รูปแบบ ไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์เป็นรูปแบบการส่งข้อความใน โครงสร้าง แอปพลิเคชันแบบกระจายที่แบ่งงานหรือภาระงานระหว่างผู้ให้บริการทรัพยากรหรือบริการที่เรียกว่าเซิร์ฟเวอร์และผู้ร้องขอบริการที่เรียกว่าไคลเอนต์^{[ 1 ]}บ่อยครั้งที่ไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์สื่อสารกันผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์บนฮาร์ดแวร์ที่แยกจากกัน แต่ทั้งไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์อาจอยู่บนอุปกรณ์เดียวกัน โฮสต์เซิร์ฟเวอร์จะรันโปรแกรมเซิร์ฟเวอร์หนึ่งโปรแกรมขึ้นไป ซึ่งแบ่งปันทรัพยากรกับไคลเอนต์ ไคลเอนต์มักจะไม่แบ่งปันทรัพยากรการประมวลผล แต่จะร้องขอเนื้อหาหรือบริการจากเซิร์ฟเวอร์และอาจแบ่งปันเนื้อหาของตนเองเป็นส่วนหนึ่งของการร้องขอ ดังนั้น ไคลเอนต์จึงเริ่มต้นเซสชันการสื่อสารกับเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งรอรับคำขอที่เข้ามา ตัวอย่างของแอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์ที่ใช้รูปแบบไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์ ได้แก่ อีเมล การพิมพ์ผ่านเครือข่าย และเวิลด์ไวด์เว็บ

ส่วนประกอบของเซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่หรือให้บริการแก่ไคลเอนต์หนึ่งรายหรือหลายราย ซึ่งเป็นผู้เริ่มต้นร้องขอรับบริการดังกล่าว เซิร์ฟเวอร์ถูกจำแนกประเภทตามบริการที่ให้บริการ ตัวอย่างเช่นเว็บเซิร์ฟเวอร์ให้บริการเว็บเพจและไฟล์เซิร์ฟเวอร์ให้บริการไฟล์คอมพิวเตอร์ทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันอาจเป็นซอฟต์แวร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ใดๆ ของคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์ ตั้งแต่โปรแกรมและข้อมูลไปจนถึงโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลการใช้ทรัพยากรร่วมกันของเซิร์ฟเวอร์ถือเป็นบริการ

Whether a computer is a client, a server, or both, is determined by the nature of the application that requires the service functions. For example, a single computer can run a web server and file server software at the same time to serve different data to clients making different kinds of requests. The client software can also communicate with server software within the same computer.^[2] Communication between servers, such as to synchronize data, is sometimes called inter-server or server-to-server communication.

Generally, a service is an abstraction of computer resources and a client does not have to be concerned with how the server performs while fulfilling the request and delivering the response. The client only has to understand the response based on the relevant application protocol, i.e. the content and the formatting of the data for the requested service.

Clients and servers exchange messages in a request–responsemessaging pattern. The client sends a request, and the server returns a response. This exchange of messages is an example of inter-process communication. To communicate, the computers must have a common language, and they must follow rules so that both the client and the server know what to expect. The language and rules of communication are defined in a communications protocol. All protocols operate in the application layer. The application layer protocol defines the basic patterns of the dialogue. To formalize the data exchange even further, the server may implement an application programming interface (API).^[3] The API is an abstraction layer for accessing a service. By restricting communication to a specific content format, it facilitates parsing. By abstracting access, it facilitates cross-platform data exchange.^[4]

A server may receive requests from many distinct clients in a short period. A computer can only perform a limited number of tasks at any moment, and relies on a scheduling system to prioritize incoming requests from clients to accommodate them. To prevent abuse and maximize availability, the server software may limit the availability to clients. Denial of service attacks are designed to exploit a server's obligation to process requests by overloading it with excessive request rates. Encryption should be applied if sensitive information is to be communicated between the client and the server.

เมื่อ ลูกค้า ธนาคารเข้าใช้ บริการ ธนาคารออนไลน์ผ่านเว็บเบราว์เซอร์ (ไคลเอ็นต์) ไคลเอ็นต์จะเริ่มต้นการร้องขอไปยังเว็บเซิร์ฟเวอร์ของธนาคารข้อมูลการเข้าสู่ระบบ ของลูกค้า จะถูกเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลและเว็บเซิร์ฟเวอร์จะเข้าถึงฐานข้อมูล นั้น ในฐานะ ไคลเอ็นต์ เซิร์ฟเวอร์ แอปพลิเคชัน จะตีความข้อมูลที่ได้รับกลับมาโดยใช้ ตรรกะทางธุรกิจของธนาคารและส่งผลลัพธ์ไปยังเว็บเซิร์ฟเวอร์ สุดท้าย เว็บเซิร์ฟเวอร์จะส่งผลลัพธ์กลับไปยังเว็บเบราว์เซอร์ของไคลเอ็นต์เพื่อแสดงผล

