Client-Server-Netzwerk: Definition, Vorteile und Nachteile

Veröffentlicht am: 31 Dezember 2024

.

25 Minuten Lesezeit

.

Für die Englische Version

Ein Client-Server-Netzwerk ist eine Form von Internetnetzwerk, das aus einem einzigen zentralen Computer besteht, der als Server fungiert und mehrere andere Computer, die als Clients bezeichnet werden, steuert. Ein Server ist ein leistungsstarker Computer, der anderen Computern, den sogenannten Clients, Ressourcen und Dienste bereitstellt. Clients fordern Informationen oder Dienste vom Server an, der die Anfrage bearbeitet und eine Antwort zurücksendet. Clients können auf freigegebene Dateien und Informationen, die auf der Servermaschine gespeichert sind, zugreifen, indem sie sich mit dem Server verbinden. Darüber hinaus sind Client-Server-Netzwerke prinzipiell ähnlich wie Peer-to-Peer-Netzwerke, mit dem Unterschied, dass nur der Server eine Transaktion initiieren darf.

In diesem Artikel werden wir die folgenden Themen behandeln:

• Was ist das Client-Server-Modell?
• Was sind die Arten der Client-Server-Computing?
• Was ist ein Client-Server-Netzwerk?
• Wie funktioniert ein Client-Server-Netzwerk?
• Was sind die Komponenten eines Client-Server-Netzwerks?
• Was sind die Vorteile eines Client-Server-Netzwerks?
• Was sind die Vorteile von Client-Server-Netzwerken für groß angelegte Systeme?
• Was sind die Nachteile eines Client-Server-Netzwerks?
• Was sind die Hauptmerkmale von Client-Server-Netzwerken?
• Was sind Beispiele für Client-Server?
• Was sind die Arten von Servern?
• Was sind die Clients und Server in einem Computernetzwerk?
• Was sind die Unterschiede zwischen Client-Server- und Peer-to-Peer-Netzwerken?
• Warum wird das Internet als Client-Server-Netzwerk betrachtet?
• Was sind die häufigsten Missverständnisse über Client-Server-Netzwerke?
• Was sind die wichtigsten Client-Server-Verbindungsprotokolle?
• Wie werden Client-Server-Netzwerke für das Datenmanagement verwendet?

Was ist das Client-Server-Modell?

Das Client-Server-Modell beschreibt, wie ein Server einem oder mehreren Clients Zugang zu Ressourcen und Diensten gewährt. Mail-Server, Web-Server und Dateiserver sind Beispiele für Server. Client-Geräte, einschließlich Desktops, Laptops, Tablets und mobiler Geräte, haben Zugriff auf die Ressourcen auf jedem dieser Server. Clients und Server haben oft eine Eins-zu-viele-Verbindung, was bedeutet, dass ein einzelner Server Ressourcen an mehrere Clients gleichzeitig bereitstellen kann.

Wenn ein Client eine Verbindung zu einem Server anfordert, hat der Server die Möglichkeit, die Anfrage anzunehmen oder abzulehnen. Wenn die Verbindung akzeptiert wird, baut der Server eine protokollspezifische Verbindung mit dem Client auf und hält diese aufrecht. Um eine Nachricht zu senden, kann ein E-Mail-Client beispielsweise eine SMTP-Verbindung zu einem Mail-Server verlangen. Das SMTP-Programm des Mailservers wird dann Authentifizierungsinformationen anfordern, wie z.B. die E-Mail-Adresse und das Passwort. Der Server wird die E-Mail an den vorgesehenen Empfänger zustellen, wenn die Anmeldeinformationen mit einem Konto auf dem Mailserver übereinstimmen.

Während Internetserver mehrere Clients gleichzeitig verbinden können, kann jedes physische System nur eine bestimmte Menge an Datenverkehr bewältigen. Infolgedessen nutzen bedeutende Online-Dienste eine Methode, die als verteiltes Rechnen bekannt ist, um Kunden auf zahlreiche physische Server zu verteilen. Meistens spielt es keine Rolle, mit welchem Computer sich die Benutzer verbinden, da alle Server denselben Dienst anbieten.

Ein Client-Server-Netzwerk kann auf einem einzigen Computersystem implementiert werden, obwohl es am häufigsten an mehreren Standorten verwendet wird. Dank dieser Technologie können mehrere Computer oder Menschen jetzt kommunizieren und Informationen austauschen. Ein Client-Server-Paradigma ermöglicht es Benutzern, auf eine gemeinsame oder geteilte Datenbank oder Anwendung zuzugreifen, während Unternehmen wachsen und Menschen über große Entfernungen zusammenarbeiten. Dies gilt auch, wenn Menschen das Internet nutzen, um auf ihre Bankkonten zuzugreifen oder Rechnungen zu bezahlen. Die Benutzer geben ihre Anfragen in den Server der Bank ein, und der Server leitet die Informationen dann an sie weiter.

Das zentralisierte Design des Client-Server-Modells erleichtert es, Daten mit durch Sicherheitsrichtlinien durchgesetzten Zugriffsbeschränkungen zu schützen, was ein erheblicher Vorteil ist. Es spielt auch keine Rolle, ob die Clients und der Server dasselbe Betriebssystem verwenden, da die Daten über plattformunabhängige Client-Server-Protokolle ausgetauscht werden.

Ein wichtiger Nachteil des Client-Server-Ansatzes ist, dass der Server überlastet werden kann, wenn zu viele Clients gleichzeitig Daten vom Server anfordern. Zusätzlich zur Erzeugung von Netzwerküberlastung kann eine zu hohe Anzahl von Anfragen zu einem Denial-of-Service führen.

Was sind die Arten der Client-Server-Computing?

Es gibt zahlreiche Client-Server-Architekturen, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. Die folgenden sind einige der häufigsten Client-Server-Architekturen:

1. One-Tier-Architektur: Die One-Tier-Architektur ist ein einfaches Programm, das auf einem einzelnen Computer ohne Netzwerkzugang läuft. Benutzeranfragen steuern keine Netzwerkprotokolle; folglich ist der Code einfach und das Netzwerk wird von übermäßigem Datenverkehr entlastet.

2. Zwei-Schichten-Architektur: Die Zwei-Schichten-Architektur besteht aus einem Client, einem Server und einem Protokoll, das die beiden Schichten verbindet. Der Code für die grafische Benutzeroberfläche befindet sich auf dem Client-Host, während die Logik für die Domäne auf dem Server-Host liegt. Die client-server grafische Benutzeroberfläche ist in Hochsprachen wie C++ und Java geschrieben.

   Betrachten Sie den Client als einen Verbraucher, der ein Fast-Food-Restaurant besucht und direkt beim Koch (Server) eine Bestellung aufgibt, um dieses Konzept besser zu verstehen. Der Koch bereitet dann das Gericht zu und serviert es dem Kunden. Jedoch kann der Prozess weniger effektiv werden, wenn es eine große Anzahl von Kunden gibt oder wenn der Verbraucher eine aufwändigere Mahlzeit wünscht.

3. Dreischichtige Architektur: Die Präsentationsschicht ist die Benutzerschnittstelle, die Anwendungsschicht ist die Servicesschicht, die detaillierte Verarbeitung durchführt, und die Datenschicht ist ein Datenbankserver, der Daten speichert.

   Um diese Architektur besser zu verstehen, denken Sie an den Client als an einen Restaurantgast, der eine Bestellung beim Kellner aufgibt. (application server). Der Kellner kontaktiert dann das Küchenpersonal (Datenbankserver), um die notwendigen Zutaten zu erhalten und die Mahlzeiten zuzubereiten. Dies wird die Effizienz des Service-Systems des Restaurants erhöhen, da zusätzliche Kellner und kulinarische Mitarbeiter mehr Kunden bedienen können.

   Microsoft MySQL Server ist ein bekanntes Beispiel für eine Drei-Schichten-Architektur, mit drei Hauptkomponenten: einer Protokollschicht, einer relationalen Engine und einer Speicher-Engine. Ein SQL Server-Client muss auf allen Client-Geräten installiert werden, die direkt mit dem SQL Server kommunizieren. Der Client-Server-Laufzeitprozess von Microsoft unterstützt die Verwaltung der meisten grafischen Befehlssätze im Windows-Betriebssystem.

4. N-Tier-Architektur: Die N-Tier-Architektur unterteilt eine Anwendung in logische Schichten, die Verantwortlichkeiten trennen und Abhängigkeiten verwalten, und physische Schichten, die auf separaten Maschinen laufen, die Skalierbarkeit erhöhen und die Netzwerk-Latenz verringern. Die N-Tier-Architektur kann geschlossen sein, wobei eine Schicht nur mit der darunter liegenden Schicht kommunizieren kann, oder offen, wobei eine Schicht mit allen darunter liegenden Schichten kommunizieren kann.

