tipos de arquitectura

TIPOS DE ARQUITECTURA

-ARQUITECTURA CLIENTE-SERVIDOR

La arquitectura cliente-servidor es un modelo de aplicación distribuida en el que las tareas se reparten entre los proveedores de recursos o servicios, llamados servidores, y los demandantes, llamados clientes. Un cliente realiza peticiones a otro programa, el servidor, que le da respuesta. Esta idea también se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora, aunque es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras.

En esta arquitectura la capacidad de proceso está repartida entre los clientes y los servidores, aunque son más importantes las ventajas de tipo organizativo debidas a la centralización de la gestión de la información y la separación de responsabilidades, lo que facilita y clarifica el diseño del sistema.

La separación entre cliente y servidor es una separación de tipo lógico, donde el servidor no se ejecuta necesariamente sobre una sola máquina ni es necesariamente un sólo programa. Los tipos específicos de servidores incluyen los servidores web, los servidores de archivo, los servidores del correo, etc. Mientras que sus propósitos varían de unos servicios a otros, la arquitectura básica seguirá siendo la misma.

Una disposición muy común son los sistemas multicapa en los que el servidor se descompone en diferentes programas que pueden ser ejecutados por diferentes computadoras aumentando así el grado de distribución del sistema.

La arquitectura cliente-servidor sustituye a la arquitectura monolítica en la que no hay distribución, tanto a nivel físico como a nivel lógico.

Ventajas

• Centralización del control: los accesos, recursos y la integridad de los datos son controlados por el servidor de forma que un programa cliente defectuoso o no autorizado no pueda dañar el sistema. Esta centralización también facilita la tarea de poner al día datos u otros recursos (mejor que en las redes P2P)..
• Escalabilidad: se puede aumentar la capacidad de clientes y servidores por separado. Cualquier elemento puede ser aumentado (o mejorado) en cualquier momento, o se pueden añadir nuevos nodos a la red (clientes y/o servidores).
• Fácil mantenimiento: al estar distribuidas las funciones y responsabilidades entre varios ordenadores independientes, es posible reemplazar, reparar, actualizar, o incluso trasladar un servidor, mientras que sus clientes no se verán afectados por ese cambio (o se afectarán mínimamente). Esta independencia de los cambios también se conoce como encapsulación.
• Existen tecnologías, suficientemente desarrolladas, diseñadas para el paradigma de C/S que aseguran la seguridad en las transacciones, la amigabilidad de la interfaz, y la facilidad de empleo.

Desventajas

• La congestión del tráfico ha sido siempre un problema en el paradigma de C/S. Cuando una gran cantidad de clientes envían peticiones simultaneas al mismo servidor, puede ser que cause muchos problemas para éste (a mayor número de clientes, más problemas para el servidor). Al contrario, en las redes P2P como cada nodo en la red hace también de servidor, cuanto más nodos hay, mejor es el ancho de banda que se tiene.
• El paradigma de C/S clásico no tiene la robustez de una red P2P. Cuando un servidor está caído, las peticiones de los clientes no pueden ser satisfechas. En la mayor parte de redes P2P, los recursos están generalmente distribuidos en varios nodos de la red. Aunque algunos salgan o abandonen la descarga; otros pueden todavía acabar de descargar consiguiendo datos del resto de los nodos en la red.
• El software y el hardware de un servidor son generalmente muy determinantes. Un hardware regular de un ordenador personal puede no poder servir a cierta cantidad de clientes. Normalmente se necesita software y hardware específico, sobre todo en el lado del servidor, para satisfacer el trabajo. Por supuesto, esto aumentará el coste.
• El cliente no dispone de los recursos que puedan existir en el servidor. Por ejemplo, si la aplicación es una Web, no podemos escribir en el disco duro del cliente o imprimir directamente sobre las impresoras sin sacar antes la ventana previa de impresión de los navegadores.

-ARQUITECTURA MONOLITICA

Es un modelo en el cual el sistema operativo y todos los servicios fundamentales residen en un monitor monolítico que se accede a través de un mecanismo de llamada al núcleo.

