معماری Client-Server چیست و چه مزایا و معایبی دارد؟

معماری کلاینت سرور (Client-Server) از مهم‌ترین و کاربردی‌تربن معماری‌های طراحی در دنیای فناوری اطلاعات است که ارتباط بین کلاینت‌ها و سرورها را سازمان‌دهی می‌کند. ساختار منعطف و مقیاس‌پذیر این معماری، امکان توزیع موثر وظایف بین کلاینت‌ها و سرورها فراهم می‌کند که این ویژگی برای پشتیبانی از سیستم‌های بزرگ و پیچیده در حوزه‌های مختلف مانند بانکداری، تجارت الکترونیک و خدمات ابری ضروری است. در این مقاله به بررسی جامع این معماری، اجزا و انواع مختلف آن، مزایا و معایب و کاربردهای آن می‌پردازیم.

مفاهیم پایه معماری Client-Server

در این قسمت به تعریف مفاهیم کلاینت و سرور می‌پردازیم.

Client چیست؟

کلاینت (Client) به دستگاه یا نرم‌افزاری گفته می‌شود که درخواست‌هایی را به یک سرور ارسال و داده‌ها و خدمت مورد نیاز خود را دریافت می‌کند. کلاینت‌ها می‌توانند مرورگرهای وب، برنامه‌های موبایل و یا برنامه‌های pc باشند.

Server چیست؟

سرور (Server) یک دستگاه یا نرم‌افزاری است که به درخواست‌های ارسالی از سمت کلاینت‌ها پاسخ می‌دهد و داده‌ها و خدمت مورد نیاز آن‌ها را فراهم می‌کند. وظیفه اصلی سرورها مدیریت و ارائه منابع به صورت کارآمد و امن می‌باشد.

نحوه عملکرد و تعامل Client و Server در معماری Client-Server

تعامل بین کلاینت و سرور در این معماری از طریق مدل Request-Response انجام می‌شود. در این قسمت به توضیح مراحل این مدل خواهیم پرداخت.

مرحله اول: ایجاد درخواست توسط کلاینت

در ابتدا کلاینت درخواست خود را ایجاد می‌کند. این درخواست شامل اطلاعاتی می‌شود که کلاینت به آن نیاز دارد. این اطلاعات می‌تواند URL یک صفحه وب یا اطلاعات کاربر برای ورود به یک سامانه باشد.

مرحله دوم: ارسال درخواست به سرور

درخواست‌ کلاینت از طریق شبکه به سرور ارسال می‌شود و این انتقال معمولاً با استفاده از پروتکل‌هایی مانند HTTP/HTTPS انجام می‌شود.

مرحله سوم: دریافت و پردازش درخواست توسط سرور

سرور درخواست را دریافت و آن را پردازش می‌کند. پردازش درخواست می‌تواند مواردی مانند دسترسی به پایگاه داده و یا هر عملیاتی که کاربر درخواست کرده است، باشد.

مرحله چهارم: ایجاد و ارسال پاسخ توسط سرور

پس از پردازش درخواست، سرور پاسخ مناسب را ایجاد کرده و آن را به کلاینت ارسال می‌کند. این پاسخ می‌تواند شامل داده‌هایی مانند HTML صفحات وب و داده‌های JSON باشد.

مرحله پنجم: دریافت و پردازش پاسخ توسط کلاینت

کلاینت پاسخ را دریافت می‌کند و آن را پردازش می‌کند. این پردازش می‌تواند شامل نمایش‌ داده‌ها به کاربر، ذخیره آن‌ها و یا هر عملیاتی باشد که کاربر خواسته باشد.

انواع مدل معماری Client-Server 

این معماری چندین مدل مختلف دارد که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در ادامه به توضیح این مدل‌ها خواهیم پرداخت.

مدل تک لایه‌ای (One-Tier Architecture)

در این مدل، تمامی اجزای یک برنامه شامل رابط کاربری، منطق برنامه و دسترسی به داده‌ها در یک لایه و به‌عنوان یک واحد یک­پارچه در یک محیط اجرا می‌شوند.

