Le WEB application ed il modello Client-Server

Le WEB application ed il modello Client-Server. Cosa sono le applicazioni WEB, come funziona il modello Client-Server, cosa si intende per architetture multi-tier…scopriamolo!

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Le Web Application e il Modello Client-Server

Negli ultimi decenni, le applicazioni Web hanno profondamente trasformato il modo in cui interagiamo con i servizi digitali. Dall’istruzione al lavoro, dall’intrattenimento al commercio elettronico, gran parte delle attività quotidiane passa ormai attraverso il Web. Per comprenderne il funzionamento, è fondamentale analizzare il modello architetturale su cui si basano: il modello client-server.

Cos’è una Web Application

Una Web Application è un’applicazione software accessibile tramite un browser Web e ospitata su uno o più server remoti. A differenza delle applicazioni tradizionali, non richiede l’installazione locale sul dispositivo dell’utente, ma utilizza la rete Internet per fornire servizi e funzionalità.

Esempi di Web Application sono:

• Servizi di posta elettronica come Gmail
• Suite di produttività come Google Docs
• Piattaforme di e-learning
• Social network come Instagram o Facebook

Questi servizi sono accessibili da qualsiasi dispositivo con connessione a Internet e un browser moderno, senza necessità di software aggiuntivo.

Il Modello Client-Server

Il funzionamento delle Web Application si basa sul modello client-server, che prevede la collaborazione tra due entità distinte:

• Client: dispositivo o programma che invia richieste di servizio. Può essere un computer, uno smartphone o un browser Web.
• Server: sistema remoto che riceve le richieste, le elabora e invia le risposte al client.

Questa separazione dei ruoli consente di realizzare sistemi scalabili, modulari e facilmente manutenibili. Ogni client può inviare richieste multiple, e il server è in grado di gestirle tramite meccanismi di concorrenza.te di realizzare sistemi scalabili, modulari e manutenibili.

Tipi di comunicazione tra client e server

All’interno del modello client-server, la comunicazione può avvenire secondo modalità differenti:

• Unicast: il server comunica con un singolo client alla volta. La richiesta viene accettata solo se il server non sta già servendo altri client.
• Connessioni concorrenti: per servire più client simultaneamente, il server può creare un thread dedicato per ogni richiesta. In questo modo, le connessioni parallele non interferiscono tra loro, e il server rimane disponibile per nuovi client.

Nota: il termine “multicast” viene talvolta usato impropriamente in testi didattici. In realtà, HTTP standard non utilizza multicast; la gestione di più client avviene attraverso connessioni parallele e multithreading.

Esempio pratico: un browser che richiede una pagina Web al server HTTP. Il server rimane in ascolto sulla porta 80 e, per ogni nuova richiesta, crea un thread o una connessione dedicata per servire l’utente.a più utenti contemporaneamente.

Tecnologie delle applicazioni Web

Le Web Application si basano su tecnologie che possono essere eseguite sia lato client sia lato server.

Tecnologie client-side

Le tecnologie client-side vengono eseguite direttamente nel browser dell’utente. Gestiscono principalmente l’interfaccia e l’interazione con l’utente.

Il flusso tipico di una richiesta client-side è:

1. Il client invia una richiesta HTTP al server
2. Il server restituisce una risposta contenente i dati richiesti
3. Il browser interpreta e visualizza i contenuti

Esempi di tecnologie client-side includono HTML, CSS e JavaScript. Il codice sorgente è visibile all’utente e viene eseguito localmente, consentendo un’interazione immediata senza ulteriori elaborazioni server.

Tecnologie server-side

Le tecnologie server-side eseguono l’elaborazione sul server remoto. Il client riceve soltanto il risultato finale e non ha accesso al codice sorgente.

Questo approccio è utilizzato per:

• Accesso e gestione di database
• Elaborazioni complesse
• Autenticazione e gestione della sicurezza

Esempi di linguaggi server-side comuni sono PHP, Java, Python e ASP.NET. Le elaborazioni server-side consentono di centralizzare logiche complesse, ridurre il carico sui client e proteggere dati sensibili.

Architettura a livelli (Tier e Layer)

Le applicazioni Web moderne sono organizzate secondo un’architettura a livelli (tier) e strati (layer). Questa separazione consente di assegnare compiti specifici a ciascun livello, migliorando scalabilità, sicurezza e manutenibilità.