Ventajas

Con un monitor monolítico, los servicios fundamentales que requieran acceso a los recursos del núcleo deben residir en este. De esta forma, la complejidad del núcleo aumenta, aumentando la probabilidad de encontrar errores. Asimismo, el acceso a entrada-salida, al vector de interrupciones y a la memoria física se puede restringir al núcleo por razones de la seguridad, lo que significa que la mayoría de los drivers de dispositivos deben residir en el núcleo.

Cruzar la barrera kernel/aplicación es con frecuencia costoso, así en algunos casos, los drivers que de otro modo se podrían poner en ejecución modo usuario, tal como drivers de gráficos, se incorporan en el núcleo por razones de performance.

Mientras que las aplicaciones no pueden corromper el núcleo, cualesquiera de estos drivers de dispositivos pueden – aumentando la probabilidad de que ocurran errores fatales

Características

•Es un intento de paliar los problemas de la arquitectura plana.
•Su aportación estriba en que los procesos de usuario ejecutan en espacios de direccionamiento diferentes al del sistema operativo.
•Las implementaciones de UNIX han respondido tradicionalmente este diseño.
•Se aislan del sistema de los errores de los procesos de usuario, pero nuevos dispositivos aparecen en el mercado continuamente y es preciso escribir manejadores para soportarlos. De nuevo el sistema crece y la probabilidad del fallo aumenta.
•El programa de usuario lleva a cabo las llamadas al sistema mediante interrupciones software o traps.
•Sólo en modo supervisor se permite al procesador ejecutar instrucciones privilegiadas. Accesos a las posiciones de memoria asignadas a los adaptadores de dispositivo .
•Copia de datos entre espacios de direccionamiento diferentes.

-ARQUITECTURA DE TRES NIVELES

La arquitectura de software incluye los aspectos estáticos y dinámicos más signi­ficativos del software que se desea crear. De acuerdo Robert Pressman, la arquitectura de software no es otra cosa que “…una descripción de los subsistemas y los componentes de un sistema informático y las relaciones entre ellos”. De igual manera, la arquitectura de software de tres niveles, incluye todos estos aspectos, y además, brinda mejores opciones para proyectos informáticos de gran alcance y complejidad.

CAPAS O NIVELES

Capa de presentación

Es la que se encarga de que el sistema interactúe con el usuario y viceversa, muestra el sistema al usuario, le presenta la información y obtiene la información del usuario en un mínimo de proceso. En el mundo de la informática es conocida como interfaz gráfica y debe tener la característica de ser amigable, o sea, entendible y fácil de usar para el usuario. Esta capa se comunica únicamente con la capa intermedia o de negocio.

Capa de negocio

Es donde residen las funciones que se ejecutan, se reciben las peticiones del usuario, se procesa la información y se envían las respuestas tras el proceso. Se denomina capa de negocio o capa de lógica del negocio, porque es aquí donde se establecen todas las reglas que deben cumplirse. Esta capa se comunica con la de presentación, para recibir las solicitudes y presentar los resultados, y con la capa de acceso a datos, para solicitar al gestor de base de datos almacenar o recuperar datos de él.

Capa de acceso a datos

Esta capa es la encargada de almacenar los datos del sistema y de los usuarios. Su función es almacenar y devolver datos a la capa de negocio, aunque para esto también es necesario en algunos casos, que tengan procedimientos almacenados y funciones dentro de la capa. En una arquitectura de tres capas, esta capa es la única que puede acceder a los mismos. Está formada por uno o variossistemas gestores de bases de datos, localizados en un mismo servidor o en varios.

Estas capas, pueden estar localizadas todas en un mismo ordenador, si el programa o software informático que se desarrolla es de baja complejidad, porque si, por el contrario, fuera de gran complejidad tanto los datos como la lógica de negocio, entonces cada una de las capas pudiera estar situada en diferentes ordenadores, para mejorar la funcionalidad de las mismas, incluso, en productos de gran complejidad, existen varios ordenadores para la capa de acceso a datos, y varios ordenadores para la capa de negocio

Otras arquitecturas  menos conocidas son:

• Máquinas virtuales
• En pipeline.
• En pizarra
• Entre pares.
• Orientada a servicios.
• Dirigida por eventos.