مدل دو لایه‌ای (Two-Tier Architecture)

در این مدل، دو لایه‌ی اصلی کلاینت و سرور وجود دارد که لایه‌ی سرور شامل منطق برنامه و پایگاه داده می‌باشد. کلاینت به طور مستقیم با سرور ارتباط برقرار می‌کند و اطلاعات را دریافت یا ارسال می‌کند.

مدل سه لایه‌ای (Three-Tier Architecture)

در این مدل، سه لایه‌ی کلاینت، لایه‌ی میانی سرور اپلیکیشن و لایه‌ی پایگاه‌داده وجود دارد که هر کدام نقش خاصی رو ایفا می‌کنند. لایه‌ی کلاینت معمولاً شامل رابط کاربری و برنامه‌هایی است که کاربر از طریق آن‌ها با سیستم تعامل می‌کند. لایه‌ی میانی، لایه‌ای است که در آن درخواست‌های دریافتی از کلاینت پردازش می‌شود و در صورت نیاز با پایگاه داده ارتباط برقرار می‌کند. لایه‌ی پایگاه داده درخواست‌های داده را از لایه‌ی میانی دریافت می‌کند و داده‌های مورد نیاز را بازیابی یا ذخیره می‌کند.

مدل چند لایه‌ای (N-Tier Architecture)

مدل چندلایه‌ای، مدلی پیچیده‌تر و مقیاس‌پذیرتر از مدل‌های قبلی است. در این مدل، چندین لایه مختلف وجود دارد که هر کدام به‌­صورت مستقل عمل می‌کنند و مسئولیت خاص خود را دارند. توسعه‌دهندگان با استفاده از این معماری می‌توانند بخش‌های مختلف برنامه را به‌صورت جداگانه مدیریت کنند و توسعه دهند.

مزایای معماری Client-Server

در این معماری امکان مدیریت و کنترل متمرکز داده‌ها و منابع وجود دارد. این معماری مقیاس‌پذیر است و می‌توان با افزایش منابع سرور از تعداد بیشتری کلاینت پشتیبانی کرد. همچنین از نظر امنیت، امکان پیاده‌سازی پروتکل‌های امنیتی مانند احراز هویت و رمزنگاری داده‌ها در این معماری وجود دارد. 

معایب معماری Client-Server

وابستگی به سرور در این معماری زیاد است و خرابی و کاهش عملکرد سرور می‌تواند منجر به از کار افتادن کل سیستم شود و تمامی کلاینت‌ها را تحت تاثیر قرار دهد. در این معماری سرور متمرکز است و هزینه نگهداری و مدیریت سرورهای متمرکز بالا می‌باشد.

کاربرد معماری Client-Server

معماری Client-Server به دلیل مزایایی که دارد، در بسیاری از زمینه‌های مختلف از جمله سایت‌های تجارت الکترونیک (مثل Amazon)، نرم‌افزارهای سازمانی (مثل ERP و CRM) و سرویس‌های ایمیل (مثل Gmail و Yahoo) استفاده می‌شود و کاربرد دارد.

مقایسه معماری Client-Server با معماری Peer-to-Peer

معماری Peer-to-Peer یا همتا به همتا مدلی است که در آن هر کامپیوتر یا دستگاه (که به آن‌ها همتا گفته می‌شود) هم نقش کلاینت و هم نقش سرور را به صورت هم­زمان ایفا می‌کند. در این مدل هیچ سرور مرکزی وجود ندارد و هر همتا می‌تواند با دیگر همتاها ارتباط برقرار کند و منابع خود را به با آن‌ها به اشتراک بگذارد.

در جدول زیر این دو مدل را از نظر ویژگی‌های مختلف مقایسه کرده‌ایم.

جمع‌بندی

این معماری یکی از پایه‌ای‌ترین و پرکاربردترین مدل‌های معماری در حوزه فناوری اطلاعات است که با پیشرفت فناوری و ظهور مدل‌ها و معماری‌های جدید مانند رایانش ابری و میکرو سرویس‌ها همچنان جایگاه خود را به عنوان یک مدل اثبات شده و موثر در دنیای فناوری اطلاعات حفظ کرده است.