   Um dies besser zu verstehen, stellen Sie sich den Kunden als einen Gast vor, der ein Restaurant mit einer gut etablierten Mitarbeiterhierarchie besucht. Jedes Mitglied des Personals hat eine bestimmte Funktion, wie zum Beispiel der Gastgeber (Präsentationsschicht), der Kellner (Anwendungsschicht) und das Küchenteam. (data layer). Der Gastgeber begrüßt den Kunden und zeigt ihm seinen Tisch, der Kellner nimmt die Bestellung auf und übermittelt sie an das Küchenpersonal, und das Küchenpersonal bringt das Essen zum Tisch. Dies ermöglicht einen effizienteren und effektiveren Prozess, da jedes Teammitglied eine spezifische Funktion hat und sich auf seine Aufgaben konzentrieren kann.

Was ist ein Client-Server-Netzwerk?

Ein Client-Server-Netzwerk ist eine Kommunikationsarchitektur, bei der Clients Ressourcen und Dienste von einem dedizierten Host über ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Weitverkehrsnetz (WAN), wie das Internet, erhalten. Ein dedizierter Server, der als Daemon bezeichnet wird, kann verwendet werden, um auf Client-Anfragen zu warten, wobei eine Netzwerkverbindung hergestellt und aufrechterhalten wird, bis die Client-Anfrage abgeschlossen ist.

Client-zu-Server-Verkehr (Nord-Süd-Verkehr) und Server-zu-Server-Verkehr (Ost-West-Verkehr) sind die beiden Arten von Netzwerkverkehr. E-Mail, Datenaustausch, Drucken und das World Wide Web sind alles beliebte Netzwerkdienste. Ein wesentlicher Vorteil des Client-Server-Netzwerks ist die zentrale Verwaltung von Anwendungen und Daten.

Ein Client-Server-Netzwerk erleichtert die Datenübertragung und schützt gleichzeitig die gesendeten Daten. Die Nutzung des Netzwerks ist eine clevere Lösung für Unternehmen, die eine schnellere und sicherere Datenübertragung suchen.

Abbildung 1. Client-Server-Netzwerk

Welche Schlüsselrolle spielt ein Client-Server-Netzwerk im Geschäftsleben?

Die Hauptfunktion eines Client-Server-Netzwerks im Geschäftsbereich besteht darin, Ressourcen und Dienste zu zentralisieren, was die Sicherheit verbessert, die Produktivität steigert und ein effizientes Management ermöglicht. Insbesondere erfüllen Client-Server-Netzwerke die folgenden kritischen Funktionen.

• Zentralisierte Ressourcenverwaltung: Client-Server-Netzwerke ermöglichen es Unternehmen, Dateien, Datenbanken, Anwendungen und andere Ressourcen effektiv von einem einzigen, zentralen Server aus zu verwalten. Dies reduziert die Komplexität und vereinfacht die Verwaltung.
• Verbesserte Zusammenarbeit und Produktivität: Mehrere Benutzer können gleichzeitig auf Client-Server-Netzwerken zusammenarbeiten und auf gemeinsame Ressourcen zugreifen. Folglich wird die Zusammenarbeit zwischen entfernten Standorten, Abteilungen und Mitarbeitern ermöglicht.
• Erhöhte Sicherheit: Ein Client-Server-Netzwerk verringert die Anfälligkeit für Cyberbedrohungen und schützt sensible Geschäftsinformationen, indem es zentrale Kontrolle über Benutzerberechtigungen, Zugriffsrechte und Sicherheitsrichtlinien bietet.
• Zuverlässige Datensicherung und -wiederherstellung: Client-Server-Netzwerke vereinfachen Backup- und Wiederherstellungsprozesse durch zentrale Datenspeicherung.
• Skalierbarkeit und Flexibilität: Erleichtert die Geschäftserweiterung, indem die Hinzufügung neuer Clients und Server zum Netzwerk mühelos ermöglicht wird.
• Kosteneffizienz: Durch die Optimierung der Hardware-Nutzung, die Zentralisierung der Ressourcen und die Straffung des IT-Managements werden die Betriebskosten gesenkt.

Wie funktioniert ein Client-Server-Netzwerk?

Client-Server-Netzwerke sind Computernetzwerke, die einen dedizierten Computer verwenden, um Daten zu speichern, Ressourcen zu verwalten/bereitzustellen und den Benutzerzugang zu steuern. (server). Der Server verbindet alle anderen Computer im Netzwerk, indem er als Hub fungiert. Eine Maschine, die sich mit dem Server verbindet, wird als Client bezeichnet. Im Allgemeinen werden Client-Server-Netzwerke den Peer-to-Peer-Netzwerken vorgezogen, da letztere keinen zentralen Server für die Netzwerkverwaltung haben.

Die Hardware der Clients ist oft ein PC oder ein anderes mobiles Gerät mit installierten Netzwerk-Anwendungen. Die Person auf der gegenüberliegenden Seite des Computers nutzt das Internet, um eine Anfrage an den Server zu senden. Der Server, oder das Rechenzentrum, das sich auf der Serverseite befindet, enthält eine große Menge an Daten in Dateien, Datenbanken und Programmen.

Das Client-Server-Netzwerk funktioniert nach dem Prinzip einer Einbahnstraße, in der der Client gleichzeitig Anfragen stellt und der Server mit einem Update und relevanten Antworten auf die Anfragen reagiert. Da ein Client-Server-Netzwerk mehrere Clients und Server hat, kann der Netzwerkverkehr erheblich sein. Sobald der Vorgang abgeschlossen ist, trennt der Server den Client vom Netzwerk, um Bandbreite zu sparen. Infolgedessen bestimmt die Bandbreiteneffizienz des Clients und Servers die Geschwindigkeit, mit der Ergebnisse bereitgestellt werden. Im Internet und in einem lokalen Netzwerk (LAN), wie zum Beispiel in einem Unternehmen oder einer Organisation, kann die Client-Server-Architektur verwendet werden.

Clients verbinden sich normalerweise über den TCP/IP-Protokollstapel mit Servern. TCP erstellt und hält eine Verbindung aufrecht, bis die Anwendungsprogramme auf beiden Seiten den Austausch von Nachrichten abgeschlossen haben, da es sich um ein verbindungsorientiertes Protokoll handelt. Es entscheidet, wie Anwendungsdaten in netzwerkfähige Pakete aufgeteilt werden, überträgt und empfängt Pakete von der Netzwerkschicht, steuert den Fluss und die erneute Übertragung verlorener oder beschädigter Pakete sowie die Bestätigung aller ankommenden Pakete. TCP umfasst Elemente der Schicht 4, der Transportschicht, und Teile der Schicht 5, der Sitzungsschicht, in der Kommunikationsarchitektur der Open Systems Interconnection (OSI).

IP hingegen ist ein verbindungsloses Protokoll, was bedeutet, dass keine fortlaufende Verbindung zwischen den kommunizierenden Endpunkten besteht. Jedes Datenpaket, das über das Internet übertragen wird, wird als separate Dateneinheit ohne Verbindung zu anderen Dateneinheiten betrachtet. (TCP is responsible for the packets being placed in the correct order.) IP befindet sich in Schicht 3 des Open Systems Interconnection (OSI) Kommunikationsmodells, das die Netzwerkschicht ist.

Was sind die Komponenten eines Client-Server-Netzwerks?

Client-Server-Netzwerke können aus den folgenden Elementen bestehen:

• Server: Ein Server ist Computerhardware oder -software, die ihren Verbrauchern oder Benutzern Funktionalität bietet. IT-Profis können sechs verschiedene Server nutzen, um eine Client-Server-Verbindung herzustellen, wie z.B. Datenbankserver, Anwendungsserver, Webserver, Rechenserver, Proxy-Server und DNS-Server.

• Client: IT-Profis unterteilen Clients oder Server-Anforderer in drei Kategorien: dünn, dick und hybrid. Dünne Clients sind auf die Ressourcen und die Verarbeitungskapazität eines Servers angewiesen, um viele der Kernfunktionen eines Geräts auszuführen. Dünne Clients sind Geräte, die unabhängig große Datenmengen verarbeiten und mehrere Aufgaben ausführen können. Hybride Clients sind Geräte, die in der Lage sind, Daten innerhalb ihrer eigenen Systeme zu verarbeiten, aber auf einen Server angewiesen sind, um Daten für größere oder wiederholte Verarbeitungsaufgaben zu speichern.

