A arquitetura cliente-servidor é um dos modelos mais utilizados no desenvolvimento de sistemas computacionais, sendo a base para diversas aplicações que usamos diariamente, desde redes corporativas até serviços na web.

Esse modelo de comunicação permite a distribuição de tarefas entre clientes e servidores, proporcionando maior eficiência, escalabilidade e segurança. Neste artigo, vamos explorar o conceito da arquitetura cliente-servidor, seu funcionamento, modelos de implementação, vantagens, desafios e sua relevância no cenário atual da tecnologia. Vamos lá?

O que é arquitetura cliente-servidor?

A arquitetura cliente-servidor (do inglês, client-server model) é um modelo de comunicação entre computadores amplamente utilizada em redes de computadores, sistemas distribuídos e aplicações web. Nesta arquitetura, um dispositivo, denominado cliente, solicita serviços ou recursos para outro dispositivo, denominado servidor.

A arquitetura cliente-servidor foi desenvolvida em meados dos anos 70 pela empresa norte-americana Xerox PARC. Nos anos seguintes, ela se popularizou impulsionada pelo surgimento dos computadores pessoais, da internet e das redes locais (LANs).

Antes do modelo cliente-servidor, as arquiteturas centralizadas eram dominantes na construção de sistemas computacionais. Na arquitetura centralizada um único computador central atendia a requisição de múltiplos terminais simples. 

O modelo cliente-servidor surgiu com o propósito de distribuir as cargas de processamento entre os dispositivos clientes, que renderizam a interface gráfica do usuário e processam as operações de front-end, e servidores, que processam a lógica de negócios e executam operações de dados.

O modelo cliente-servidor proporciona maior flexibilidade, escalabilidade e facilidade de manutenção, sendo, hoje em dia, a arquitetura base de muitos sistemas computacionais que utilizamos.

Como funciona a arquitetura cliente-servidor?

Para melhor compreendermos a arquitetura cliente-servidor, vamos ver abaixo uma representação simplificada deste modelo:

Como podemos observar na imagem acima, vários dispositivos podem ser clientes de um servidor. Notebooks, computadores, tablets, smartphones, smart TVs e qualquer outro dispositivo que possuir conexão com a internet, consumirá dados alocados em um servidor remoto.

Vejamos uma breve explicação de cada conceito desta arquitetura:

1. Clientes: são os dispositivos que realizam solicitações ao servidor. Essas solicitações são feitas através de softwares instalados nesse dispositivo como, por exemplo, um navegador web, um aplicativo de celular ou um sistema desktop.
2. Servidores: são os dispositivos que processam as solicitações do cliente e retornam-lhe determinados dados. Esse processamento é feito através de softwares instalados no servidor como, por exemplo, um web service, uma página/site estático ou um banco de dados.
3. Comunicação: o cliente envia uma requisição ao servidor e este devolve uma resposta para o cliente. Essa comunicação ocorre por meio de protocolos de rede como, por exemplo, HTTPS e TCP/IP.

Modelos de implementação

Existem diferentes modelos de implementação da arquitetura cliente-servidor. Os mais populares são o modelo de duas camadas e o modelo de três camadas. Vamos conhecê-los:

Arquitetura de duas camadas

A arquitetura de duas camadas é bastante simples. Nela, o cliente é responsável tanto pela interface do usuário quanto pela lógica de negócios, enquanto o servidor gerencia o armazenamento e a manipulação dos dados.

Esse modelo é altamente eficiente em sistemas menores que não transacionam grandes volumes de dados. Sistemas maiores e mais complexos tendem a sofrer com sobrecargas de processamento no dispositivo cliente, pois este acumula múltiplas funções e operações.

Esse modelo de implementação era muito comum em aplicações corporativas antigas que acessavam um banco de dados diretamente (como um sistema de vendas rodando no Access conectado a um servidor SQL). Atualmente, encontramos esse modelo em sistemas legados e em algumas aplicações muito específicas.

Arquitetura de três camadas

A arquitetura de três camadas surge como uma evolução do modelo de duas camadas, separando a lógica de negócios em um terceiro componente: o servidor de aplicação. Dessa forma, o sistema é estruturado da seguinte forma:

• Cliente (camada de apresentação): responsável pela interface gráfica do usuário.
• Servidor de Aplicação (camada de negócio): processa a lógica de negócios, executando as regras e funcionalidades do sistema.
• Servidor de Dados (camada de dados): armazena e gerencia as informações utilizadas pela aplicação.