ในแต่ละขั้นตอนของลำดับการแลกเปลี่ยนข้อความระหว่างไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์ คอมพิวเตอร์จะประมวลผลคำขอและส่งข้อมูลกลับมา นี่คือรูปแบบการส่งข้อความแบบขอและตอบ เมื่อคำขอทั้งหมดได้รับการตอบสนองแล้ว ลำดับนั้นก็จะเสร็จสมบูรณ์

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงรูปแบบการออกแบบที่สามารถนำไปใช้กับโมเดลไคลเอ็นต์-เซิร์ฟเวอร์ได้ นั่นคือการแยกส่วนของความรับผิดชอบ

ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ หมายถึง โปรแกรมและกระบวนการทำงานที่ทำงานบนเซิร์ฟเวอร์ซึ่งแตกต่างจากฝั่งไคลเอนต์ คือ โปรแกรมและกระบวนการทำงานที่ทำงานบนไคลเอนต์

ฝั่งไคลเอ็นต์ หมายถึง การดำเนินการ ที่ไคลเอ็นต์กระทำในเครือข่ายคอมพิวเตอร์

รูปแบบแรกเริ่มของสถาปัตยกรรมไคลเอ็นต์-เซิร์ฟเวอร์คือการป้อนงานจากระยะไกลซึ่งมีมาอย่างน้อยตั้งแต่OS/360 (ประกาศในปี 1964) โดยคำขอคือการเรียกใช้งานและการตอบสนองคือผลลัพธ์

ในขณะที่กำลังกำหนดรูปแบบไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์ในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่สร้างARPANET (ที่สถาบันวิจัยสแตนฟอร์ด ) ได้ใช้คำว่าserver-host (หรือserving host ) และuser-host (หรือusing-host ) และคำเหล่านี้ปรากฏในเอกสาร RFC 5 ^{[ 11 ]}และ RFC 4 ^{[ 12 ]}การใช้งานนี้ยังคงดำเนินต่อไปที่Xerox PARCในช่วงกลางทศวรรษ 1970

บริบทหนึ่งที่นักวิจัยใช้คำศัพท์เหล่านี้คือในการออกแบบ ภาษา การเขียนโปรแกรมเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า Decode-Encode Language (DEL) ^{[ 11 ]}วัตถุประสงค์ของภาษานี้คือการรับคำสั่งจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง (โฮสต์ผู้ใช้) ซึ่งจะส่งรายงานสถานะกลับไปยังผู้ใช้ในขณะที่เข้ารหัสคำสั่งในแพ็กเก็ตเครือข่าย คอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งที่สามารถใช้งาน DEL ได้ (โฮสต์เซิร์ฟเวอร์) จะรับแพ็กเก็ต ถอดรหัส และส่งข้อมูลที่จัดรูปแบบแล้วกลับไปยังโฮสต์ผู้ใช้ โปรแกรม DEL บนโฮสต์ผู้ใช้จะรับผลลัพธ์เพื่อนำเสนอต่อผู้ใช้ นี่คือธุรกรรมแบบไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์ การพัฒนา DEL เพิ่งเริ่มต้นในปี 1969 ซึ่งเป็นปีที่กระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกาได้ก่อตั้ง ARPANET (ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของอินเทอร์เน็ต )

แบบจำลองไคลเอ็นต์-เซิร์ฟเวอร์ไม่ได้กำหนดว่าโฮสต์เซิร์ฟเวอร์จะต้องมีทรัพยากรมากกว่าโฮสต์ไคลเอ็นต์ แต่จะช่วยให้คอมพิวเตอร์อเนกประสงค์ใดๆ สามารถขยายขีดความสามารถได้โดยใช้ทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันของโฮสต์อื่นๆ อย่างไรก็ตาม การประมวลผลแบบรวมศูนย์จะจัดสรรทรัพยากรจำนวนมากให้กับคอมพิวเตอร์จำนวนน้อยโดยเฉพาะ ยิ่งมีการถ่ายโอนการคำนวณจากโฮสต์ไคลเอ็นต์ไปยังคอมพิวเตอร์ส่วนกลางมากเท่าใด โฮสต์ไคลเอ็นต์ก็จะยิ่งเรียบง่ายมากขึ้นเท่านั้น^{[ 16 ]}มันพึ่งพาทรัพยากรเครือข่าย (เซิร์ฟเวอร์และโครงสร้างพื้นฐาน) อย่างมากสำหรับการคำนวณและการจัดเก็บโหนดที่ไม่มีดิสก์จะโหลดแม้กระทั่งระบบปฏิบัติการจากเครือข่าย และเทอร์มินัลคอมพิวเตอร์ไม่มีระบบปฏิบัติการเลย มันเป็นเพียงอินเทอร์เฟซอินพุต/เอาต์พุตไปยังเซิร์ฟเวอร์ ในทางตรงกันข้ามไคลเอ็นต์ที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมีทรัพยากรมากมายและไม่พึ่งพาเซิร์ฟเวอร์สำหรับฟังก์ชันที่จำเป็น

