Das Client-Server Modell stellt die Basis fĂŒr viele Prozesse dar. Auch alltĂ€gliche Dinge, die wir am Computer erledigen, basieren auf diesem Prinzip. Doch was ist damit eigentlich gemeint und wie lĂ€sst sich ein Client definieren?

1. Client-Server-Modell

1. Client-Server-Modell

1.1 Was ist ein Client?

Bei einem Client handelt es sich um einen Computer oder eine Software, die mit einem Server (Zentralrechner) kommuniziert und von diesem Daten und spezielle Dienste in Anspruch nimmt. Der Client wird auch hĂ€ufig als Clientanwendung oder Clientprogramm bezeichnet. Die Aufgabe des Clients besteht darin, Anfragen an den Server zu ĂŒbermitteln und die Daten so aufzubereiten, dass der Nutzer sie auf seinem EndgerĂ€t ablesen kann. Der Client selbst erfĂŒllt dabei keine Serveraufgaben, sondern dient lediglich als Schnittstelle zum Benutzer. Als Beispiele fĂŒr Client- Anwendungen können E-Mail Programme, der Browser oder FTP-Clients genannt werden.

1.2 Was ist ein Server?

Bild eines Serverraums

Der Begriff Server hat in der Informatik zwei unterschiedliche Bedeutungen. Als Hardware wird damit ein Computer bezeichnet, der seine Ressourcen fĂŒr andere Computer oder Programme zur VerfĂŒgung stellt. FĂŒr einen hardwarebasierten Server wird auch hĂ€ufig der Begriff „Host“ verwendet. Als Software meint ein Server ein Computerprogramm, das mit dem Client kommuniziert und dessen Anfragen annimmt, weiterleitet und beantwortet. Der Server stellt dem Client meist ĂŒber ein Netzwerk FunktionalitĂ€ten wie Dienstprogramme und Netzwerkdienste zur VerfĂŒgung und ermöglicht ihm den Zugang zu bereitgestellten Daten.

FĂŒr die Bereitstellung von Server-Diensten ĂŒber ein Rechennetz kommt das Client-Server-Modell zum Einsatz. Der Datenaustausch zwischen Client und Server wird ĂŒber spezifische Übertragungsprotokolle ermöglicht.

Das Client-Server-Modell sorgt dafĂŒr, dass Aufgaben und Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerkes auf verschiedene Rechner verteilt werden können und mehreren Nutzern zur VerfĂŒgung stehen. Server, die Dienste ĂŒber ein Netzwerk bereitstellen, sind dauerhaft in Bereitschaft, sodass Clients jederzeit auf den Server zuzugreifen und die Dienste nach Belieben nutzen können.

Darstellung des Client-Server-Modells.
Mittels seiner IP-Adresse und dem Port sendet der Client eine Anfrage an den Server. Dieser empfÀngt die Anfrage des Clients und antwortet diesem mithilfe der Adresse des Client-Computers und seinem Port.

1.3 Vorteile

Das Client-Server Modell dient der Verteilung von Aufgaben innerhalb eines Netzwerkes. Dieses Konzept bringt dem Nutzer viele Vorteile, die im Folgenden aufgelistet werden sollen:

  • Zentrale Administration: Der Server steht im Zentrum des Netzwerkes, sodass er alle Ressourcen der User z.B. eine zentrale Datenbank verwalten kann. Auch die Wartung ist so sehr einfach: So werden Softwareaktualisierungen z.B. nur auf den Servern durchgefĂŒhrt, sodass die Clients davon meist nichts mitbekommen.

  • Einsparung von Ressourcen: Da Daten zentral gespeichert und jederzeit verfĂŒgbar sind, ist es nicht erforderlich, dieselben Daten nochmal auf den verschiedenen Client-Rechnern zu speichern.

  • Höhere Zugriffssicherheit: Die zentrale Datenspeicherung ermöglicht eine leichte Zugriffskontrolle. Vor dem Zugriff auf spezielle Daten mĂŒssen sich Clients beim Server authentifizieren.

  • Erweiterbares Netzwerk: Das HinzufĂŒgen und Löschen von Clients ist möglich, ohne den Netzwerkbetrieb zu beeintrĂ€chtigen und ohne dass grĂ¶ĂŸere Änderungen erforderlich sind. Zudem kann die Anzahl der Clients prinzipiell uneingeschrĂ€nkt erweitert werden.

  • Keine StandortabhĂ€ngigkeit: Durch die zentrale Datenspeicherung sind Nutzer nicht an einen speziellen Standort gebunden, weshalb die Einsatzmöglichkeiten sehr flexibel sind.