Modello three-tier

Il modello three-tier distingue tre livelli principali:

1. Presentation Tier (Front-End): interfaccia utente, gestione dell’input e visualizzazione dei dati (es. pagine HTML, moduli, interfaccia grafica)
2. Business Logic Tier (Middle Tier): logica applicativa e algoritmi di elaborazione dei dati (es. calcoli, gestione di transazioni, processi aziendali)
3. Data Tier (Back-End): gestione dei dati persistenti e accesso al database (Data Access Layer, DAL)

Architetture N-Tier

Le architetture N-Tier generalizzano il modello three-tier, aggiungendo livelli intermedi per:

• Migliorare la modularità
• Suddividere compiti complessi
• Scalabilità superiore, utile per applicazioni distribuite o enterprise

Il multi-tier è ampiamente utilizzato nei sistemi distribuiti che devono gestire grandi quantità di utenti e dati, garantendo resilienza e flessibilità, pur aumentando la complessità complessiva.

Il livello applicazione e i protocolli di rete

Nel modello ISO/OSI e nel modello TCP/IP, il livello applicazione fornisce i protocolli che permettono alle applicazioni di comunicare in rete senza preoccuparsi dei dettagli dei livelli inferiori.

Tra i protocolli più utilizzati:

• HTTP: per la navigazione Web
• FTP: per il trasferimento di file
• SMTP / POP3: per l’invio e ricezione di email
• DNS: per la risoluzione dei nomi di dominio

Questi protocolli permettono lo sviluppo di applicazioni di rete comuni come posta elettronica, chat, videoconferenze e streaming audio/video.

Socket e comunicazione tra processi

Per consentire la comunicazione tra processi su host differenti, ogni servizio è identificato da:

• Indirizzo IP: identifica l’host
• Numero di porta: identifica il servizio specifico

La coppia IP:porta prende il nome di socket, che rappresenta il punto di accesso al servizio. Grazie a questa identificazione, un server può offrire più servizi contemporaneamente, ciascuno su una porta diversa, e il client sa esattamente come raggiungere il servizio desiderato.

Architetture di rete

Client-Server

Nel modello client-server, il server rappresenta il punto centrale del sistema:

• Deve rimanere attivo e in ascolto per offrire servizi ai client
• Possiede generalmente un indirizzo IP statico, mentre i client possono avere IP dinamici

Per gestire grandi volumi di traffico si ricorre a server farm e tecniche di bilanciamento del carico.

Peer-to-Peer (P2P)

Nel modello P2P, gli host comunicano direttamente tra loro, senza un server centrale. Ogni nodo può fungere da client e server, favorendo la decentralizzazione e una distribuzione più equilibrata delle risorse.

Tipi di architetture P2P:

• Decentralizzato: tutti i nodi sono equivalenti e collaborano senza un server centrale
• Centralizzato: un server tiene traccia delle risorse disponibili e facilita la connessione tra peer (es. Napster)
• Ibrido: combina decentralizzazione e server di indicizzazione per bilanciare controllo e scalabilità

Architetture ibride

Le architetture ibride combinano i vantaggi di client-server e P2P, fornendo sistemi flessibili, scalabili e affidabili. Spesso sono utilizzate per applicazioni complesse che richiedono sia un punto centrale di controllo sia una distribuzione efficiente del carico.

Servizi dello strato di trasporto

Lo strato di trasporto fornisce servizi essenziali alle applicazioni, come:

• Affidabilità: garantisce che i dati arrivino correttamente
• Controllo del flusso: gestisce il ritmo di trasmissione tra mittente e destinatario
• Gestione della congestione: evita sovraccarichi della rete
• Sicurezza: cifratura e integrità dei dati

I protocolli principali sono:

• TCP (Transmission Control Protocol): orientato alla connessione, garantisce trasferimento affidabile e controllo di congestione. Ideale per posta elettronica, FTP e altre applicazioni che non tollerano perdite di dati.
• UDP (User Datagram Protocol): senza connessione e non affidabile, più veloce e leggero, adatto per streaming multimediale o giochi online.
• RTP (Real-Time Protocol): utilizzato per applicazioni in tempo reale, come VoIP e videoconferenze, combinando velocità e controllo dei ritardi di rete.

Conclusioni

La progettazione di un’applicazione Web o di rete richiede una scelta accurata dell’architettura, dei linguaggi e dei protocolli più adatti alle esigenze funzionali e prestazionali. Comprendere il modello client-server, le architetture a livelli e i servizi di rete è fondamentale per sviluppare applicazioni moderne, scalabili, sicure e affidabili.

sicure.