• Lastenausgleich: Lastenausgleicher sind dafür verantwortlich, eingehende Anfragen auf mehrere Server zu verteilen, um den Datenverkehr zu verwalten und die Ressourcennutzung zu maximieren.

• Netzwerkprotokolle: Im Client-Server-Paradigma werden Netzwerkprotokolle verwendet, um die Kommunikation zwischen Clients und Servern zu erleichtern. Das typische TCP/IP-Protokollsysten verwendet ein Anfrage-Antwort-Nachrichtenschema für die Kommunikation. Es teilt Anwendungsdaten in netzwerkfähige Pakete auf und verwaltet die Flusskontrolle. Sobald eine TCP-Verbindung hergestellt ist, wird sie aufrechterhalten, bis der Nachrichtenaustausch zwischen dem Client und dem Server abgeschlossen ist. Das IP-Protokoll ist verbindungslos, was bedeutet, dass jede unabhängige Dateneinheit, die durch das Internet reist, nicht mit einer anderen Dateneinheit in Verbindung steht.

Was sind die Vorteile eines Client-Server-Netzwerks?

Das Client-Server-Architekturkonzept hat mehrere Vorteile:

• Zentralisierung: Ein einzelner Server, der alle wesentlichen Daten an einem Ort speichert, erleichtert die Datensicherheit sowie die Benutzerautorisierung und -authentifizierung erheblich. Jedes Problem, das im gesamten Netzwerk auftritt, kann an einem einzigen Ort gelöst werden.

• Skalierbarkeit: Ein Client-Server-Netzwerk kann durch das Hinzufügen von Netzwerksegmenten, Servern und PCs mit minimaler Ausfallzeit erweitert werden. Client-Server-Netzwerke bieten Skalierbarkeit. Die Anzahl der Ressourcen, wie Clients und Server, kann nach Bedarf vom Benutzer erhöht werden. Folglich kann die Größe des Servers ohne Unterbrechungen erhöht werden. Da der Server zentralisiert ist, gibt es keine Fragen zum Zugriff auf Netzwerkressourcen, selbst wenn die Größe zunimmt. Infolgedessen sind nur eine kleine Anzahl von Mitarbeitern für die Einrichtung erforderlich.

• Einfache Verwaltung: Clients und der Server müssen nicht nah beieinander sein, um effektiv auf Daten zuzugreifen. Es ist wirklich einfach, Dateien zu verwalten, da sie alle auf demselben Server gespeichert sind. Die beste Verwaltung zum Verfolgen und Finden von Aufzeichnungen notwendiger Dateien wird in Client-Server-Netzwerken angeboten.

• Zugänglichkeit: Die Knoten des Client-Server-Systems sind alle eigenständig und fordern Daten nur vom Server an, was einfache Upgrades, Ersatzteile und Umzüge ermöglicht.

• Datensicherheit: Das zentrale Design eines Client-Server-Netzwerks stellt sicher, dass die Daten ordnungsgemäß geschützt sind. Zugriffskontrollen können verwendet werden, um dies durchzusetzen und sicherzustellen, dass nur autorisierte Benutzer Zugang erhalten. Das Festlegen von Anmeldeinformationen wie einem Benutzernamen und einem Passwort ist eine solche Technik. Zusätzlich, falls die Daten zerstört werden sollten, wäre es einfach, die Dateien aus einem einzigen Backup wiederherzustellen.

Was sind die Vorteile von Client-Server-Netzwerken für groß angelegte Systeme?

Client-Server-Netzwerke sind für groß angelegte Systeme äußerst vorteilhaft aufgrund ihrer zentralisierten Verwaltung, Skalierbarkeit, verbesserten Sicherheit, Zuverlässigkeit, verbesserten Leistung, Kosteneffizienz, Unterstützung der Zusammenarbeit, Fernzugriffsmöglichkeiten und Standardisierungseigenschaften. Bedeutende Vorteile von Client-Server-Netzwerken für groß angelegte Systeme sind wie folgt.

• Zentralisierte Verwaltung: Server können Ressourcen, Anwendungen und Daten zentral verwalten, wodurch die Netzwerkverwaltung vereinfacht wird. Zentralisierte Software-Updates, Sicherheits-Upgrades und Backups können implementiert werden, wodurch Ressourcen und Zeit gespart werden. Administratoren können Richtlinien, Zugriffsrechte und Benutzerauthentifizierung zentral durchsetzen.
• Erhöhte Sicherheit: Zentralisierte Authentifizierung, Autorisierung und Zugriffskontrolle erleichtern robustere Sicherheitsprotokolle. Der Einsatz zentralisierter Protokollierungs- und überwachungstools erleichtert die effiziente Reaktion auf Vorfälle und Sicherheitsprüfungen.
• Leistung und Effizienz: Server können ressourcenintensive Aktivitäten effizient verwalten, wodurch Client-Geräte andere Operationen ausführen können. Lastenausgleichsserver können die Gesamteffizienz und Reaktionsfähigkeit des Netzwerks verbessern, indem sie die Aufgaben gleichmäßig auf mehrere Systeme verteilen.
• Erhöhte Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit: Zentralisierte Server ermöglichen die Umsetzung von Notfallwiederherstellungsplänen und regelmäßigen Backups, wodurch Datenverlust und Verzögerungen reduziert werden.
• Skalierbarkeit: Die Client-Server-Architektur ist hoch skalierbar, was die mühelose Integration neuer Clients, Server oder Ressourcen ermöglicht, ohne signifikante Störungen zu verursachen. Die optimale Leistung der Ressourcen wird durch ihre Fähigkeit gewährleistet, effizient skaliert und an veränderte Anforderungen oder Wachstum angepasst zu werden.
• Redundanz: Redundanz- und Failover-Mechanismen können auf Servern implementiert werden, um deren kontinuierlichen Betrieb und Verfügbarkeit zu gewährleisten.
• Fernzugriff und Mobilitätsunterstützung: Benutzer können sicher von entfernten Standorten auf Ressourcen zugreifen, was flexible Arbeitsumgebungen und Mobilität erleichtert. Die Integration von mobilen Geräten und Remote-Clients wird durch zentrale Server erleichtert, die die Anforderungen der modernen Arbeitskräfte unterstützen.
• Einfache Zusammenarbeit: Benutzer können mühelos Dateien, Datenbanken und Anwendungen teilen, wodurch die Produktivität gesteigert und die Zusammenarbeit erleichtert wird. Zentralisierte Speicherung gewährleistet, dass alle Benutzer Zugang zu den aktuellsten, präzisesten Informationen haben.
• Standardisierung: Zentralisierte Server garantieren konsistente Softwareversionen, Konfigurationen und Benutzererlebnisse im gesamten Netzwerk. Es ist einfacher sicherzustellen, dass organisatorische Richtlinien, Vorschriften und Branchenstandards eingehalten werden.
• Kosteneffizienz: Zentralisierte Verwaltung und Administration reduzieren Wartungskosten und Komplexität. Zentralisierte Server ermöglichen die gemeinsame Nutzung kostspieliger Hardware, Softwarelizenzen und anderer Ressourcen, wodurch die Gesamtausgaben gesenkt werden.

Was sind die Nachteile eines Client-Server-Netzwerks?

Das Client-Server-Netzwerk hat einige Nachteile:

• Netzwerkverkehrsüberlastung: Der Hauptnachteil eines Client-Server-Modells ist die Gefahr einer Systemüberlastung aufgrund eines Mangels an Ressourcen, um alle Clients zu bedienen. Wenn zu viele verschiedene Clients gleichzeitig versuchen, sich mit dem gemeinsamen Netzwerk zu verbinden, kann die Verbindung fehlschlagen oder langsamer werden. Zusätzlich, wenn die Internetverbindung ausfällt, wird keine Website oder kein Client auf der Welt auf die Informationen zugreifen können. Große Unternehmen könnten in Gefahr sein, wenn sie wichtige Informationen nicht erhalten können.

• Hohe Kosten: In Client-Server-Netzwerken sind die Kosten für die Einrichtung und Wartung des Servers typischerweise höher als die Kosten für den Betrieb des Netzwerks. Die Netzwerke könnten aufgrund ihrer Stärke teuer zu kaufen sein. Die Nutzer werden sich diese daher nicht alle leisten können.

• Robustheit: Das gesamte Netzwerk wird unterbrochen, wenn der primäre Server ausfällt oder gestört wird. Client-Server-Netzwerke mangeln daher an Resilienz, da Client-Server-Netzwerke zentralisiert sind.

