Patrones Arquitectónicos y el Modelo Cliente-Servidor: Fundamentos y Aplicaciones

Patrones de Arquitectura

Los patrones de arquitectura son soluciones reutilizables a problemas comunes en el diseño de sistemas. Para ilustrar su concepto, consideremos un ejemplo:

• Si un constructor decide edificar una casa con la sala central, solo podrá aplicar un estilo arquitectónico específico que se adapte a esa disposición.
• Los detalles de este estilo (como el número de chimeneas, el diseño de la fachada o la ubicación de puertas y ventanas) variarán considerablemente. Sin embargo, una vez que se ha tomado la decisión sobre la arquitectura general de la casa, el estilo se impondrá al diseño final.

Los patrones arquitectónicos difieren ligeramente en su aplicación y nivel de abstracción. Por ejemplo:

• Cada casa emplea un patrón de cocina, el cual define la necesidad de colocar los artículos básicos de cocina, un lavavajillas y posibles reglas para ubicar elementos relacionados con el flujo de trabajo.
• Obviamente, existen múltiples diseños de cocina, pero cada diseño se concibe dentro del contexto de la “solución” que sugiere el patrón de cocina.

El Paradigma Cliente-Servidor como Arquitectura de Software

Definición y Características Fundamentales

• Recordando la definición de arquitectura de un sistema de software: “La arquitectura comprende la enumeración de los componentes de software, especificando sus interfaces y la relación que estos guardan entre sí”.
• Un patrón arquitectónico es una plantilla o descripción que puede aplicarse al diseño de arquitecturas de sistemas que presentan una problemática similar.
• El modelo cliente-servidor es un patrón arquitectónico de software distribuido que define dos tipos de componentes y un modelo de interacción basado en un diálogo de petición-respuesta.
• Este patrón arquitectónico puede aplicarse al diseño de aplicaciones distribuidas en múltiples niveles de abstracción.
• El patrón cliente-servidor busca proporcionar una arquitectura escalable para el desarrollo de aplicaciones distribuidas, en la que intervienen solo dos tipos de procesos: clientes y servidores.
• La interacción entre el cliente y el servidor es, por lo general, síncrona.

Roles en el Modelo Cliente-Servidor

El Servidor

• Es pasivo: espera las peticiones de los clientes.
• Cuando recibe peticiones, las procesa y ofrece una respuesta.
• Suele ser diseñado con objetivos de eficiencia y rendimiento.

El Cliente

• Es activo: toma la iniciativa de diálogo con el servidor y envía peticiones.
• Por cada petición enviada, espera y debe obtener una respuesta.
• Su objetivo principal es interaccionar con el usuario final.

Ventajas del Modelo Cliente-Servidor

• Coste-efectividad: Se beneficia de la existencia de plataformas de hardware cada vez más económicas, lo que permite construir sistemas más complejos y amplios de manera más accesible.
• Heterogeneidad: Permite la utilización de componentes, tanto hardware (HW) como software (SW), de diversos fabricantes.
• Flexibilidad: Ofrece gran flexibilidad en la implantación y actualización de soluciones.
• Integración y Compartición de Información: Facilita la integración entre sistemas diferentes y la compartición de información, permitiendo que máquinas ya existentes puedan ser utilizadas con interfaces más amigables para el usuario, integrando PCs sin necesidad de que tengan el mismo sistema operativo.
• Interacción Intuitiva: Al favorecer el uso de interfaces gráficas interactivas, los sistemas construidos bajo este esquema ofrecen una interacción más intuitiva con el usuario.
• Optimización del Ancho de Banda: Con respecto a un esquema centralizado, el uso de interfaces gráficas para el usuario en el modelo Cliente/Servidor presenta la ventaja de que no siempre es necesario transmitir información gráfica por la red, ya que esta puede residir en el cliente, lo que permite aprovechar mejor el ancho de banda de la red.
• Agilidad en Desarrollo y Mantenimiento: Permite un mantenimiento y desarrollo de aplicaciones más rápido, ya que se pueden emplear herramientas existentes (como servidores de SQL o herramientas de más bajo nivel).
• Modularidad y Escalabilidad: Su estructura inherentemente modular facilita la integración de nuevas tecnologías y el crecimiento de la infraestructura computacional, lo que favorece la escalabilidad de las soluciones.
• Descentralización y Consolidación: Contribuye a que los diferentes departamentos de una organización puedan desarrollar soluciones locales, permitiendo a su vez la integración de información relevante a nivel global.

Desventajas del Modelo Cliente-Servidor

• Herramientas de Administración Limitadas: A menudo, cuenta con escasas herramientas para la administración y el ajuste del desempeño de los sistemas.
• Dependencia de Mecanismos Comunes: Es crucial que los clientes y los servidores utilicen el mismo mecanismo de comunicación (por ejemplo, sockets o RPC), lo cual implica la necesidad de disponer de mecanismos generales que existan en diferentes plataformas para asegurar la interoperabilidad.