Das Client-Server-Modell ist in der digitalen Welt allgegenwärtig. Es trägt zu einer Vereinfachung des Verwaltungsaufwandes bei. Im Mittelpunkt dieses Scientific Essays stehen die Hauptmerkmale des Modells, dessen Aufgaben, Möglichkeiten sowie Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerkes. Ein auftretendes Problem ist die Unwissenheit der Mehrheit der Nutzer des Clients-Server-Prinzips, da die Meisten die Relevanz und die Bedeutung nicht genau kennen. Die Kommunikation und die Aufgaben innerhalb eines Netzwerkes sind in der heutigen Welt nicht mehr wegzudenken.
Heutzutage ist das Client-Server-Modell das meist genutzte IT-System zur Verteilung von Aufgaben und Diensten innerhalb eines Netzwerks. In sogenannten TCP/IP-Netzwerken werden einige Anwendungen auf Basis des Client-Server-Modells ausgeübt. In der digitalen Welt und der Industrie 4.0 werden tagtäglich Webserver und/oder Proxyserver verwendet, ohne dass sich die Nutzer darüber im Klaren sind, welches System dahintersteht. Des Weiteren ist es gut zu wissen welche Systeme es gibt, sowie deren Unterscheidungsmerkmale zu kennen. Bei der Auswahl des richtigen Modells ist auf die individuellen Bedürfnisse zu achten. Dabei sollten die unterschiedlichen Client- und Servervarianten berücksichtigt werden.
Für die Abwehr von Cyberangriffen werden extra Proxy-Server verwendet. Diese Server sind häufig ein Teil eines Firewall-Konzepts. Deshalb sollte überall in der digitalen Welt das Prinzip des Client-Servers Anwendung finden. Die verschiedenen Server-Modelle und die o.g. Aspekte werden daher in diesem Essay erläutert.
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Vorgehensweise
2 Grundlagen des Client-Server-Prinzips
2.1 Definition des Client-Server-Modells
2.2 Client-Server-Protokoll
2.3 Die unterschiedlichen Client-Varianten
2.4 Der Gegenpart des Client-Server-Modells - Das Peer-to-Peer-System
3 Möglichkeiten, Aufgaben und Dienstleistungen des Client-Server-Systems
3.1 Aufgaben, Möglichkeiten und Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerks
3.2 Schutz vor Cyber-Angriffe und Viren durch einen Proxy-Server
3.3 Vor- und Nachteile des Client-Server-Modells
4 Fazit
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Clients und Server
Abbildung 2: DerAufrufeiner HTTPS-Internetseite
Abbildung 3: Funktionsweise eines Standard-Proxy-Servers
Abkürzungsverzeichnis
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
Das Client-Server-Modell ist in der digitalen Welt allgegenwärtig. Es trägt zu einer Vereinfachung des Verwaltungsaufwandes bei. Im Mittelpunkt dieses Scientific Essays stehen die Hauptmerkmale des Modells, dessen Aufgaben, Möglichkeiten sowie Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerkes. Ein auftretendes Problem ist die Unwissenheit der Mehrheit der Nutzer des Clients-Server-Prinzips, da die Meisten die Relevanz und die Bedeutung nicht genau kennen. Die Kommunikation und die Aufgaben innerhalb eines Netzwerkes sind in der heutigen Welt nicht mehr wegzudenken.
Heutzutage ist das Client-Server-Modell das meist genutzte IT-System zur Verteilung von Aufgaben und Diensten innerhalb eines Netzwerks. In sogenannten TCP/IP-Netzwerken werden einige Anwendungen auf Basis des Client-Server-Mo- dells ausgeübt. In der digitalen Welt und der Industrie 4.0 werden tagtäglich Webserver und/oder Proxyserver verwendet, ohne dass sich die Nutzer darüber im Klaren sind, welches System dahintersteht. Des Weiteren ist es gut zu wissen welche Systeme es gibt, sowie deren Unterscheidungsmerkmale zu kennen. Bei der Auswahl des richtigen Modells ist auf die individuellen Bedürfnisse zu achten. Dabei sollten die unterschiedlichen Client- und Servervarianten berücksichtigt werden.1
Für die Abwehr von Cyberangriffen werden extra Proxy-Server verwendet. Diese Server sind häufig ein Teil eines Firewall-Konzepts.2 Deshalb sollte überall in der digitalen Welt das Prinzip des Client-Servers Anwendung finden. Die verschiedenen Server-Modelle und die o.g. Aspekte werden daher in diesem Essay erläutert.
