Informatik · Klasse 6–10 · aktualisiert
Client-Server-Modell: Ablauf einfach erklärt
Client und Server sind Rollen im Netz. Du lernst Request, Response, Protokolle und den Unterschied zu Peer-to-Peer kennen.
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Kurz gesagt
Im Client-Server-Modell fordert ein Client einen Dienst an (Request) und ein Server beantwortet die Anfrage (Response). Client und Server sind Rollen. Ein Protokoll legt Regeln und Formate fest. Beim Peer-to-Peer-Modell ist jeder Teilnehmer beides.
Du öffnest eine Webseite oder holst eine E-Mail ab. Dabei arbeiten im Hintergrund immer zwei Seiten zusammen: eine fragt, die andere antwortet. Wer was tut und nach welchen Regeln, lernst du hier.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
In einem Netzwerk verteilen Computer ihre Aufgaben. Eine Aufgabe heißt im Client-Server-Modell Dienst, zum Beispiel E-Mails senden oder eine Webseite aufrufen. Der Client fordert einen Dienst an. Der Server stellt den Dienst bereit.
Client und Server sind Rollen. Beide können Programme sein. Meist läuft das Server-Programm auf einem anderen Rechner als das Client-Programm, seltener auf demselben. Auch einen Rechner, auf dem ein oder mehrere Server-Programme laufen, nennt man Server. Ein Webbrowser ist ein Beispiel für einen Client.
Der Client ist aktiv: Er fragt an. Der Server ist passiv: Er ist in Bereitschaft und wartet auf Anforderungen. Üblicherweise kann ein Server gleichzeitig für mehrere Clients arbeiten.
Definition
Client
Ein Client ist ein Programm, das auf dem Endgerät eines Netzwerks läuft und mit einem Server spricht. Auch das Endgerät selbst, das Dienste von einem Server abruft, nennt man Client.
Definition
Server
Ein Server ist ein Programm oder ein Gerät, das Dienste oder Daten bereitstellt, damit Clients darauf zugreifen können, meist über ein Netzwerk.
Beispiel: Das Wort „Server“ hat zwei Bedeutungen
- 1Server als Programm: ein Computerprogramm, das einen Netzwerkdienst anbietet.
- 2Server als Gerät: ein Computer, auf dem ein oder mehrere Server-Programme laufen.
- 3Welche Bedeutung gemeint ist, ist für Laien oft schwer zu erkennen.
Teste dich
Der Client schickt eine Anfrage (englisch Request) an den Server. Der Server antwortet mit einer Antwort (englisch Response). Es sind immer die Clients, die die Kommunikation beginnen. Der Server wartet.
Bei Webseiten benutzt der Browser dafür HTTP. Das ist das Protokoll, mit dem Webseiten geladen werden. Mehr dazu im nächsten Abschnitt.
Jede HTTP-Anfrage beantwortet der Server mit einem Statuscode. Hat alles geklappt, ist es meistens 200 OK. Gibt es einen Fehler, den der Client verursacht hat, sendet der Server einen Fehlercode. Ein 404 tritt zum Beispiel ein, wenn ein Dokument angefragt wurde, das auf dem Server nicht existiert.
Beispiel: Suche nach „Katzen“ bei Wikipedia
- 1Du gibst „Katzen“ in das Suchfeld ein und klickst auf „Artikel“.
- 2Request 1: Der Browser sendet eine Anfrage an den Server, etwa mit dem Suchbegriff.
- 3Der Server verarbeitet sie, sendet aber keine Datei. Er leitet den Browser weiter (mit einem sogenannten Location-Header) zur richtigen Seite.
- 4Request 2: Der Browser befolgt die Anweisung und sendet eine neue Anfrage.
- 5Response: Der Server antwortet und gibt den Artikel „Katzen“ aus.
Merke: Der Client sendet den Request, der Server schickt die Response zurück. Jede HTTP-Anfrage bekommt einen Statuscode.
Teste dich
Damit ein Computer einen anderen versteht, braucht man Regeln. Ein Protokoll ist eine Vereinbarung, wie die Datenübertragung zwischen Client und Server abläuft. Es legt Regeln und Formate fest: das Format der Daten, wie man den Server aufruft und was die ausgetauschten Daten bedeuten. Diese Regeln gelten jeweils für einen bestimmten Dienst.
Beispiele: HTTP (englisch für Hypertext-Übertragungsprotokoll) dient zum Laden von Webseiten. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) dient zum Übermitteln von E-Mails. POP und IMAP dienen zum Abholen von E-Mails.
Bei HTTP heißen die Kommunikationseinheiten Nachrichten: Anfrage und Antwort. Jede Nachricht hat zwei Teile. Der Nachrichtenkopf (Header) enthält Informationen über den Nachrichtenrumpf, etwa den Inhaltstyp, damit der Empfänger ihn richtig deuten kann. Der Nachrichtenrumpf (Body) enthält die Nutzdaten.
