/Servidor: ejemplo
 Un ejemplo podría ser el funcionamiento de un juego online. Si
existen dos servidores de juego, cuando un usuario lo descarga
y lo instala en su computadora pasa a ser un cliente.
 Si tres personas juegan en un solo computador.
 ¿Cuantos servidores existirían?
 ¿Cuantos clientes?
 ¿Cuantos usuarios?
 Existirían: dos servidores, un cliente y tres usuarios.
 Si cada usuario instala el juego en su propio computador.
 ¿Cuantos servidores existirían?
 ¿Cuantos clientes?
 ¿Cuantos usuarios?
 Existirían dos servidores, tres clientes y tres usuarios.

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Ventajas y Desventajas del
modelo Cliente/Servidor
El esquema Cliente/Servidor posee las siguientes ventajas:
a) Uno de los aspectos que más ha promovido el uso de sistemas
Cliente/Servidor, es la existencia de plataformas de hardware
cada vez más baratas.
Además, se pueden utilizar componentes, tanto de hardware como
de software, de varios fabricantes, lo cual contribuye
considerablemente a la reducción de costos y favorece la
flexibilidad en la implantación y actualización de soluciones.
b) El esquema Cliente/Servidor facilita la integración entre
sistemas diferentes y comparte información permitiendo, por
ejemplo que las máquinas ya existentes puedan ser utilizadas pero
con interfaces más amigables al usuario. De esta manera, podemos
integrar PCs con sistemas medianos y grandes, sin necesidad de que
todos tengan que utilizar el mismo sistema operacional.

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c) Al favorecer el uso de interfaces gráficas interactivas, los
sistemas construidos bajo este esquema tienen mayor interacción
más intuitiva con el usuario. El uso de interfaces gráficas para el
usuario, el esquema Cliente/Servidor presenta la ventaja, con
respecto a uno centralizado, de que no es siempre necesario
transmitir información gráfica por la red pues esta puede residir
en el cliente, lo cual permite aprovechar mejor el ancho de banda
de la red.
d) Una ventaja adicional del uso del esquema Cliente/Servidor es
que es más rápido el mantenimiento y el desarrollo de aplicaciones,
pues se pueden emplear las herramientas existentes (por ejemplo
los servidores de SQL o las herramientas de más bajo nivel como
los sockets o el RPC).

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e) La estructura inherentemente modular facilita además la
integración de nuevas tecnologías y el crecimiento de la
infraestructura computacional, favoreciendo así la escalabilidad de
las soluciones.
f) El esquema Cliente/Servidor contribuye además, a proporcionar,
a los diferentes departamentos de una organización, soluciones
locales, pero permitiendo la integración de la información relevante
a nivel global.

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El esquema Cliente/Servidor tiene algunos inconvenientes que se
mencionan a continuación:
a) Tiene escasas herramientas para la administración y ajuste del
desempeño de los sistemas.
b) En el desarrollo de aplicaciones Cliente/Servidor se deben
considerar los aspectos, que se mencionan a continuación:
· Los clientes y los servidores deberán utilizar el mismo
mecanismo (por ejemplo sockets o RPC), lo cual implica que se
deben tener mecanismos generales que existan en diferentes
plataformas.
· Además, hay que tener estrategias para el manejo de errores y
para mantener la consistencia de los datos. La seguridad de un
esquema Cliente/Servidor es muy importante. Por ejemplo, se
deben hacer verificaciones en el cliente y en el servidor. También
se puede recurrir a otras técnicas como el encripción.

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· El desempeño. Problemas de este estilo pueden presentarse por
congestión en la red, dificultad de tráfico de datos, etc.
· Un aspecto directamente relacionado con lo anterior es el de
cómo distribuir los datos en la red. En el caso de una
organización, por ejemplo, éste puede ser hecho por
departamentos, geográficamente, o de otras maneras. Hay que
tener en cuenta que en algunos casos, por razones de
confiabilidad o eficiencia, se pueden tener datos replicados, y
que puede haber actualizaciones simultáneas.
· A otro nivel, una de las decisiones que deben tomar las
organizaciones es la de si comprar o desarrollar los diferentes
componentes.

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Servicios basados en
Cliente/Servidor
IBM ha orientado sus esfuerzos de desarrollo de productos ha
satisfacer los siguientes servicios:
a) Servicios de Datos e Impresión:
Servicios que permiten compartir archivos, bases de datos,
impresoras y graficadores (plotters). Administración de las
colas de impresión en diferentes dispositivos.
b) Servicios de Comunicaciones:
Aseguran que cada componente físico de la red sea capaz de
comunicarse exitosamente con otros componentes, tales como
LAN a LAN y LAN a WAN. El sistema puede incluir dispositivos
de comunicaciones que manejen diferentes tipos de protocolos
para conectar sistemas heterogéneos.

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Cliente/Servidor
c) Servicio de Administración:
 Administración de Sistemas
 Administración de Cambios
 Administración de Problemas
 Administración de Operaciones
 Administración de Configuración
 Administración del Rendimiento

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Cliente/Servidor
d) Servicios de Aplicación:
Si el recurso compartido es una parte de una aplicación (una
función de la aplicación), estamos hablando de servicios de
aplicación. Cada uno de los procesadores participantes en un
ambiente Cliente/Servidor puede mantener parte del código de la
aplicación, el cual debe ser compartido por todos ellos
(interoperabilidad). Esto significa que las partes de una aplicación
pueden ser distribuidas en varios procesadores, locales o remotos.

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Middleware
Algunos ejemplos:
 Sun RPC: Sun Remote Procedure Call
 CORBA: Common Object Request Broker Architecture
 Java RMI: Java Remote Method Invocation
 SOAP: Simple Object Access Protocol
 REST: REpresentational State Transfer
 Otros
 ISIS
 DCOM
 RM-OPD

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Cliente-Servidor, evolución

45
Cliente-Servidor, evolución

46
¿Preguntas?

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