1.2 Vorgehensweise
Um die komplizierten Zusammenhänge besser zu verstehen, wird das Client-ServerModell im Hauptteil dieses Scientific Essays näher beschrieben (Kapitel 2). Dabei werden die verschiedenen Client- und Servervarianten erläutert. Anschließend werden die Möglichkeiten, Aufgaben und Dienstleistungen des Prinzips anhand von Beispielen (Kapitel 3) dargelegt. Die Kommunikationsprotokolle werden in den nachfolgenden Absätzen (Kapitel 2) näher erläutert. Zusätzlich wird der Schutz vor Cyberangriffen und Viren mithilfe eines Proxy-Server erklärt (Kapitel 3.2). Abschließend werden die Vor- und Nachteile des Modells (Kapitel 3.3) aufgeführt.
2 Grundlagen des Client-Server-Prinzips
2.1 Definition des Client-Server-Modells
Das Client-Server-Modell ist im Jahre 1985 erschienen und ging damit in die Historie der Rechensysteme ein. Der Gedanke, der zur Entwicklung des Client-Server-Systems führte, war der Wunsch Verwaltungsaufwands zu vereinfachen. Für die Umsetzung der Vereinfachung ist der Dienst (Service) von einem bestimmten Rechner zentralisiert und zu einem Rechner im Netz geworden. Als Beispiel dieser Server im Netz zählt der File-Server (Daten-Server) zur Bereitstellung von Daten oder der PrintServer (Drucker-Server) zum Entgegennehmen von Druckaufträgen und zur Weiterleitung der Druckaufträge an den Drucker oder Plotter. Dabei stellt der Server dem Client über ein Netzwerk Funktionalitäten wie Dienstprogramme und Netzwerkdienste zur Verfügung und ermöglicht dem Client den Zugang zu den Daten. Die Clients nehmen diesen Dienst entsprechend in Anspruch. Das bedeutet, dass die Clients die Anwendungen aufeinem solchen Server sind und über das Betriebssystem Zugriff auf die Dienste des Servers haben.3
Ein Client-Server-Modell gehört zu den verteilten Systemen. Bei verteilten Systemen, oder auch verteilte Anwendungen genannt, können Prozesse miteinander über Rechnergrenzen hinaus in Interaktionen treten.4 Das bedeutet, dass die Server und Clients den verteilten Geräten ermöglichen, zentrale Ressourcen zu nutzen.5 Eine einfache Interaktion kann als Beispiel das Senden und Empfangen von Nachrichten sein.6 Eine weitere Standardinteraktion ist der Web-Zugriff.7 Damit ist das Prinzip „Client-Server“ das bekannteste Kooperationsmodell für Softwarekomponenten in verteilten Systemen.8
Das gesamte System eines Client-Server-Modells besteht aus zwei Teilen. Der eine Teil besteht aus den Clients (dt.: Kunden) und der zweite Teile aus dem Server. Das System beinhaltet oft mehrere Clients, die auf einen Server zugreifen. Der Server kann dabei mehrere Clients bedienen (s. Abbildung 1). Die Kommunikation beginnt immer der Client und der Server wartet passiv auf eine Anforderung des Clients. Daraufhin führt der Server den Befehl aus und sendet eine Rückantwort an den Client.9 In welcher Reihenfolge der Server die Anfragen bearbeitet, bleibt ihm überlassen. Anschließend werden die Ergebnisse an den Client gesendet. Dies geschieht in der Realität innerhalb weniger Millisekunden.10 Die Kommunikation unter den Clients erweist sich aufgrund von Widrigkeiten, die das Kommunikationsprotokoll berücksichtigen muss, als schwierig. Deshalb spielt der Server die zentrale Rolle in der Client-Server-Architektur. Oftmals wird dabei der Begriff Server-basiertes-Netzwerk verwendet.11
Abbildung 1: Clients und Server
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Quelle: Bengel, Günther, Grundkurs Verteilte Systeme, 2014, S. 23
Der Client ist zum Beispiel ein Webbrowser, eine Chat-Anwendungen oder eine E- Mail-Software.12 Auch ein Computer wird als Client bezeichnet, sofern dieser mit einem Server kommuniziert.13
Weitere Beispiele eines Servers sind z. B. Webserver, Datenbankserver, E-Mail-Server, Proxy-Server und ein VPN-Server.14
2.2 Client-Server-Protokoll
Die Kommunikation zwischen den Clients und dem Server ist in einem Protokoll geregelt. Viele Internetprotokolle und weitere wichtige Protokolle die nachfolgend aufgeführtwerden folgen dem Client-Server-Prinzip.15
Ein Protokoll bezeichnet definierte Vereinbarungen, Regeln, Strukturen oderAlgorithmen, die die Kommunikation oder die Verschlüsselung während der Kommunikationen zweier Parteien beschreibt.16 Zu den Web-Technologien und Protokollen des Client-Server-Prinzips zählen u. a. das Hypertext-Übertragungsprotokoll (HTTP), Domain Name System (DNS), ein einfaches Mail-Übertragungsprotokoll (SMTP), File-Transfer-Protokoll (FTP) und Telnet. Ein FTP-Protokoll (File-Transfer- Protocol) ist z. B. als Standard in Webbrowsern integriert, um Dateien herunterzuladen oder hochzuladen.17
2.3 Die unterschiedlichen Client-Varianten
Clients werden in drei verschiedene Varianten eingeteilt. Dazu zählt der Thin-Client, der Fat-Client und der Smart-Client.
Der Thin-Client ist die günstigste Variante und hat am wenigsten technische Ausstattung. Dieser Client ist auf den Server angewiesen und kann Prozesse nicht selbstständig abwickeln. Hierbei wird das Betriebssystem, die Applikationen und das Programm-Update vom Server bereitgestellt. Der Vorteil daran ist, dass Wartungskosten und die Rechnerleistung gespart werden. Ein Beispiel für ein Thin-Client ist ein Windows-Terminal. Diese können nur die vom Server übermittelten Daten lesen und Benutzereingaben an den Server weiterleiten. Eine bekannte Anwendung ist das Cloud-Computing.18 Damit ist die Bereitstellung von Computingressourcen, wie z. B. Server, Speicher, Datenbanken, Netzwerkkomponenten etc., überdas Internet, also die Cloud, gemeint. Dadurch werden flexiblere und schnellere Ressourcen bereitgestellt. Somit können u. a. Betriebskosten gesenkt werden.19
Ein Fat-Client ist dagegen deutlich besser ausgestattet und benötigt nur die Informationen vom Server, um selbstständig zu arbeiten. Unter dem Begriff ist ein voll ausgestatteter und leistungsfähiger Desktop-Computer zu verstehen. Als Beispiel zählt ein Windows-PC dazu. Im Vergleich zum Thin-Client ist der Fat-Client aber auch deutlich teurer und nicht so effizient.20
Bei der dritten Variante geht es um den Smart-Client. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass er Kapazitäten spart, indem auf einen lokalen Speicher für veränderliche Daten verzichtet wird. Dadurch ist der Client aber von einer ständigen Verbindung zum Server abhängig. Ohne Verbindung zum Server können keine Prozesse auf dem Client durchgeführtwerden.21
Dadurch, dass der Thin-Cient eine günstige Variante ist und aufgrund der minimalen Belastung eine höhere Lebensdauer als die anderen Varianten hat, ist er am beliebtesten und hat sich in den letzten Jahren immer mehr im Markt etabliert.22
2.4 Der Gegenpart des Client-Server-Modells - Das Peer-to-Peer-System
Als Gegenpart des Client-Server-Modells besteht das Peer-to-Peer-System. Bei diesem Prinzip besteht die Rollenverteilung als Server oder Client nicht, denn jeder Rechner in einem Netz ist hierbei ein Peer. Ein Peer kann dabei gleichzeitig ein Server oder ein Rechner sein.23 Die Benutzer stellen sich über das Netz gegenseitig mit gleichberechtigtem Zugriff ihre Ressourcen zur Verfügung. Die Rechner haben dabei alle ein eigenes Betriebssystem. Für die Netzanbindung ist lediglich eine eigene Kommunikationssoftware erforderlich.24
3 Möglichkeiten, Aufgaben und Dienstleistungen des Client-Server-Systems
3.1 Aufgaben, Möglichkeiten und Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerks
Die Aufgabe des Client-Server-Modells ist die Bereitstellung und Verteilung von Aufgaben und Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerkes auf verschiedene Rechner. Die Aufgaben und Dienstleistungen stehen dann mehreren Nutzern zur Verfügung.25
Der Server als Hardware stellt seine Ressourcen für andere Computer oder Programme bereit. Die Software-Komponente eines Servers ist eine Computersoftware, die mit dem Client kommuniziert. Dabei werden Dienste, wie z. B. die Annahme, Weiterleitung und die Beantwortung von Anfragen des Clients, lokal oder über ein Netzwerk ausgeführt. Der Datenaustausch geschieht überein Übertragungsprotokoll (Kapitel 2.2). Der Client kann jederzeit auf den Server zugreifen und die Dienste des Servers in Anspruch nehmen.26
Als Beispiel für die Dienste, die ein Client in Anspruch nimmt, zählen Dateisystemoder Datenbankdienste. Der Server kommuniziert bzw. kooperiert nachrichtenbasiert unter Nutzung des RPC-Dienstes (Remote Procedure Call) mit den Clients.27 Wenn z. B. Outlook mit einem Exchange-Server (E-Mail-Server) Kontakt aufnimmt, kommt der RPC-Dienst zum Einsatz.28 Dabei liegen die E-Mails auf dem E-Mail-Server und werden durch den Client abgefragt. Der Server stellt dem Client die E-Mails dann zur Verfügung. Auch beim Versenden von E-Mails werden diese zuerst an den Server gesendet und dann verpackt weitergeleitet.29 Bei dem E-Mail-Server kommen Protokolle wie z. B. IMAP, SMTP, POP und TLS zum Einsatz.30
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1 Vgl. https://www.ip-insider.de/was-ist-das-client-server-modell-a/, Zugriffam 06.07.2020.
2 Vgl. https://www.ip-insider.de/was-ist-ein-proxy-server-a/, Zugriffam 13.07.2020.
3 Vgl. Bengel G., et al., Masterkurs Parallele und Verteilte Systeme, 2015, S. 2.
4 Vgl. Bengel G., Grundkurs Verteilte Systeme, Grundlagen und Praxis des Client-Server und Distributed Computing, 2014, S. 21.
5 Vgl. https://www.dev-insider.de/was-ist-eine-verteilte-anwendung-a/, Zugriffam 13.07.2020.
6 Vgl. Bengel G., Grundkurs Verteilte Systeme, Grundlagen und Praxis des Client-Server und Distributed Computing, 2014, S. 21.
7 Vgl. https://www.fonial.de/wissen/begriff/client-server-modell/, Zugriffam 06.07.2020.
8 Vgl. Wagenknecht, Christian, Programmierparadigmen, Eine Einführung auf der Grundlage von Racket, 2016, S. 106.
9 Vgl. Bengel G., Grundkurs Verteilte Systeme, Grundlagen und Praxis des Client-Server und Distributed Computing, 2014, S. 22f.
10 Vgl. https://www.netzorange.de/it-ratgeber/client-server-modell-ein-klassisches-kommunikations- modell/, Zugriffam 03.07.2020.
11 Vgl. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/2101151.htm, Zugriffam 02.07.2020.
12 Vgl. http://www.betriebswirtschaft-lernen.net/erklaerung/client-server-modell/, Zugriffam 02.07.2020.
13 Vgl. https://www.netzorange.de/it-ratgeber/client-server-modell-ein-klassisches-kommunikations- modell/, Zugriffam 03.07.2020.
14 Vgl. http://www.betriebswirtschaft-lernen.net/erklaerung/client-server-modell/, Zugriffam 02.07.2020.
15 Vgl. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/2101151.htm, Zugriffam 03.07.2020.
16 Vgl. Porath, Ron, Internet, Cyber- und IT-Sicherheitvon A-Z, 2020, S. 243.
17 Vgl. Porath, Ron, Internet, Cyber- und IT-Sicherheitvon A-Z, 2020, S. 112.
18 Vgl. https://www.placetel.de/ratgeber/client, Zugriffam 09.07.2020.
19 Vgl. https://azure.microsoft.com/de-de/overview/what-is-cloud-computing/, Zugriff am 11.07.2020.
20 Vgl. https://www.placetel.de/ratgeber/client, Zugriffam 09.07.2020.
21 Vgl. https://www.netzorange.de/it-ratgeber/client-server-modell-ein-klassisches-kommunikations- modell/, Zugriffam 03.07.2020.
22 Vgl. https://www.placetel.de/ratgeber/client, Zugriffam 08.07.2020.
23 Vgl. Bengel G., et al., Masterkurs Parallele und Verteilte Systeme, 2015, S. 2.
24 Vgl. Liebig, Hans, Das Ingenieurwissen: Technische Informatik, 2014, S. 115.
25 Vgl. https://www.placetel.de/ratgeber/client, Zugriffam 08.07.2020.
26 Vgl. https://www.fonial.de/wissen/begriff/client-server-modell/, Zugriffam 04.07.2020.
27 Vgl. Eckert, Claudia, IT-Sicherheit, Konzepte - Verfahren - Protokolle, 2013, S.511.
28 Vgl. https://www.pcwelt.de/news/Das-macht-der-RPC-Dienst.html, Zugriffam 04.07.2020.
29 Vgl. https://www.netzorange.de/it-ratgeber/client-server-modell-ein-klassisches-kommunikations- modell/, Zugriffam 04.07.2020.
30 Vgl. https://www.placetel.de/ratgeber/client, Zugriffam 08.07.2020.
- Arbeit zitieren
- Anonym,, 2020, Client-Server-Modell und seine Möglichkeiten, Aufgaben und Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerkes, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1008023
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