    Ein Mann, der im Park arbeitet.
    Die zentrale Datenspeicherung ermöglicht es, auch von unterwegs zu arbeiten.
  • Hohe Ausfallsicherheit: Server sind vorallem aufgrund des RAID-Systems (Redundant Array of Independent Disks) sehr ausfallsicher.

1.4 Nachteile

Auch wenn die Vorteile des Client-Server-Modells ĂŒberwiegen, so gibt es doch auch einige Schwachstellen, die im Folgenden genannt werden sollen:

  • Hohe Anschaffungskosten: Da der Server sehr leistungsstark ist, ist seine Anschaffung auch dementsprechend mit hohen Anschaffungskosten verbunden.

  • Server-Ausfall =Totalausfall: Da das gesamte Netzwerk um den Server herum aufgebaut ist, verursacht ein gezielter Angriff auf den Server oder ein Hardware-Defekt einen Totalausfall des Netzes, denn den Clients ist der Zugriff auf die Daten und Dienste des Servers verwehrt.

    Abhilfe kann hier eine redundante Ausstattung des Netzes mit mehreren Servern schaffen, was vor allem im Internet hÀufig eingesetzt wird. So werden die Dienste und Daten von mehreren Servern angeboten und gespeichert.

  • ServerĂŒberlastung fĂŒhrt zu Zeitverzögerungen: Bei der Architektur des Client-Server-Modells steht den einzelnen Client-Server-Verbindungen eine gewisse Bandbreite zur VerfĂŒgung, die jedoch mit steigender Anzahl der Verbindungen sinkt. Dadurch kann bei vielen gleichzeitigen Anfragen an den Server eine Überlastung entstehen, wodurch lĂ€ngere Wartezeiten fĂŒr die Clients resultieren.

1.5 Client-Server-Modell-Beispiele:

  • Webserver, auf dem Webseiten gespeichert sind z.B. Apache.

    Beispiel: Zuerst sendet der Client (PC oder mobiles EndgerĂ€t) seine IP-Adresse an den Webserver und ĂŒbermittelt die Anfrage, die Webseite aufrufen zu können.

    Zeichnung eines Druckers.

    Der Server erhĂ€lt die Anfrage und beantwortet diese, indem er die gewĂŒnschten Daten an den Client ĂŒbermittelt. Danach wird die Webseite im Browser geöffnet.

  • Drucker-Server: ErhĂ€lt den Druckauftrag vom Client und leitet diesen vom Computer an den Drucker weiter

  • File-Server: Auf diesem Server werden alle Dateien gespeichert, die die Nutzer erstellt haben. Als Netzwerkprotokoll wird hierbei meist FTP eingesetzt

  • E-Mail Server: Dieser Server stellt jedem Benutzer ein Postfach zur VerfĂŒgung, sodass anhand des Servers ĂŒber E-Mails kommuniziert werden kann. Der E-Mail-Server verwaltet, speichert und verteilt E-Mails. Hierbei kommen folgende Protokolle zum Einsatz: IMAP, SMTP, POP, TLS.

  • Datenbank-Server: Stellt Clients mit Hilfe eines Datenbankmanagementsystems Daten zentral zur VerfĂŒgung, sodass diese parallel auf diese Daten Zugriff haben.

  • Proxyserver: Dieser Server stellt einen Benutzern einen zentralen Zugang zum Internet bereit und verwaltet diesen. Beim Einsatz eines Proxys als Netzwerkkomponente sorgt er dafĂŒr, die eigene IP-Adresse zu verbergen, um eine gewisse AnonymitĂ€t im Internet zu schaffen.

  • VPN-Server: Mit dem VPN-Server wird eine verschlĂŒsselte Verbindung auf ein Privat-Netzwerk ermöglicht.
2. Arten von Clients

2. Arten von Clients

Da es verschiedene Arten von Clients und auch einige Mischformen von diesen existieren, ist es notwendig diese zu kategorisieren. Unterschieden wird zwischen:

2.1 Fat Client

Spricht man von einem Fat Client, hĂ€ufig auch Thick Client genannt, meint man dabei einen voll ausgestatteten, leistungsfĂ€higen Desktop-Computer, der ĂŒber ausreichend RechenkapazitĂ€t, ein Disketten und CD-ROM-Laufwerk, einen Plattenspeicher sowie leistungsstarke Grafikkarten verfĂŒgt.
Desktop PC Illustration
Bei einem Fat Client wird die eigentliche Datenverarbeitung lokal auf dem Client vollzogen, da er eigene lokal installierte Festplatten, Laufwerke oder Anwendungen besitzt. Der Fat Client besteht aus einer Programmierschnittstelle, der Hardware selbst und einer grafischen BenutzeroberflĂ€che. Als Beispiel fĂŒr einen Fat Client kann z.B. ein Windows-basierter PC genannt werden.

