Client Server Systeme Universität zu Köln Historisch-kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Studium Integrale: IT-Zertifikat der Phil.-Fak.:

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1 Client Server Systeme Universität zu Köln Historisch-kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Studium Integrale: IT-Zertifikat der Phil.-Fak.: Advanced IT Basics wS 2014/15 Gerd Lützeler/Ira Nazlier 21.Januar 2015

2 Einführung Client-Server-Modelle (C/S Modelle) kamen in den 80er Jahren mit den Personal Computern (PC) und deren Vernetzung in sog. Netzwerken auf. C/S-Modelle orientieren sich an dem Prinzip der verteilten Datenhaltung, im Gegensatz zur Mainframe-Architektur, die auf einem zentralisierten Konzept basiert. Das C/S-Modell  ist das Standardkonzept und Software (Programm)-Architektur-Modell für die Verteilung von Aufgaben innerhalb eines Netzwerkes

3 Client-Server-Modell: Grundlagen
Aufgaben können Standardaufgaben, wie z.B. - Versand, Empfang, Web-Zugriff) oder spezifische Aufgaben einer Software oder eines Programms sein. Eine Aufgabe wird im C/S-Modell als Dienst bezeichnet. Aufgaben werden von Programmen erledigt, die in Server und Clients unterteilt werden Grundgedanke des C/S-Modells ist Anwendungen so weit in Bausteine zu zergliedern, dass Client und Server selbstständig werden und mehrfach verwendbare Funktionen nur einmal in Form des Servers realisiert werden müssen die Trennung zwischen dem Dienstanbieter, dem sog. Server, und dem Dienstnehmer, dem sog. Client

4 Client-Server-Modell: Grundlagen
Client bildet die Benutzerschnittstelle und sorgt für die Ergebnisdarstellung und für den Zugriff auf die auf dem Server liegenden Datenbanken. Vorteile der C/S Modelle: Wirtschaftlichkeitsaspekte mit deutlichen Kostenvorteilen der flexible Ausbau der Systemlandschaft die schnellere Realisierung von Benutzeranforderungen Umfangreichere Angebote an Standardanwendungen Grafische Benutzeroberfläche (GUI: Grafical User Interface) C/S Modelle werden auch Client-Server-Konzept, -Architektur, - System oder -Prinzip genannt

5 Client-Server-Modell: Grundlagen
Abb.1: Beispiel einer Client-Server-Struktur:

6 Client-Server-Modell: Server
Ein Server ist ein Programm, das einen Dienst (Service) anbietet. Im Rahmen des C/S-Modells kann ein anderes Programm, der Client, diesen Dienst vom Server anfordern und nutzen. Die Kommunikation zwischen Client und Server ist vom Dienst abhängig, den der Server anbietet,  der angebotene Dienst bestimmt welche Daten zwischen Client und Server ausgetauscht werden Server ist jederzeit in Bereitschaft, um auf Kontaktaufnahme eines Clients reagieren zu können.

7 Client-Server-Modell: Server
Server ist passiv und wartet auf aktive Anforderung (Request) des Clients und antwortet, d.h. stellt gewünschte Dienste (Response) auf diese Anforderung bereit Regeln der Kommunikation für einen Dienst werden durch ein für den jeweiligen Dienst spezifisches Protokoll festgelegt, welches den Ablauf - nicht den Inhalt - der Kommunikation definiert, wie z.B. Format, Aufruf des Servers, und Bedeutung der zwischen Server und Client ausgetauschten Daten Clients und Server können als Programme auf verschiedenen oder auf demselben Rechner im Netzwerk ablaufen

8 Client-Server-Modell: Server
Häufig werden in dem C/S-Modell Server zu einer Gruppe von Servern (Programmen) ausgebaut, die eine Gruppe von Diensten anbieten, z.B. - Mail-Server: Konten, Senden und Abrufen von s - Web-Server: bereitstellen von html-Dokumenten für Browser - Datenbank-Server: verwalten eine oder mehrere Datenbanksysteme - DHCP-Server: weist Rechnern im Netzwerk u.a. dynamische IP-Adressen zu Da die Server (Programme) auf bestimmten Rechnern laufen, werden in der Praxis auch häufig diese Rechner selber als Server anstatt Host bezeichnet

9 Client-Server-Kommunikation
Protokoll: Regeln und Formate, die das Kommunikationsverhalten von Client und Server ermöglichen Aufbau eines Datenpakets mit wichtigen Informationen für den Datenaustausch im Header und/oder Trailer, z. B.: - Absender und Empfänger, - Typ des Pakets (z. B. Verbindungsaufbau, Verbindungsabbau oder reine Nutzdaten), - Paketlänge, - Prüfsumme Eine Liste der Abläufe und Schritte oder eine Folie zu Vorträgen mit Medien

10 Beispiele für Server-Typ und Protokolle
Erklärung Datei-Server FTP, SFTP, WebDAV ermöglicht die Übertragung von Dateien Datenbank-Server CLI (ODBC,JDBC),DBI, MySQL verwalten eine oder mehrere Datenbanksysteme. Drucker-Server LPDP vermitteln Zugriff auf Drucker DHCP-Server DHCP weist Rechnern im Netzwerk u. a. dynamisch IP-Adressen zu. Mail-Server SMTP, POP3, IMAP dienen zum Versenden und Empfangen von  s Web-Server HTTP/HTTPS liefern Websites an Webclients aus.