• Wartungsschwierigkeiten: Wenn die Server eingerichtet sind, werden sie kontinuierlich laufen, was bedeutet, dass sie die notwendige Pflege erhalten müssen. Wenn es irgendwelche Fehler gibt, müssen diese sofort ohne weitere Verzögerung behoben werden. Infolgedessen sollte ein qualifizierter Netzwerkmanager eingestellt werden, um sich um den Server zu kümmern.

• Unbeschaffbare Ressourcen: Nicht alle Ressourcen auf dem Server sind zur Verfügung. Zum Beispiel können Sie ein Dokument aus dem Internet nicht sofort drucken oder Informationen auf der Festplatte des Clients ändern.

Vorteile und Nachteile der Client-Server-Architektur (Table)

Die wichtigsten Vor- und Nachteile der Client-Server-Architektur sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Vorteile	Nachteile
Zentralisierung	Netzwerkverkehrsstaus
Skalierbarkeit	Hohe Kosten
Einfache Verwaltung	Robustheit
Zugänglichkeit	Wartungsschwierigkeiten
Datensicherheit	Unbeschaffbare Ressourcen

Tabelle 1. Vorteile und Nachteile der Client-Server-Architektur

Abbildung 2. Vorteile und Nachteile einer Client-Server-Architektur

Was sind Client-Server-Beispiele?

Häufige Beispiele für Client-Server-Anwendungen sind unten aufgeführt:

• Webanwendung: Ihr Webbrowser (Client, z.B. FireFox, Google Chrome) fordert Webseiten von einem Webserver an.
• E-Mail: Ihr E-Mail-Client (z.B. Microsoft Outlook) verbindet sich mit einem E-Mail-Server, um E-Mails zu senden und zu empfangen.
• DNS: Ein Domain Name Service-Server (DNS) ist ein Server, der einem Client-Computer die notwendigen Informationen bereitstellt, um auf eine Website zuzugreifen. Wenn ein Client beabsichtigt, auf eine Website wie zenarmor.com zuzugreifen, stellt der DNS-Server präzise Routing-Informationen bereit, um dem Client zu ermöglichen, den Webserver von zenarmor.com zu finden und eine Verbindung herzustellen.
• DHCP: Ein DHCP-Server ist dafür verantwortlich, einem Client Informationen über das lokale Netzwerk bereitzustellen. Dies würde Anweisungen enthalten, wie man sich mit dem lokalen Netzwerk verbindet und wie man das lokale Netzwerk verlässt, um Verbindungen zu anderen Netzwerken, wie dem Internet, herzustellen.
• Dateifreigabe: Eine Dateifreigabe-Anwendung (Dropbox) verbindet sich mit einem Dateiserver, um Dateien hoch- und herunterzuladen.
• Datenbankverwaltungssysteme: Clients kommunizieren mit Datenbankservern, um Daten abzufragen und zu aktualisieren.
• Online-Spiele: Online-Spiele, wie Minecraft, verwenden oft ein Client-Server-Modell, bei dem der Spiel-Client sich mit einem Spiel-Server verbindet, um mit anderen Spielern zu spielen.
• Online-Banking-Anwendungen: Online-Banking-Anwendungen ermöglichen es Kunden, auf ihre Bankkonten zuzugreifen und Transaktionen durchzuführen.
• Enterprise-Resource-Planning-Lösungen: Enterprise-Resource-Planning-Lösungen, wie SAP, helfen Unternehmen, ihre Ressourcen und Abläufe effizient zu verwalten, indem sie einen zentralen Server nutzen.
• Videokonferenzanwendungen: Videokonferenzanwendungen, wie Zoom, ermöglichen es den Nutzern, eine Verbindung zu einem Server herzustellen, um sowohl Videokonferenzen zu hosten als auch daran teilzunehmen.
• Soziale Medien: Soziale Medien-Anwendungen, wie Twitter, bieten den Nutzern eine zentralisierte serverbasierte Plattform, um sich mit anderen zu verbinden und auszutauschen.
• Online-Reservierungssysteme: Online-Reservierungssysteme, wie OpenTable, ermöglichen es Nutzern, Reservierungen für Restaurants und andere Dienstleistungen über einen zentralen Server vorzunehmen.
• Content-Management-Systeme: Content-Management-Systeme, wie WordPress, ermöglichen es Benutzern, Websites zu entwickeln und zu verwalten, indem sie einen zentralen Server nutzen.
• Online-Marktplätze: Online-Marktplätze, wie Amazon, ermöglichen es Nutzern, Dinge von einem zentralen Server zu kaufen.
• Online-Lernsysteme: Online-Lernsysteme, wie Udemy, ermöglichen es den Nutzern, über einen zentralen Server auf Bildungsressourcen und Kurse zuzugreifen.
• Lösungen für das Kundenbeziehungsmanagement: Lösungen für das Kundenbeziehungsmanagement, wie Salesforce, unterstützen Organisationen dabei, Kundeninformationen und Interaktionen effizient zu verwalten, indem sie einen zentralen Server nutzen.
• Remote-Desktop-Apps: Remote-Desktop-Apps wie Anydesk und Teamviewer ermöglichen es Benutzern, eine Verbindung zu einem entfernten Computer über einen zentralen Server herzustellen.
• Bestandsverwaltungslösungen: Bestandsverwaltungslösungen, wie Fishbowl, unterstützen Unternehmen bei der Überwachung und Kontrolle von Beständen durch die Nutzung eines zentralen Servers.
• Ticketingsysteme: Ticketingsysteme, wie Zendesk, erleichtern die Verwaltung von Kundenanfragen für Organisationen durch die Nutzung eines zentralen Servers.
• Point-of-Sale-Systeme: Point-of-Sale-Systeme, wie Square, ermöglichen es Unternehmen, Transaktionen über einen zentralen Server durchzuführen.
• Krankenakte-Systeme: Krankenakte-Systeme, wie Epic, ermöglichen es Gesundheitsdienstleistern, Patientendaten effizient über einen zentralen Server zu verwalten.
• Lieferkettenmanagementlösungen: Lieferkettenmanagementlösungen, wie Oracle SCM, unterstützen Unternehmen dabei, ihre Lieferketten effektiv zu verwalten, indem sie einen zentralen Server nutzen.
• Lösungen für das Personalmanagement: Lösungen für das Personalmanagement, wie BambooHR, erleichtern die Verwaltung von Personalinformationen und -verfahren durch die Nutzung eines zentralen Servers.

Diese Client-Server-Apps haben die Effizienz und Zugänglichkeit zahlreicher Aufgaben für die Benutzer verbessert, während sie gleichzeitig Organisationen in die Lage versetzen, ihre Abläufe ordnungsgemäß zu verwalten.

Was sind die Arten von Servern?

Ohne es zu merken, haben Sie das Client-Server-Modell bereits verwendet, wenn Sie diesen Artikel gerade lesen. Diese Webseite wurde von einem Webserver bereitgestellt, nachdem Sie als Client eine Anfrage nach einer Ressource gestellt haben. Dies ist das typische Design für aktuelle Kommunikationsmittel, bei dem den Clients digitale Daten von Servern bereitgestellt werden. Peer-to-Peer, oder "P2P," ist ein alternatives Modell, das auf Computerverbindungen zur Verteilung von Daten angewiesen ist. Eine Client-Server-Architektur, im Vergleich zum P2P-Modell, hängt von einem primären Servercomputer oder einer Gruppe von Servermaschinen ab, die mit einem Netzwerk verbunden sind, in der Regel in einem Rechenzentrum. Clients, oder gewöhnliche Computer, die mit dem Internet oder einem lokalen Netzwerk verbunden sind, senden Pakete an den Server, um Daten von ihm anzufordern. Der Server hat drei Optionen, wenn er diese Anfragen erhält: das Paket akzeptieren, das Paket ablehnen oder "fallen lassen" oder die Verbindung stillschweigend beenden. Wenn ein Client ein Paket an einen ordnungsgemäß konfigurierten Server auf einem anderen Port sendet, wird der Server die Pakete normalerweise stillschweigend verwerfen.

Nachdem die allgemeinen Funktionsweisen der Client-Server-Architektur kurz beschrieben wurden, ist es hilfreich, sich einige der häufigsten Servertypen anzusehen, die in Computernetzwerken und der breiteren Informationstechnologiebranche verwendet werden.

1. Webserver: Diese Server stellen eine Verbindung zwischen Ihrem Computer und allen gespeicherten Daten von einer Internet-Website her. Informationen für das Internet werden auf Webservern gespeichert und mit "HTTP"-Code abgerufen, bevor sie an Ihren Webbrowser übertragen werden. Einer der beliebtesten Servertypen ist dieser hier.