2.2 Thin Client

Das Pendant zum Fat Client ist der Thin Client. Beim Thin Client handelt es sich um einen Computer oder ein Programm, das weniger Hardware und Rechenleistung benötigt und auf einen Server angewiesen ist, um die Aufgaben zu erledigen. Das Betriebssystem, applikationsspezifische FunktionalitĂ€ten sowie Programm-Updates werden vom Server bereitgestellt. Dadurch können Wartungskosten sowie Rechnerleistung und Energie gespart werden. Als Beispiele können Windows-Terminals, Netzwerkcomputer und NetPCs genannt werden. Viele Thin Clients sind nur in der Lage die vom Server ĂŒbermittelten Daten herauszulesen und Benutzereingaben an den Server weiterzuleiten.

Vor allem im Cloud-Computing kommt diese Client-Art hĂ€ufig zum Einsatz. Denn durch das Outsourcing der Rechenleistung können Unternehmen von Thin-Clients profitieren. Aufgrund der minimalen Belastung, denen Thin-Clients ausgesetzt sind, haben diese außerdem eine lĂ€ngere Lebensdauer als klassische Desktop-Systeme.

2.3 Unterschied von Fat und Thin Client

Im Gegensatz zum Fat Client, sind Thin Clients nur mit dem nötigsten ausgestattete Computer, deren Aufgaben Server ĂŒbernehmen, sodass die AbhĂ€ngigkeit vom Netzwerk erhöht ist. Verglichen mit Fat Clients haben Thin Clients eine geringe Hardwareausstattung und dienen im Allgemeinen nur der Darstellung von Serverdaten auf dem Desktop und der Eingabe von Daten ĂŒber Maus und Tastatur.

2.3.1 Vorteile eines Fat Clients

Der Fat Client ist von seiner Hard- und Software so aufgebaut, dass es ihm möglich ist, seine Aufgaben selbst zu erledigen, selbst wenn er gerade offline sein sollte. Er bezieht seine Ressourcen also meist lokal und nicht wie der Thin Client ĂŒber ein Netzwerk. Dadurch können an den jeweiligen Server geringe Anforderungen (z.B. fĂŒr die Bandbreite) gestellt werden. Aufgrund des installierten Betriebssystems auf dem Fat Client, können dort insgesamt mehr Anwendungen installiert werden und der jeweilige Server hat eine höhere KapazitĂ€t zur VerfĂŒgung, sodass mehr Clients bedient werden können.

2.3.2 Nachteile eines Fat Clients

Ein Fat Client bedeutet aufgrund komplexer Betriebssysteme einen hohen Administrationsaufwand und die Bereitstellung von Applikationen wird mit einer steigenden Anzahl von ArbeitsplÀtzen zur Herausforderung. Zudem birgt das Installieren von Software auf dem eigenen Client ein Sicherheitsrisiko.

2.3.3 Vorteile eines Thin Clients

Der grĂ¶ĂŸte Vorteil des Thin Clients ist der einfache Betrieb, denn anders als beim Fat Client lĂ€uft auf den Thin Clients nur Software, die fĂŒr den Zugriff auf zentral betriebene Applikationen erforderlich ist. Zudem werden Thin Clients von den Herstellern hĂ€ufig schon vorkonfiguriert, sodass sie nur noch an einem funktionierenden Netzwerk angeschlossen werden mĂŒssen und schon in Betrieb genommen werden können. Ein weiterer Vorteil gegenĂŒber Fat Clients ist, dass die Anzahl einsetzbarer Thin Clients nahezu unbeschrĂ€nkt ist. Thin Clients verfĂŒgen des Weiteren ĂŒber keine beweglichen Teile, was Ihre Herstellung deutlich kostengĂŒnstiger macht.

Uhren, die die Lebensdauer von Thin- und Thick-Clients darstellen sollen.

Auch der Energieverbrauch fÀllt beim Thin Client deutlich geringer aus. Pro Thin-Client-Modell werden nur 10 bis 20 Watt benötigt. Im Gegensatz dazu verbrauchen leistungsfÀhige Desktop-Computer aufgrund von Mehrkern-CPUs zwischen 40 und 120 Watt - und das ohne Peripherie. Als letzter Vorteil soll die durchschnittliche Nutzungsdauer hervorgehoben werden. Diese betrÀgt bei Desktop-PCs lediglich drei Jahre. Bei Thin Clients liegt sie bei ca. 7 Jahren im Schnitt.