Esse modelo é amplamente utilizado na construção de sistemas web modernos. Para exemplificar, pense em um marketplace online: nele o cliente é um navegador ou aplicativo que permite ao usuário visualizar e comprar produtos. Por sua vez, o servidor de aplicação é responsável por processar os pedidos e pagamentos, enquanto o servidor de dados gerencia o banco de informações sobre produtos, clientes e transações.

A separação de responsabilidades melhora a escalabilidade e o desempenho do sistema, permitindo que diferentes servidores sejam otimizados para funções específicas. Isso torna a arquitetura de três camadas uma escolha eficiente para aplicações que exigem alto desempenho e flexibilidade.

Atualmente, encontramos esse modelo em aplicações modernas com backend RESTful ou GraphQL que se comunicam com um banco de dados via um servidor intermediário.

Vantagens e desafios da arquitetura cliente-servidor

A adoção da arquitetura cliente-servidor trouxe inúmeros benefícios para o desenvolvimento de sistemas computacionais quando comparado com modelos tradicionais, como a arquitetura centralizada e a arquitetura peer-to-peer. No entanto, esta arquitetura também têm alguns desafios em sua implementação.

Vantagens

– Escalabilidade: a separação entre cliente e servidor permite a adição de novos dispositivos clientes sem comprometer significativamente o desempenho do sistema. Além disso, servidores podem ser dimensionados verticalmente (com mais recursos) ou horizontalmente (adicionando mais servidores) conforme a demanda cresce.

– Facilidade de manutenção: como o servidor é responsável pela lógica de negócios e pelo gerenciamento de dados, a equipe pode aplicar atualizações e correções sem precisar modificar cada cliente individualmente. Isso reduz o esforço de manutenção e a chance de inconsistências no sistema.

– Segurança aprimorada: políticas de autenticação e mecanismos de criptografia aplicados nos servidores são recursos fundamentais para garantir a proteção das informações, pois eles evitam que clientes não autorizados acessem dados indevidamente ou realizem operações não permitidas.

– Gerenciamento eficiente de dados: como os dados são armazenados no lado do servidor, é mais fácil garantir sua integridade e evitar redundâncias. Isso também facilita a realização de backups, auditorias e otimizações no banco de dados.

– Melhor distribuição de carga: a divisão entre cliente e servidor permite distribuir o processamento de forma equilibrada. Enquanto os clientes lidam com a interface do usuário e algumas operações locais, os servidores assumem tarefas mais pesadas, como processamento massivo de dados e execução de regras de negócio.

Desafios

– Dependência do servidor: ao centralizar o processamento e armazenamento de dados no lado do servidor, eventuais falhas podem comprometer toda a operação do sistema, tornando essencial a implementação de estratégias de redundância e alta disponibilidade.

– Latência e dependência da rede: a velocidade e estabilidade da conexão entre cliente e servidor podem impactar diretamente o desempenho do sistema. Em redes instáveis ou de baixa largura de banda, os tempos de resposta podem ser mais longos, prejudicando a experiência do usuário.

– Custo de infraestrutura: implementar e manter servidores requer investimentos em hardware, software, segurança e administração. Em sistemas de grande escala, os custos podem crescer rapidamente, exigindo planejamento adequado para otimização de recursos.

– Complexidade no desenvolvimento: diferente de sistemas monolíticos ou standalone, a arquitetura cliente-servidor exige maior planejamento e organização. Questões como autenticação, comunicação entre componentes e gerenciamento de conexões precisam ser cuidadosamente projetadas.

Apesar dos desafios, a arquitetura cliente-servidor continua sendo um dos modelos mais utilizados no desenvolvimento de aplicações modernas. Sua flexibilidade e eficiência permitem que empresas e desenvolvedores criem sistemas robustos, escaláveis e seguros para atender às necessidades dos usuários.

Conclusão

A arquitetura cliente-servidor revolucionou a forma como interagimos com sistemas computacionais, permitindo a criação de aplicações mais escaláveis, seguras e eficientes. Apesar dos desafios, como a necessidade de uma infraestrutura robusta e a dependência de servidores, esse modelo continua sendo amplamente adotado em aplicações web, bancos de dados e serviços online.

Com a evolução da tecnologia, novas abordagens, como microsserviços e computação em nuvem, continuam aprimorando esse modelo, tornando-o ainda mais flexível e preparado para atender às demandas do futuro.

Espero que este conteúdo seja útil de alguma forma para você. Em caso de dúvidas, sugestões ou reclamações fique à vontade para entrar em contato. 

Referências:
https://awari.com.br/arquitetura-de-software-cliente-servidor-estrutura-e-interacao-entre-os-componentes/
https://blog.faspec.edu.br/arquitetura-de-sistemas-cliente-servidor/
https://blog.grancursosonline.com.br/arquitetura-cliente-servidor/