2. Virtuelle Maschine (VM): Virtuelle Maschinen speichern und verbinden Daten nur in virtuellen Räumen, wie ihr Titel andeutet. Ein Hypervisor, allgemein als virtueller Maschinenmonitor (VMM) bezeichnet, ist eine Software, die es IT-Teams ermöglicht, Hunderte von virtuellen Maschinen auf einem einzigen physischen Hardwarestück zu betreiben. Da sie die wirtschaftlichste Art von Servern sind, die betrieben werden können, wird diese Servervirtualisierung-Technik häufig für den Datentransport und die Datenspeicherung verwendet.

3. Proxy-Server: Proxy-Server fungieren als Brücke zwischen einem Host-Server und einem Client. Nachdem die Daten den Proxy-Server passiert haben, überträgt ein Proxy die Daten von einer Website an die IP-Adresse Ihres Geräts. Da die Informationen angefordert und dann von der Quelle zum Proxy-Server transportiert werden, anstatt direkt von einem Client zu einem anderen Benutzer, bietet diese Methode ein zusätzliches Maß an Schutz. Zahlreiche schädliche Internetaktivitäten können von einem Proxy-Server blockiert werden.

4. Anwendungsserver: Durch virtuelle Serververbindungen verknüpfen diese Server Clients mit Softwareprogrammen. Dies ermöglicht es den Nutzern, auf Programme zuzugreifen, ohne Daten auf ihre eigenen Geräte herunterzuladen. Anwendungsserver sind die beste Wahl für Unternehmen, da sie große Mengen an Anwendungsdaten für zahlreiche Benutzer gleichzeitig effizient hosten können.

5. File Transfer Protocol (FTP) Server: Um Dateien von einem Computer auf einen anderen zu übertragen, werden FTP-Server verwendet. Heruntergeladene Dateien werden vom Server auf Ihr Gerät extrahiert, während hochgeladene Dateien von Ihrem PC auf den Server übertragen werden. Um Computer sicher zu verbinden und Daten zu übertragen, wird dieser Prozess als Dateiübertragungsprotokoll bezeichnet.

6. Datenbankserver: Datenbankserver fungieren als umfangreiche Datenrepositorys, auf die Unternehmen zugreifen und die sie nutzen können, um eine Vielzahl von Anwendungen zu betreiben. Für das Funktionieren eines Datenbankservers ist kein spezifisches Datenbankdesign erforderlich.

7. Mail-Server: Ein Mail-Server speichert und liefert Nachrichten für Benutzer über Plattformen, die E-Mail-Dienste bereitstellen. Benutzer müssen keine Software auf ihren eigenen Geräten ausführen, um auf ihre E-Mails zuzugreifen, da Mail-Server so konfiguriert sind, dass sie ständig mit einem Netzwerk verbunden sind.

8. Dateiserver: Die Datendateien mehrerer Benutzer werden auf einem Dateiserver gespeichert. Sie ermöglichen eine schnellere Dateischreibung auf Computern und eine schnellere Datenabfrage. Wenn viele Benutzer Zugriff auf Dateien benötigen, die auf einem Server leichter und sicherer gespeichert sind als auf einem persönlichen Computer, nutzen Unternehmen häufig diesen grundlegenden Servertyp.

9. Domain Name System (DNS) Server: Diese Server wandeln lesbare Computerdomänennamen in IP-Adressen um, die in Computercode geschrieben sind. Der DNS-Server nutzt die vom Benutzer bereitgestellten Suchinformationen, um die angeforderte Adresse zu finden und sie an das Client-Gerät zu senden.

10. Zusammenarbeitsserver: Ein Kollaborationsserver erleichtert die Verbindungen, wenn Arbeit unter mehreren Benutzern geteilt werden muss. Sie können mit diesen Servern Dateien, Programme und andere große Datenmengen austauschen und speichern.

11. Gaming-Server: Um Benutzer aus der ganzen Welt zu verbinden, benötigen große Gaming-Netzwerke Server. Mehrspieler-Internetspiele werden von diesen Servern gehostet.

12. Verwaltungs- und Überwachungsserver: Server für Verwaltung und Überwachung führen eine Vielzahl von Aufgaben aus. Sie nehmen zuerst Benutzeranfragen entgegen, zeichnen sie auf und verfolgen digitale Transaktionen. Andere beobachten nur die Benutzeraktivität und spielen keine dynamische Rolle dabei. Netzwerkmanager, die die Netzwerkgesundheit untersuchen, um Gefahren oder Mängel im System zu erkennen, könnten Überwachungsserver verwenden, um auf ihre Anfragen zu reagieren.

13. Druckserver: Um über ein Netzwerk zu drucken, stellt ein Druckserver entfernte Verbindungen zu nahegelegenen Computern her. Dank dieser Server haben Unternehmen jetzt die Möglichkeit, einen einzigen Drucker zur Unterstützung einer ganzen Abteilung zu nutzen. Wenn sie in einem Büro aufgestellt werden, haben einige Drucker sogar ihren eigenen eingebauten Server, der bereit ist, sich mit einem Netzwerk zu verbinden.

Was sind die Hauptmerkmale von Client-Server-Netzwerken?

Ein effizientes Client-Server-System hat vier Merkmale: anpassbare Endbenutzeranwendungen, kollaborative Verarbeitung, Systemtransparenz und eine konventionelle Datenbank.

• Anpassbare Endbenutzeranwendung: Ein Hauptgrund für die Beliebtheit von PCs ist, dass Benutzer ihre eigene Anwendungssoftware wählen können. Benutzer sind nicht gezwungen, Anwendungen zu verwenden, die sie nicht wollen. Darüber hinaus können sie neue Anwendungssoftware implementieren, ohne die langwierigen Genehmigungs- und Entwicklungsverfahren eines zentralisierten Systems durchlaufen zu müssen. Eine Client-Server-Architektur behält die Mehrheit dieser Eigenschaften bei.

  Ein bemerkenswertes Ereignis in einem bedeutenden Fertigungsunternehmen veranschaulicht die Bedeutung der Anpassungsfähigkeit in Endbenutzeranwendungen. Ein Manager erhielt regelmäßig einen 300-seitigen Betriebssteuerungsbericht vom Hauptrechnersystem des Unternehmens. Die benötigten Informationen waren in einer im Bericht verborgenen Zusammenfassung enthalten. Die Einzelheiten des Berichts waren erforderlich, als die Zusammenfassung fehlerhaft war. Er musste die Seiten durchblättern, um jedes Mal das Zusammenfassungsblatt zu finden, wenn er den Bericht erhielt, also bat er um eine Programmänderung. Sein einziger Wunsch war die einseitige Zusammenfassung. Das Management lehnte seinen Vorschlag aufgrund der Kosten von 40.000 Dollar für die Organisation ab.

  Dieses einfache Beispiel veranschaulicht, wie eine gültige Anfrage, die die Produktivität der Mitarbeiter hätte steigern können, aufgrund eines starren Systemdesigns abgelehnt wurde. Hätte die Organisation ein Client-Server-System implementiert, hätte der Manager auf die Datenbank von seinem Desktop-Computer aus zugreifen und sie verarbeiten können. Er hätte eine einfache Zusammenfassung anfordern können oder, wenn er persönliche Recherchen bevorzugte, eine vertraute Tabellenkalkulationsanwendung verwenden können, um Daten für "Was-wäre-wenn"-Szenarien zu ändern. Endbenutzer müssen in der Lage sein, auf genehmigte Daten zuzugreifen und Analysen durchzuführen, die auf ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind.

  Adaptive Systeme müssen für die Benutzer intuitiv sein. Grafische Benutzeroberflächen (GUI) sind ein entscheidendes Element benutzerfreundlicher Personal Computer, einschließlich Apples Macintosh und IBM-kompatibler Systeme mit Windows-Software. In einer GUI-Umgebung können Benutzer Apps auswählen, indem sie auf ein Bildsymbol auf dem Bildschirm klicken, wodurch die Notwendigkeit entfällt, sich an eine Abfolge von Anweisungen zu erinnern. Ein Client-Server-System, das anpassbare Endbenutzeranwendungen anbietet, muss über eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) verfügen. Endbenutzer können zusätzliche Anweisungen für Aufgaben außerhalb ihrer Desktop-PCs ausführen, indem sie bestimmte Symbole auswählen. Die GUI reduziert die operationale Komplexität eines Netzwerks für Endbenutzer.

• Kollaborative Verarbeitung: In einem Client-Server-System mit vielen spezialisierten Servern hat jeder Server unterschiedliche Fähigkeiten, die von den Endbenutzern sporadisch benötigt werden. Das System kann kompliziert und unhandlich werden, wenn Endbenutzer sich den Standort jeder spezialisierten Funktion und den genauen Server, der die erforderlichen Dienste bereitstellt, merken müssen. Ein System wird ineffizient, wenn es für die Benutzer zu schwierig zu handhaben ist.

