Клієнт-серверне рішення

Клієнт-серверна архітектура — це підхід до побудови розподілених систем, що включає дві основні частини: клієнти та сервери. Ця архітектура дозволяє ефективно розділити обробку даних між ними. Основна ідея полягає в тому, що клієнтські програми надсилають запити до серверів, які обробляють ці запити та повертають відповіді.

База

Основні компоненти

Клієнт: це програма або пристрій, який ініціює запит до сервера для виконання певних операцій. Клієнти можуть бути веб-браузерами, касою, мобільними додатками, месенджером тощо.
Проксі: мережевий інтерфейс зв'язку, який забезпечує комутацію між двома віддаленими нодами.
Сервер: сервер обробляє запити від клієнтів, виконуючи необхідні операції (наприклад, записи до баз даних, обчислення) та повертає результати назад до клієнта. Сервери спеціалізуються на певних задачах, таких як веб-сервери, сервери баз даних, файлові сервери.

Характеристика

Централізоване управління ресурсами: Сервери управляють ресурсами та даними, що забезпечує централізоване місце для їх зберігання, доступу та управління.
Масштабованість: Систему можна масштабувати, додавши більше серверів або покращивши їх характеристики, щоб впоратися зі зростаючим навантаженням.
Гнучкість: Клієнти та сервери можуть бути розроблені та оновлені незалежно, дозволяючи легше впроваджувати нові технології та оновлення.
Спеціалізація: Сервери можуть бути оптимізовані для виконання специфічних задач, що підвищує ефективність обробки запитів.

Типи архітектур

Клієнт-сервер з дублікацією даних

На малюнку зображена схема клієнт-серверної архітектури, яка включає використання проксі-серверів та дублювання даних з основною бази.

Алгоритм

Клієнти: Каса, мобільний застосунок, браузер відправляють запити до сервера. Запити можуть йти через інтернет або локальну мережу.
Проксі-сервери: Є два проксі-сервери, вони відповідають за фільтрацію запитів та забезпечення певної безпеки серверів. Клієнти можуть підключатися до тієї проксі, до якої привʼязане те чи інше доменне імʼя.
Веб-сервер: Веб-сервер обробляє запити, отримані від проксі-серверів, і взаємодіє з базою даних. Веб-сервер налаштований на виконання бізнес-логіки додатку, видачу веб-сторінок, обслуговування API-запитів тощо.
База даних: Основна база даних зберігає дані, які використовуються веб-сервером. Вона може обробляти запити на читання та запис, управління транзакціями, запити на оновлення тощо.
Дублікація бази даних: Дані з головної бази даних дублюються на інший сервер, який відповідає виключно за збереження актуальних даних без будь-якого доступу до них. Це реалізовано з метою забезпечення безпеки цих даних на випадок відмови головної бази (аварії у датацентрі, пошкодження дискових масиві, технічні несправності сервера...), у такому разі буде повна копія актуальних даних на момент аварії, які будуть використанні технічними спеціалістами для відновлення роботи головного серевера з даними.

Схема показує, що всі компоненти взаємопов'язані, і кожен з них виконує певну роль у загальній архітектурі системи. Зокрема, проксі-сервери можуть служити як додатковий рівень абстракції та контролю між клієнтами та веб-сервером, а реплікація бази даних забезпечує надійність та доступність даних.

Клієнт-сервер з реплікацією серверів

Алгоритм

Клієнти: Каса, мобільний застосунок, браузер відправляють запити до сервера. Запити можуть йти через інтернет або локальну мережу.
Проксі-сервери: Є два проксі-сервери, вони відповідають за фільтрацію запитів та забезпечення певної безпеки серверів. Клієнти можуть підключатися до тієї проксі, до якої привʼязане те чи інше доменне імʼя. У випадко збоїв роботи на головному веб сервері, проксі перемикають на реплікаційни веб сервер.
Веб-сервер: Веб-сервер обробляє запити, отримані від проксі-серверів, і взаємодіє з базою даних. Веб-сервер налаштований на виконання бізнес-логіки додатку, видачу веб-сторінок, обслуговування API-запитів тощо.
База даних: Основна база даних зберігає дані, які використовуються веб-сервером. Вона може обробляти запити на читання та запис, управління транзакціями, запити на оновлення тощо.
Реплікація веб сервера: Повна копія веб сервера зі всіма необхідними налаштуваннями. Головне завдання - синхронізуватись з головним веб сервером та підтримувати актуальні стани сервісів на випадок критичних проблем у звʼязці: веб-сервер -> база даних.
Реплікація бази даних: Повна копія бази даних зі всіма необхідними налаштуваннями. Головне завдання - синхронізація даних з головною базою даних та підтримувати їх актуальність на випадок критичних проблем у звʼязці: веб-сервер -> база даних.

За допомогою цієї архітектури, реплікації як бази даних, так і веб-сервера дозволяють підтримувати продовження роботи системи навіть при відмовах окремих компонентів.

Порівняння

Архітектура з реплікацією даних пропонує ряд значущих переваг, які покращують надійність та стабільність роботи системи, наприклад:

Висока доступність - реплікація забезпечує наявність кількох копій даних, що розташовані на різних локаціях, обслуговуються різними датацентрами та підʼєднані до різних провайдерів, тим самим знижуючи ризик втрати доступу до даних у разі відмови одного сервера.
Відмовостійкіст - у разі збою або відмови основної бази даних, система може швидко перемкнутися на репліковану копію без істотної перерви у роботі. На відміну від першого, класичного варіанта, де необхідна певна кількість часу для вирішення технічної проблеми, цей час сильно залежить від обʼємів бази даних.
Легкість ведення робіт - реплікація дозволяє проводити обслуговування та оновлення системи з мінімальними перервами у наданні послуг, оскільки процесінг можна перемкнути на реплікі під час робіт на основних серверах.
Розподіл навантаження - якщо клієнт має достатньо великі обʼєми даних, для оптимізації їх роботи, сам процесінг можна налаштувати таким чином, щоб певні операції були розподілені між реплікацією та головною базою, до прикладу: операції видалення/запису відпрацьовуватимуть на головній базі даних, а операції читання, обрахунків - на реплікації.