2.3.4 Nachteile eines Thin Clients

Der grĂ¶ĂŸte Nachteil eines Thin Clients besteht darin, dass dieser nur genutzt werden kann, wenn eine Netzwerkverbindung besteht. Das bedeutet, dass mobile Nutzer sie nur eingeschrĂ€nkt verwenden können. Zudem stĂ¶ĂŸt ein Thin Client schnell an seine Grenzen, wenn eine grafisch anspruchsvolle Anwendung mit vielen Server/ Client-Lösungen ausgefĂŒhrt werden soll und das Netz nicht in der Lage ist, die Datenmenge schnell genug zu verarbeiten. Ein weiterer Kritikpunkt ist, dass ein Thin Client im Allgemeinen nur wenige PeripheriegerĂ€te wie eine Maus, Tastatur und einen Bildschirm erkennt.

2.4 Rich-Client

Rich-Clients, manchmal auch Smart Clients genannt, sind Frameworks oder Entwicklungsumgebungen, die den Großteil ihrer Aufgaben selbst auf lokaler Ebene erledigen und nur selten Aufgaben an den Server auslagern. Dadurch kann der Rich-Client ressourcenschonender arbeiten und bietet eine bestmögliche Skalierung und Performance von Anwendungen. Dadurch, dass die meisten Aufgaben auf der Nutzerhardware ausgefĂŒhrt werden, kann der Rich-Client auch arbeiten, wenn keine Netzverbindung besteht.

Ein großer Vorteil gegenĂŒber des Fat Clients besteht darin, dass beim Rich Client nicht nur ein Problem, sondern artverwandte oder artfremde Probleme gelöst werden können. So ist ein Rich Client nicht nur in der Lage, E-Mails zu lesen und zu versenden, sondern er kann auch Dateien per FTP hochladen und downloaden. Ein Rich-Client ist zudem aufgrund einer automatischen Online-Update Funktion im Client selbst oder einem WebStarter, einfacher zu verwalten und zu aktualisieren. Nachteile eines Rich Clients sind zum einen die höheren Kosten der Clients sowie die höheren Hardwareanforderungen.

2.5 Ein Überblick

Übersicht der Vor- und Nachteile der einzelnen Client-Arten.

2.6 Fazit

Die Vorteile von Thin Clients ĂŒberwiegen in immer mehr Bereichen. Vor allem in komplexen Arbeitsumfeldern mit einer hohen Arbeitsplatzanzahl bieten sie eine gĂŒnstige Alternative zum normalen Desktop-System. Aufgrund ihrer minimalen Belastung haben Thin Clients eine viel lĂ€ngere Lebensdauer als Fat Clients und so ist es absehbar, dass der Marktanteil von Thin Clients in den nĂ€chsten Jahren kontinuierlich steigen wird.

3. Client-Anwendungen & -Beispiele

3. Client-Anwendungen & -Beispiele

  • FTP Client: FTP steht fĂŒr File Transport Protocol. Der FTP-Client ist fĂŒr die Übertragung von Dateien erforderlich. Der FTP-Server stellt dem Client Dateien zum Herunterladen bereit und nimmt auch Dateien zum Upload auf. Der FTP-Client ist meist auf dem Computer installiert. Von ihm gehen die Anfragen fĂŒr DatenĂŒbertragungen aus und er ist notwendig, um auf den Server zuzugreifen.
    Eine FTP-Adressierung im Browser könnte wie folgt aussehen:
    ftp://[ftp_username[:ftp_PWD]@]Servername[:Port]
E- Mail Server
  • E-Mail Client: Ein E-Mail Programm, auch E-Mail Client genannt, ist eine Software, mit der das Erstellen, Versenden, Empfangen, Filtern und Lesen von E-Mails möglich ist. Als Protokolle kommen hier SMTP, POP3 und IMAP zum Einsatz. E-Mail Clients können entweder eigenstĂ€ndige Programme oder aber ein integraler Bestandteil oder ein Plug-In von Smartphone- oder Internet-Browsern sein. Bekannte E-Mail Clients sind Microsoft Office Outlook, Windows Live Mail, Mozilla Thunderbird, Outlook Express, Apple Mail und Eudora.

  • SSH Client: Die AbkĂŒrzung SSH steht fĂŒr Secure Shell und bezeichnet hier ein Programm, mit dem es möglich ist, eine sichere, verschlĂŒsselte Netzwerkverbindung mit einem SSH-Server aufzubauen.
4. WeiterfĂŒhrende Links

4. WeiterfĂŒhrende Links:

Begriff (Duden)
Client Definition & ErlÀuterung (Wikipedia)
Client-Server-Modell (Uni-Köln)
Sicherheit & Zukunft (Search Security)