  Ein effizientes Client-Server-System, das darauf ausgelegt ist, robust und benutzerfreundlich zu sein, muss Komplexität vermeiden. Der Begriff der kooperativen Verarbeitung tut genau das. Wenn ein Endbenutzer eine Operation benötigt, die über die Fähigkeiten seiner Workstation hinausgeht, muss er nur einen Befehl an das System senden, ohne den Standort des erforderlichen Servers oder die Zugriffsart kennen zu müssen. Die Systemsoftware fungiert als Vermittler, der mit mehreren Servern kommuniziert und ihnen verschiedene Aufgaben zuweist. Die Systemsoftware fasst die Ergebnisse mehrerer Server zusammen und überträgt die konsolidierten Daten an die Arbeitsstation des anfragenden Benutzers. Die Workstation fungiert in diesem Fall als Client, der Unterstützung von mehreren Servern unter der Aufsicht eines Brokers erhält.

  Aus der Perspektive des Endbenutzers ist ein Client-Server-System einfach und benutzerfreundlich, da der Benutzer sich nicht um die Architektur des Systems kümmern muss. Der Benutzer muss lediglich die Anweisungen verstehen, die erforderlich sind, um Aufgaben zu erledigen; der Endbenutzer ist nicht verpflichtet, den Standort oder die Methode anzugeben, mit der die spezialisierten Server die Anfrage verarbeiten sollen. Aus der Perspektive eines Designers ist ein Client-Server-System bemerkenswert komplex. Systemdesigner müssen die Komplexität der Verbindungen innerhalb der gesamten Client-Server-Softwarearchitektur skizzieren, um den Endbenutzern die Notwendigkeit zu ersparen, die komplexen Verbindungen zu mehreren Servern selbst zu definieren.

  Die resultierende Kooperationsverarbeitungsfähigkeit ermöglicht es jedem Endbenutzer, seinen PC, eine Client-Arbeitsstation im System, als die aggregierte Leistung aller Server zu betrachten. Dieses Merkmal unterscheidet ein Client-Server-System von anderen verteilten Datenverarbeitungssystemen.

• Systemtransparenz: Systemoffenheit bedeutet, dass die Client-Server-Architektur effektiv mit verschiedenen Software- und Hardwarekonfigurationen integriert werden muss. Die meisten PC-Nutzer sind sich bewusst, dass Hardware und Software, die für IBM-Systeme entwickelt wurden, nicht einfach auf Apple-Maschinen installiert werden können. Folglich ist Apples System mit dem IBM-System und umgekehrt nicht kompatibel. Angenommen, ein Unternehmen hat eine gleiche Anzahl von IBM- und Apple-Computern und möchte ein Client-Server-System einrichten, indem es seine aktuellen PCs als Client-Workstations verwendet. Was wird passieren, wenn das beabsichtigte System nicht mit verschiedenen Plattformen kompatibel ist? Das Unternehmen muss die Hälfte seiner aktuellen PCs durch eine andere Art von Computer ersetzen, was ein kostspieliges Unterfangen ist. Dennoch, wenn das entwickelte System beide Kategorien von Computersystemen unterstützen kann, würde das Unternehmen Kosteneinsparungen erzielen und gleichzeitig die Rechenfähigkeiten verbessern. Entscheidend ist, dass IBM-Computerbenutzer nicht gezwungen wären, ein unbekanntes Apple-System zu verwenden, und umgekehrt. Der Widerstand der Benutzer gegen das neue Systemdesign könnte deutlich verringert werden.

  Ein weiteres Beispiel ist die Herausforderung, disparate DBMSs in verschiedenen Unternehmen zusammenzuführen. Einige Anbieter gestalten ihre Systeme mit einer solchen Transparenz, dass ihre Integration mit anderen Systemen vergleichsweise unkompliziert ist. Folglich ist diese Art von DBMS für die Systemintegration zugänglich. Alternative Anbieter konzipieren ihre Systeme mit einer anderen Denkweise. Sie wollen die Unvereinbarkeit ihrer Produktdesigns mit denen anderer Anbieter aufrechterhalten, um die Kunden zu zwingen, nur ihre Waren für zukünftiges Wachstum zu kaufen. Die Integration eines Client-Server-Systems in ein Unternehmen mit vielen inkompatiblen bestehenden Systemen wäre sehr herausfordernd, wenn nicht sogar unmöglich. Die Erstellung eines neuen Client-Server-Systems von Grund auf ist immer einfacher, als bestehende Systeme zu integrieren. Designer neuer Client-Server-Systeme müssen sicherstellen, dass jedes System mit anderen kompatibel ist, da der Bedarf an zukünftigem Wachstum immer relevant ist, insbesondere in dieser ära des schnellen technologischen Fortschritts. Ein geschlossenes System ist anfälliger für Inkompatibilität mit neuen technologischen Gütern als ein offenes.

  Die Offenheit eines Systems ist eng mit der Anpassungsfähigkeit der Endbenutzeranwendungen verbunden, ein grundlegendes Merkmal von Client-Server-Architekturen. Derzeit sind mehrere fortschrittliche kommerzielle Softwareanwendungen verfügbar, darunter Textverarbeitung, Tabellenkalkulationen, Grafik- und Statistik-Analysetools. Eine flexible Architektur ermöglicht es den Endbenutzern, ihre bevorzugten Softwareanwendungen für das Front-End auf ihren eigenen Client-Workstations auszuwählen.

• Konventionelle Datenbank: Um die Datenzugänglichkeit für autorisierte Benutzer zu gewährleisten, sollten Informationen in einer zentralen Datenbank in einem einheitlichen Format gespeichert werden. Ein DBMS unterstützt Systemadministratoren, Programmierer und Benutzer bei der Erstellung, Speicherung, Modifizierung und Abfrage von Daten. In einem großen Unternehmen mit einer erheblichen Menge an kontinuierlich verarbeiteten Daten sind ein oder mehrere dedizierte Datenbankserver unerlässlich, um den Endbenutzern häufigen Datenzugriff zu ermöglichen.

  Eine gemeinsame Datenbank, die von einem DBMS unterstützt wird, bedeutet eine logisch einheitliche Datenbank. Logische Datenintegration erfordert nicht die Speicherung aller Daten an einem einzigen physischen Ort. Ein System physisch verteilter Datenbanken, die auf vielen entfernten Datenservern angesiedelt sind und konzeptionell durch Systemsoftware miteinander verbunden sind, ist nicht ungewöhnlich. Endverbraucher sehen keinen Unterschied zwischen den beiden Designs.

Was sind die Clients und Server im Computernetzwerk?

Clients sind Computerhardware oder Serversoftware, die Anfragen nach Ressourcen und Diensten stellen, die ein Server bereitstellt. Clients werden oft als "Service-Anforderer" bezeichnet. Dicke, dünne oder hybride Client-Computing sind die drei Kategorien.

• Dicker Client: Ein Client, der umfangreiche Funktionalität bietet, den Großteil der Datenverarbeitung selbst durchführt und nur wenig auf den Server angewiesen ist.

• Dünner Client: Ein Anwendungsserver übernimmt den Großteil der erforderlichen Datenverarbeitung für einen Thin-Client-Server, der ein leichtgewichtiger Computer ist und stark auf die Ressourcen des Host-Computers angewiesen ist.

• Hybrider Client: Ein hybrider Client kombiniert die Elemente eines Thin Clients und eines Thick Clients. Es kann lokale Verarbeitung durchführen, muss jedoch auf den Server angewiesen sein, um persistente Daten zu speichern.

Ein Gerät oder Computerprogramm, das als Knotenpunkt für andere Komponenten oder Programme dient, wird als Server bezeichnet. Ein Server ist jedes computergestützte System, auf das ein Client zugreifen oder das er nutzen kann, um Ressourcen zu teilen und Aufgaben zu verteilen. Typische Server umfassen Folgendes:

• Anwendungsserver

• Rechenserver

• Datenbankserver

• Webserver

Was sind die Unterschiede zwischen Client-Server- und Peer-to-Peer-Netzwerken?

Peer-to-Peer (P2P) ist eine dezentrale Kommunikationsarchitektur, bei der jeder Netzwerk-Knoten über die gleiche Kapazität verfügt und sowohl als Client als auch als Server fungieren kann. Beim Peer-to-Peer-Computing bündeln die Knoten ihre Ressourcen und kommunizieren sofort miteinander. Das Peer-to-Peer-Kommunikationsprotokoll verwendet einen Algorithmus, um die Last auszugleichen, indem es andere Peers zugänglich macht, um Ausfälle von Ressourcen abzudecken, und Anfragen umleitet, wenn sich die Lastkapazität und die Verfügbarkeit der Peers ändern. Die Fähigkeit, das Netzwerk zu erweitern, um eine große Anzahl von Kunden zu bedienen, ist ein wesentlicher Vorteil des Peer-to-Peer-Netzwerks. Der Server ist der zentrale Knotenpunkt, der sich mit anderen Client-Knotenpunkten im Client-Server-Netzwerk verbindet, einem zentralisierten Kommunikationsmodell. Die Fähigkeit, Daten und Programme auf einem zentralisierten Server zu verwalten, ist ein wesentlicher Vorteil von Client-Server-Beziehungen gegenüber Peer-to-Peer-Beziehungen.

Ähnlichkeiten zwischen einem Peer-to-Peer-Netzwerk und einem Server-Client-Netzwerk umfassen die Fähigkeit der Geräte, sich über Kabel, Glasfaser oder drahtlose Technologie mit dem Netzwerk zu verbinden, sowie die Netzwerk-Infrastruktur wie Switches und Hubs. Darüber hinaus können sich dieselben Gerätetypen mit jedem Netzwerk verbinden, wie zum Beispiel Mobiltelefone, Desktop-Computer und Spielkonsolen. Darüber hinaus unterstützen beide Netzwerke das Netzwerk-Drucken, wenn verfügbar, solange ein netzwerkfähiger Drucker angeschlossen ist.

Peer-to-Peer- und Server-Client-Netzwerkarchitekturen unterscheiden sich deutlich voneinander. Ein Peer-to-Peer-Netzwerk ist ziemlich rudimentär. Es handelt sich typischerweise um ein kleines Netzwerk, das sich für Standorte wie Haushalte oder kleine Büros eignet. Zwei oder mehr Computer (typischerweise mit einem Drucker) sind mit einem Netzwerkswitch oder einem Router/Modem verbunden, dann vom Switch oder Router in ein Modem, und vom Modem in eine ISP-Cloud, die Ihnen Zugang zum Internet ermöglicht. Zusätzlich sollte jedes Gerät in der Lage sein, über E-Mail und Messaging zu kommunizieren. Im Gegensatz zu einem Server-Client-Netzwerk hat jedes Gerät, das mit einem dezentralen Netzwerk verbunden ist, typischerweise vollständige Freiheit im Netzwerk und ist im Allgemeinen unreguliert.

Die Vorteile eines Peer-to-Peer-Netzwerks umfassen die Benutzerfreundlichkeit und die Möglichkeit, leicht zu sehen, was andere Geräte tun. Die meisten Peer-to-Peer-Netzwerke sind unglaublich einfach zu bedienen, da es keinen Server gibt, über den man gehen muss, oder irgendetwas anderes. Darüber hinaus sind sie einfach einzurichten, da nur wenige Kabel angeschlossen werden müssen.

Im Gegensatz dazu haben Peer-to-Peer-Netzwerke folgende Nachteile: Es ist mühsam, den ständig durch das Netzwerk fließenden Datenverkehr zu überwachen. Es gibt typischerweise keine Wartung, und es wäre für einen böswilligen Akteur sehr einfach, Zugang zum Netzwerk zu erhalten.

Die Vorteile eines Client-Server-Netzwerks gegenüber einem Peer-to-Peer-Netzwerk umfassen eine erhöhte Netzwerksicherheit, mehr Kontrolle über den Netzwerkverkehr, die Fähigkeit zu sehen, was jeder Computer tut, bestimmte Aktionen einzuschränken und die Verbreitung von Viren zu verhindern, sowie die Menge an Datenspeicher, die jedem Computer im Netzwerk zur Verfügung steht. Typischerweise kann in einem Client-Server-Netzwerk der Server deutlich mehr Speicherplatz bieten als die meisten externen Speichergeräte, die mit dem Netzwerk verbunden werden könnten.

Allerdings haben Client-Server-Netzwerke auch Nachteile. Zum Beispiel sind Client-Server-Netzwerke teuer, und die Wartung eines Client-Server-Netzwerks ist eine zeitaufwändige Aufgabe, da Sie die Software aktualisieren, das Netzwerk auf Probleme wie Viren überprüfen und einen separaten Raum für die Server bereitstellen müssen, da sie dazu neigen, ziemlich heiß zu werden. Dies trägt zur physischen Sicherheit des Netzwerks bei, aber es ist eine hervorragende Software-Sicherheit erforderlich. Folglich kann sowohl die physische als auch die Software-Sicherheit eine Belastung sein.

Die Unterschiede zwischen Client-Server- und Peer-to-Peer-Netzwerken sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

Client-Server-Netzwerk	Peer-to-Peer-Netzwerk
Clients und Server werden in Client-Server-Netzwerken unterschieden, und spezifische Server und Clients sind vorhanden.	Clients und Server werden in Peer-to-Peer-Netzwerken nicht unterschieden.
Daten werden in Client-Server-Netzwerken auf einem zentralen Server gespeichert.	Jeder Teilnehmer in einem Peer-to-Peer-Netzwerk hat seine eigenen Daten.
Das Teilen von Informationen steht im Mittelpunkt von Client-Server-Netzwerken.	Die Verbindung steht im Mittelpunkt von Peer-to-Peer-Netzwerken.
Die Kosten eines Client-Server-Netzwerks sind höher als die eines Peer-to-Peer-Netzwerks.	Im Vergleich zu Client-Server-Netzwerken sind Peer-to-Peer-Netzwerke kostengünstiger.
In einem Client-Server-Netzwerk stellt der Server die Dienste bereit, die der Client anfordert.	In einem Peer-to-Peer-Netzwerk hat jeder Knoten die Fähigkeit, Dienste anzufordern und bereitzustellen.
Für sowohl kleine als auch große Netzwerke werden Client-Server-Netzwerke eingesetzt.	Kleine Netzwerke mit weniger als 10 Maschinen sind im Allgemeinen gut für Peer-to-Peer-Netzwerke geeignet.
Im Vergleich zu Peer-to-Peer-Netzwerken sind Client-Server-Netzwerke zuverlässiger.	Wenn die Anzahl der Peers zunimmt, werden Peer-to-Peer-Netzwerke weniger zuverlässig.

Tabelle 2. Client-Server vs Peer-to-Peer-Netzwerke

Warum wird das Internet als Client-Server-Netzwerk betrachtet?

Das Internet wird als Client-Server-Netzwerk klassifiziert, da es auf einer strukturierten Interaktion zwischen Clients (die Ressourcen anfordern) und Servern (die sie bereitstellen) basiert. Im Internet werden Anfragen von Clients aus verschiedenen Gründen initiiert, wie zum Beispiel das Laden einer Webseite, das Herunterladen einer Datei oder das Streamen eines Videos. Server empfangen diese Anfragen, verarbeiten sie und antworten, indem sie die angeforderten Daten oder Dienstleistungen an den Client zurückliefern. Zum Beispiel, wenn man im Internet surft, sendet der Browser eines Nutzers (Client) eine Anfrage an einen Webserver für eine bestimmte Webseite, und der Server antwortet, indem er den angeforderten Inhalt liefert. ähnlich holen E-Mail-Clients wie Outlook oder Gmail E-Mails von Mail-Servern ab. Ein weiteres Beispiel sind Streaming-Dienste; wenn ein Client Inhalte anfordert, übertragen Server von Plattformen wie Netflix oder YouTube Video-Streams auf das Gerät des Clients.

Zentralisierte Ressourcen, wie Datenbanken, Websites, E-Mail-Dienste und Anwendungen, werden typischerweise von Servern gehostet. Kunden sind nicht verpflichtet, diese Ressourcen lokal zu speichern oder zu verwalten; sie können darauf remote zugreifen.

Das Internet basiert auf standardisierten Protokollen, einschließlich HTTP, HTTPS, FTP, SMTP und DNS, die alle der Client-Server-Architektur folgen. Die Kommunikation zwischen Clients und Servern wird durch diese Protokolle geregelt, die den effizienten und zuverlässigen Austausch von Daten gewährleisten.

Was sind die häufigsten Missverständnisse über Client-Server-Netzwerke?

Einige verbreitete Missverständnisse über Client-Server-Netzwerke sind unten aufgeführt.