11 Protokolle und dazugehörige Ports
Server erwarten Kontaktaufnahme von Clients auf bestimmten Ports. Jedem Server wird mindestens ein Port zugeordnet Ein bestimmter Server wird mit seiner Portnummer i.V.m. einer Adresse seines Hosts angesprochen. Den Ports sind bestimmte Protokolle zugeordnet. Ein Port ist der Teil einer Netzwerk-Adresse, der die Zuordnung von TCP- (Transmission Control Protocol) und UDP- (User Datagram Protocol) Verbindungen und -Datenpaketen zu Server- und Client- Programmen durch Betriebssysteme bewirkt.

12 Protokolle und dazugehörige Ports
Beispiele sind: Server-Typ Protokolle Ports Web-Server HTTP: 80 HTTPS: 443 Datei-Server: FTP: 20 (Datenübertragung) (Kontrolle) SFTP: 22 Mail-Server: POP3: 110 IMAP: 143, 220 (Version 3) SMTP: 25 Datenbank-Server: MySQL:

13 Client-Server-Modell Beispiel für eine Kommunikation über http:

14 Client-Server-Modell Beispiel für eine Kommunikation über http:
Anfrage: GET infotext.html HTTP/ (GET- gebräuchlichste Request Methode) host: (Anfrage an Antwort: HTTP/ OK (Protokollversionen/HTTPStatuscode) Server: Apache/ (Unix) PHP/ (Serversoftware) Content-Length: (Größe von infotext.html in Byte) Content-Language: de (nach RFC 3282 sowie RFC 1766) Content-Type: text/html (Inhalte) html-Code von infotext.html 

15 Client-Server-Modell am Beispiel statischer Webseite
- Client stellt über den Browser via HTTP- Protokoll eine Anfrage an den Server (Eingabe Adresse in die Adressleiste des Browsers) - Webseiten liegen zumeist in Hyper- text Markup Language (HTML) verfasst auf einem Webserver - Webserver beantwortet die Client Anfrage und sendet die HTML Dokumente(Code) wiederum per HTTP an den Browser - Der Browser interpretiert, stellt die Dokumente schließlich auf dem Bildschirm des Clients dar Abb.2: Kommunikation Browser mit HTTP- Server

16 Statische Webseiten - Inhalte, Texte und Bildangaben sind fest im Quellcode implementiert und werden dem Benutzer unverändert angezeigt - Webseiten in HTML (Hyper Text Markup Language) - bei jeder Änderung muss die betreffende Seite manuell gepflegt und danach auf den Webserver transferiert werden - einfache schnelle, kostengünstige Entwicklung - schneller Seitenaufbau und kurze Ladezeiten - kostengünstig zu hosten - HTML-, und Programmierungskenntnisse sind erforderlich, um die Website zu aktualisieren - Inhalte können veraltet sein Zusammenfassung des Kurses, der Vorträge usw.

17 Statische Webseiten- Beispiel
Abb.3: Einfaches Beispiel zur statischen Webseite Zusammenfassung des Kurses, der Vorträge usw.

18 Dynamische Webseiten Basieren auf einem HTML Dokument, das HTML und Script (meist php) Code enthält und auf dem Webserver gespeichert ist. Dieser Code wird auf Anfrage (Echtzeit) durch Inhalte, die in einer Datenbank abgelegt sind, vervollständigt und erst dann an den Browser (Client) übertragen, durch diesen interpretiert und angezeigt. - Vorteile: eine hoch funktionale aktuelle Website einfach zu aktualisieren mehr als ein Benutzer kann Aktualisierung durchführen - Content-Management-System (Inhaltsverwaltungssystem)! die Entwicklung der Webseite ist aufwendiger (Zeit/Kosten), Zusammenfassung des Kurses, der Vorträge usw.

19 Dynamische Webseiten- Beispiel für Code einer dynamischen Webseite
Abb.4: Abfrage einer CD-Sammlung einer Nutzerin: Beispiel 1: <html>  <head> <title>PHP-Test</title> </head> <body> <?php echo '<p>Hallo Welt</p>'; ?> </body> </html> Zusammenfassung des Kurses, der Vorträge usw.

20 Beispiel 2: if($_REQUEST['action']=="getpdf") { mysql_connect("servername","login","PW"); mysql_select_db("Datenbankname"); ... ?> <html> <head> <title>apachefriends.org cd collection</title> </head> <body> <h1><?=$TEXT['cds-head']?></h1> ... <h2><?=$TEXT['cds-head1']?></h2> <table> <tr> <td><img src=img/blank.gif></td> <td><b><?=$TEXT['cds-attrib1']?></b></td> <td><b><?=$TEXT['cds-attrib2']?></b></td> <td><b><?=$TEXT['cds-attrib3']?></b></td> <td ><b><?=$TEXT['cds-attrib4']?></b></td> </tr> ... </table> </body> </html>

21 Quellen- und Bildnachweise (Stand 11.1.2015)
Architektur-C-S-client-server-architecture.html basierten_Netzwerkdiensten

22 Quellen- und Bildnachweise (Stand 11.1.2015)
Abbildungen Abb. 1: teaching.org/technik/vernetzung/architektur/client-server/ Abb : koeln.de/sites/all/files/courses/11267/HKI-Ref.pdf