Auch Server gibt es für verschiedene Dienste. Ein Mail-Server legt für jeden Benutzer ein Postfach an, damit man E-Mails austauschen kann. Ein Web-Server liefert dem Browser Daten, die der Browser dann darstellt. Ein Datenbank-Server stellt große Datenbestände zentral zur Verfügung, sodass mehrere Clients gleichzeitig damit arbeiten können.
Definition
Protokoll
Ein Protokoll ist eine Vereinbarung für die Kommunikation. Es legt die Regeln und Formate fest, nach denen Client und Server Daten austauschen.
| Server | Was er bereitstellt | Typischer Client |
|---|---|---|
| Mail-Server | Postfach für jeden Benutzer | E-Mail-Programm |
| Web-Server | Daten für den Browser, per HTTP | Webbrowser |
| Datenbank-Server | Große Datenbestände zentral | Anwendungsprogramm der Benutzer |
Merke: Jeder Dienst hat sein eigenes Protokoll mit Regeln und Formaten, zum Beispiel HTTP für Webseiten.
Teste dich
Es gibt verschiedene Arten von Clients. Ein Fat Client (englisch „fetter“ Client) ist ein vollwertig ausgestatteter, leistungsfähiger Desktop-Computer. Die Daten werden vor Ort auf dem Client verarbeitet. Ein typischer Fat Client ist ein Personalcomputer (PC). Vorteil: Man kann eher offline arbeiten. Nachteil: Der Administrationsaufwand ist hoch.
Ein Thin Client (englisch „dünner“ Client) ist auf das Nötigste reduziert. Er muss selbst keine Berechnungen ausführen. Er stellt nur Ausgaben dar und gibt Eingaben weiter. Die Anwendungen laufen auf zentralen Servern. Das macht den Betrieb einfacher. Ohne Netzwerkverbindung kann man einen Thin Client aber nicht nutzen.
Beim Peer-to-Peer-Modell gibt es diese Rollenverteilung nicht. Jeder Teilnehmer, ein „peer“, kann Dienste nutzen und selbst anbieten. Bei Dateitauschbörsen wird eine Datei direkt von Peer zu Peer übertragen. In modernen P2P-Netzwerken werden die Teilnehmer jedoch häufig in Gruppen mit besonderen Aufgaben eingeteilt.
Definition
Peer-to-Peer
Peer-to-Peer (kurz P2P, „Gleiche zu Gleichen“) ist ein Modell, bei dem ein Teilnehmer im Netz gleichzeitig Client und Server ist.
| Art | Merkmal | Folge |
|---|---|---|
| Fat Client | Daten werden vor Ort auf dem Client verarbeitet | Offline-Arbeiten eher möglich, hoher Administrationsaufwand |
| Thin Client | Auf das Nötigste reduziert, nur Ausgabe und Eingabe | Einfacher Betrieb, ohne Netzwerkverbindung nicht nutzbar |
| Peer-to-Peer | Jeder Teilnehmer ist Client und Server | Keine feste Rollenverteilung |
Teste dich
Alles auf einen Blick
Client-Server-Modell
Rollen
Der Client fordert einen Dienst an, der Server stellt ihn bereit.
Ablauf
Auf den Request des Clients folgt die Response des Servers.
Protokoll
Es legt Regeln und Formate der Kommunikation für einen Dienst fest.
Serverdienste
Mail-Server, Web-Server und Datenbank-Server bieten verschiedene Dienste.
Clientarten
Ein Fat Client verarbeitet vor Ort, ein Thin Client ist auf das Nötigste reduziert.
Peer-to-Peer
Jeder Teilnehmer kann Dienste nutzen und anbieten.
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Lern-App und Datenbank-Server (ausgedachtes Beispiel)
- 1Ausgedachte Lage: Eine Lern-App auf einem Tablet holt Vokabeln von einem Datenbank-Server der Schule.
- 2Schritt 1: Die App ist der Client. Sie schickt eine Anforderung an den Server, um Daten zu lesen.
- 3Schritt 2: Der Datenbank-Server ist in Bereitschaft und führt die Anforderung aus.
- 4Schritt 3: Er liefert das Ergebnis als Antwort zurück: Daten oder eine Fehlermeldung.
- 5Schritt 4: Das Tablet ist der Client, der Datenbank-Server ist der Server. Üblicherweise kann ein Server gleichzeitig für mehrere Clients arbeiten, also auch für mehrere Tablets.
Fehler finden
Prüfe die Aussagen zum E-Mail-Programm In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 3Die Rollen sind vertauscht: Der Server beginnt das Gespräch nicht. Richtig: Es sind immer die Clients, die die Kommunikation beginnen. Der Server ist in Bereitschaft und wartet.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Im Client-Server-Modell wartet der passiv auf Anforderungen. Die Regeln und Formate der Kommunikation legt ein fest. Ein stellt nur Ausgaben dar und gibt Eingaben weiter.
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback