Architektura klient-serwer: kompletny przewodnik po systemach rozproszonych

Architektura klient-serwer to fundamentalny model projektowy dla systemów rozproszonych, który definiuje ścisły podział ról pomiędzy dwoma typami komponentów. Klient jest inicjatorem komunikacji – żąda danych lub usług. Serwer jest dostawcą – nasłuchuje na żądania, przetwarza je, zarządza dostępem do zasobów i zwraca odpowiedź. Model ten stanowi kręgosłup współczesnego internetu i jest podstawą działania niemal wszystkich systemów online, od prostych stron internetowych po złożone platformy chmurowe.

Separacja odpowiedzialności: klucz do sukcesu

Głównym celem architektury jest separacja odpowiedzialności (Separation of Concerns), która pozwala na niezależny rozwój i skalowanie poszczególnych części systemu.

Strona klienta (client-side): To warstwa prezentacji. We współczesnych aplikacjach internetowych klientem jest najczęściej przeglądarka wykonująca aplikację Single Page Application (SPA), napisaną w frameworku takim jak React, Angular czy Vue. Klient odpowiada za interfejs użytkownika i jego interaktywność.
Strona serwera (server-side): To warstwa logiki biznesowej i dostępu do danych (backend). Serwer centralizuje dostęp do zasobów (np. baz danych), zarządza autoryzacją, wykonuje skomplikowane operacje i udostępnia je wielu klientom jednocześnie poprzez zdefiniowane REST API.

Architektura trójwarstwowa: standard branżowy

Standardem dla większości nowoczesnych aplikacji jest architektura trójwarstwowa, która logicznie dzieli system na:
1. Warstwę Prezentacji (Klient): Interfejs użytkownika działający w przeglądarce lub na urządzeniu mobilnym.
2. Warstwę Logiki Aplikacji (Serwer): Komponent, który implementuje procesy biznesowe.
3. Warstwę Danych (Serwer): System odpowiedzialny za trwałe przechowywanie danych, najczęściej relacyjna lub nierelacyjna baza danych.

Przykład kodu - żądanie do rest api

Poniższy przykład w JavaScript (działający po stronie klienta) pokazuje, jak aplikacja SPA może wysłać żądanie do serwera w celu pobrania danych o produkcie.


// Klient (np. w aplikacji React) wysyła asynchroniczne żądanie GET
async function getProductDetails(productId) {
    try {
        const response = await fetch(`https://api.example.com/products/${productId}`, {
            method: 'GET',
            headers: {
                'Content-Type': 'application/json',
                'Authorization': 'Bearer YOUR_AUTH_TOKEN' // Token autoryzacyjny
            }
        });

        if (!response.ok) {
            throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
        }

        // Serwer odpowiada danymi w formacie JSON
        const product = await response.json();
        console.log('Otrzymano dane produktu:', product);
        
        // Klient renderuje dane w interfejsie użytkownika
        renderProduct(product);

    } catch (error) {
        console.error('Błąd podczas pobierania danych:', error);
    }
}

Zalety i wady

Każdy dedykowany system oparty na tym modelu musi uwzględniać zarówno jego mocne, jak i słabe strony.

Zalety: Centralizacja logiki i bezpieczeństwa, niezależność technologiczna klienta i serwera, skalowalność (możliwość dodawania kolejnych instancji serwera), lepsze doświadczenie użytkownika dzięki responsywnym interfejsom.
Wady: Zależność od niezawodności sieci, ryzyko pojedynczego punktu awarii (minimalizowane przez techniki chmurowe, takie jak load balancing) oraz możliwość powstania "wąskiego gardła" wydajności na serwerze przy dużym obciążeniu.

Podsumowanie

Podsumowując, architektura klient-serwer jest sprawdzonym i dojrzałym modelem, który dzięki ewolucji protokołów (HTTP, REST) i technologii chmurowych pozostaje fundamentem dla budowy nowoczesnych, skalowalnych i bezpiecznych systemów. Jej zrozumienie jest kluczowe dla każdego, kto tworzy lub zarządza oprogramowaniem w dzisiejszym, połączonym świecie.

Przydatne linki

Omówienie protokołu HTTP - MDN Web Docs

Wskazówki dotyczące projektowania REST API - Microsoft Learn

Klient-Serwer