• Client-Server-Netzwerke sind nur für große Organisationen notwendig Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass Client-Server-Netzwerke nur für große Unternehmen geeignet sind. Tatsächlich bieten Client-Server-Modelle eine zentrale Datenverwaltung und verbesserte Sicherheit, was auch für kleine Unternehmen von Vorteil sein kann.
• Client-Server-Netzwerke sind immer teuer: Ein weit verbreitetes Missverständnis ist, dass der Aufbau eines Client-Server-Netzwerks eine erhebliche Investition in Hardware, Software und Wartung erfordert. Jedoch können Open-Source-Lösungen verwendet werden, um kleine Client-Server-Netzwerke mit minimalen Ressourcen zu implementieren, obwohl Konfigurationen auf Unternehmensebene kostspielig sein können.
• Peer-to-Peer-Netzwerke sind immer vorteilhafter für kleine Gruppen Es gibt die überzeugung, dass Peer-to-Peer (P2P)-Netzwerke für kleine Teams effektiver und einfacher sind. Obwohl Peer-to-Peer (P2P)-Netzwerke einfach sind, bieten Client-Server-Netzwerke eine überlegene Skalierbarkeit, Sicherheit und zentrale Kontrolle, selbst für kleine Gruppen.
• Client-Server-Netzwerke sind zu komplex zu verwalten: Der Prozess der Einrichtung und Wartung eines Client-Server-Netzwerks wird als übermäßig technisch und schwierig wahrgenommen. In Wirklichkeit wird die Konfiguration und Verwaltung von Client-Server-Netzwerken durch moderne Werkzeuge und Plattformen vereinfacht, wodurch sie für jeden zugänglich sind, unabhängig von ihrem Fachwissen.
• Client-Server-Netzwerke sind weniger sicher: Die Vorstellung, dass die Zentralisierung von Daten auf einem Server sie anfälliger für Angriffe macht, ist irreführend. Aber dezentralisierte Systeme, die keinen Schutz für einzelne Geräte bieten, sind häufig weniger sicher als gut konfigurierte Server, die mit geeigneten Sicherheitsmaßnahmen ausgestattet sind.
• Der Server erledigt die ganze Arbeit: Es wird angenommen, dass der Server für alle Verarbeitungsaufgaben verantwortlich ist, was dazu führt, dass die Clients inaktiv sind. In zahlreichen Fällen führen Clients erhebliche Verarbeitungsoperationen auf lokaler Ebene durch, während der Server die Kommunikation und die Daten überwacht.
• Client-Server-Netzwerke sind überholt: Einige Personen glauben, dass Client-Server-Netzwerke aufgrund der Verbreitung des Cloud-Computing überholt sind. Tatsächlich bleibt die Client-Server-Architektur die Grundlage zahlreicher Systeme, einschließlich Cloud-Dienste, die häufig nach ähnlichen Prinzipien arbeiten.
• Das Netzwerk muss online sein, damit alle Clients funktionieren: Einige Personen glauben, dass das gesamte Netzwerk betroffen ist, wenn ein einzelnes Client-Gerät inaktiv ist. Der Server bleibt jedoch auch dann betriebsbereit, wenn einzelne Clients getrennt sind, wodurch die Kontinuität gewährleistet wird.

Was sind die wichtigsten Client-Server-Verbindungsprotokolle?

Client-Server-Verbindungsprotokolle sind die Grundlage der Client-Server-Kommunikation und ermöglichen den Austausch verschiedener Daten, den Fernzugriff, Dateiübertragungen, E-Mail-Kommunikation und Netzwerkverwaltungsaufgaben. Einige der wichtigsten Client-Server-Verbindungsprotokolle sind unten aufgeführt.

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): übertragung von Webseiten und Ressourcen zwischen Webservern und Browsern. Typischerweise wird Port 80 für HTTP verwendet, während Port 443 für HTTPS verwendet wird.
• HTTPS (HTTP Secure): Sichere Kommunikation über HTTP mit SSL/TLS-Verschlüsselung. Der Standardport ist 443. Daten werden verschlüsselt, um Vertraulichkeit, Integrität und Authentifizierung zu gewährleisten.
• SSH (Secure Shell): Verwenden Sie sicheres Remote-Login und die Ausführung von Befehlen auf Servern. Port 22 wird typischerweise verwendet.
• Telnet: Fernzugriff und Befehlsausführung (veraltetes Protokoll, unsicher). Typischerweise wird Port 23 verwendet.
• RDP (Remote Desktop Protocol): Für Remote-Desktop-Verbindungen zu Windows-Servern und -Clients. Typischerweise wird Port 3389 verwendet. -DNS (Domain Name System): Wandelt Domainnamen in IP-Adressen um. Typischerweise wird Port 53 (UDP/TCP) verwendet.
• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Clients werden automatisch IP-Adressen und Netzwerkkonfigurationen zugewiesen. Typischerweise werden die Ports 67 (Server) und 68 (Client) verwendet.
• FTP (File Transfer Protocol): übertragung von Dateien zwischen dem Client und dem Server. Die Ports 20 und 21 werden typischerweise für den Datentransfer und Steuerbefehle verwendet. Sichere Versionen sind SFTP (SSH File Transfer Protocol) und FTPS (FTP Secure).
• LDAP (Lightweight Directory Access Protocol): Zugriff auf und Pflege verteilter Verzeichnisinformationsdienste. Port 389 ist der Standardport für LDAPS; jedoch verwendet die sichere Version Port 636.
• SNMP (Simple Network Management Protocol): Fernverwaltung und -überwachung von Netzwerkgeräten. Typischerweise wird Port 161 für den SNMP-Agenten verwendet, während Port 162 für die SNMP-Traps verwendet wird.
• NTP (Network Time Protocol): Synchronisieren Sie Uhren unter Netzwerkgeräten. Typischerweise wird Port 123 (UDP) verwendet.
• POP3 (Post Office Protocol Version 3): E-Mails von einem Mailserver abrufen und an einen lokalen Client übertragen, indem sie vom Server gelöscht und extrahiert werden. Port 110 ist der Standardport für POP3S; jedoch verwendet die sichere Version Port 995.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Die übertragung von E-Mails von einem Client zu einem Mailserver oder zwischen Mailservern. Die Ports 25, 587 (Submission) und 465 (SMTPS) sind die gebräuchlichsten.
• IMAP (Internet Message Access Protocol): Ermöglicht es Benutzern, E-Mails direkt auf dem Server zu verwalten, indem sie sie von einem Mailserver abrufen. Port 143 ist der Standardport für IMAPS; die sichere Version verwendet jedoch Port 993.

Wie werden Client-Server-Netzwerke für das Datenmanagement verwendet?

Client-Server-Netzwerke werden häufig für das Datenmanagement eingesetzt, da sie in der Lage sind, die Datenspeicherung, -abfrage, -freigabe und -verarbeitung effizient und sicher über mehrere Benutzer und Geräte hinweg zu verwalten. Client-Server-Netzwerke erleichtern das Datenmanagement auf folgende Weise.

Daten werden zentral auf dedizierten Server(n) gespeichert, was den Prozess der Verwaltung, Wartung und Sicherung vereinfacht. Client-Server-Netzwerke bieten kontrollierten Zugang und Sicherheit. Benutzerberechtigungen können von Administratoren festgelegt werden, um sicherzustellen, dass sensible Daten geschützt und nur von autorisierten Parteien zugegriffen werden können. Zusätzlich können Clients (Benutzer oder Geräte) mühelos auf gemeinsam genutzte Ressourcen und auf dem Server gespeicherte Daten zugreifen. Die Teamarbeit wird verbessert, indem mehreren Benutzern gleichzeitig der Zugriff auf und die Bearbeitung von Daten ermöglicht wird. Die Skalierbarkeit erfolgt mühelos durch die Hinzufügung zusätzlicher Server oder das Upgrade bestehender Server, um den steigenden Anforderungen der Benutzer und Datenmengen gerecht zu werden. Darüber hinaus werden die regelmäßigen Backup- und Notfallwiederherstellungsverfahren durch die zentrale Speicherung in Client-Server-Netzwerken vereinfacht. Die Geschäftskontinuität wird durch die Minderung des Risikos von Datenverlust oder -beschädigung gewährleistet.

Zentralisierte Kontrolle in Client-Server-Netzwerken wird verwendet, um die Datenintegrität sicherzustellen, indem Updates und änderungen über serverseitige Anwendungen verwaltet werden. Dies gewährleistet, dass alle Benutzer Zugang zu den aktuellsten und genauesten Daten haben.

Schließlich bieten Client-Server-Netzwerke eine verbesserte Leistung für das Datenmanagement. Server sind im Allgemeinen leistungsfähiger als einzelne Client-Geräte, was eine schnellere Datenverarbeitung und -abfrage ermöglicht. Datenanforderungen und -antworten können effizient verwaltet werden, um die Netzwerküberlastung zu reduzieren.