เนื่องจากราคาของไมโครคอมพิวเตอร์ ลดลงและประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 ถึงปลายทศวรรษ 1990 องค์กรหลายแห่งจึงเปลี่ยนการประมวลผลจากเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลาง เช่น เมนเฟรมและมินิคอมพิวเตอร์ไปยังไคลเอ็นต์ที่มีประสิทธิภาพสูง^{[ 17 ] ซึ่งทำให้สามารถควบคุมทรัพยากรคอมพิวเตอร์ได้มากขึ้นและ เป็น}รายบุคคลมากขึ้น แต่ก็ทำให้การจัดการเทคโนโลยีสารสนเทศ ซับซ้อนขึ้น ^{[ 16 ] [ 18} ] ^{[ 19 ]}ในช่วงทศวรรษ 2000 แอปพลิเคชันบนเว็บมีความสมบูรณ์มากพอที่จะแข่งขันกับซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันที่พัฒนาขึ้นสำหรับสถาปัตยกรรมไมโคร เฉพาะ ความสมบูรณ์นี้ พื้นที่ จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ที่ราคาไม่แพงมากขึ้นและการเกิดขึ้นของสถาปัตยกรรมที่เน้นบริการเป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิด กระแส การประมวลผลแบบคลาวด์ในช่วงทศวรรษ 2010 ^{[ 20 ]}

นอกเหนือจากโมเดลไคลเอ็นต์-เซิร์ฟเวอร์แล้ว แอปพลิเคชัน การประมวลผลแบบกระจายมักใช้สถาปัตยกรรมแอปพลิเคชันแบบเพียร์ทูเพียร์ (P2P)

ในโมเดลไคลเอ็นต์-เซิร์ฟเวอร์ เซิร์ฟเวอร์มักถูกออกแบบมาให้ทำงานเป็นระบบส่วนกลางที่ให้บริการไคลเอ็นต์จำนวนมาก กำลังประมวลผล หน่วยความจำ และความต้องการพื้นที่จัดเก็บของเซิร์ฟเวอร์จะต้องได้รับการปรับขนาดให้เหมาะสมกับปริมาณงานที่คาดการณ์ไว้ ระบบ การกระจายโหลดและการทำงานสำรองมักถูกนำมาใช้เพื่อปรับขนาดเซิร์ฟเวอร์ให้เกินกว่าเครื่องทางกายภาพเพียงเครื่องเดียว^{[ 21 ] [ 22 ]}

การกระจายโหลด (Load balancing) หมายถึง การกระจายปริมาณการใช้งานเครือข่ายหรือแอปพลิเคชันอย่างเป็นระบบและมีประสิทธิภาพไปยังเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่องในกลุ่มเซิร์ฟเวอร์ โดยตัวกระจายโหลดแต่ละตัวจะอยู่ระหว่างอุปกรณ์ไคลเอ็นต์และเซิร์ฟเวอร์แบ็กเอนด์ รับและกระจายคำขอที่เข้ามาไปยังเซิร์ฟเวอร์ใดก็ได้ที่พร้อมใช้งานและสามารถตอบสนองคำขอเหล่านั้นได้

ใน เครือข่าย แบบเพียร์ทู เพีย ร์ คอมพิวเตอร์สองเครื่องขึ้นไป ( เพียร์ ) จะรวมทรัพยากรของตนและสื่อสารกันในระบบแบบกระจายศูนย์ เพียร์เป็น โหนดที่เท่าเทียมกันหรือมีศักยภาพเท่ากันในเครือข่ายที่ไม่เป็นลำดับชั้น แตกต่างจากไคลเอนต์ในเครือข่ายไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์หรือไคลเอนต์-คิว-ไคลเอนต์ เพียร์จะสื่อสารกันโดยตรง^{[ 23 ]}ในเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์อัลกอริทึมในโปรโตคอลการสื่อสารแบบเพียร์ทูเพียร์จะปรับสมดุลภาระและแม้แต่เพียร์ที่มีทรัพยากรน้อยก็สามารถช่วยแบ่งเบาภาระได้^{[ 24 ]}หากโหนดใดโหนดหนึ่งไม่สามารถใช้งานได้ ทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันของโหนดนั้นจะยังคงใช้งานได้ตราบใดที่เพียร์อื่น ๆ เสนอให้ ในอุดมคติแล้ว เพียร์ไม่จำเป็นต้องมีความพร้อมใช้งานสูงเนื่องจาก เพียร์ สำรอง อื่น ๆ จะชดเชยเวลาที่ ทรัพยากรหยุดทำงาน เมื่อความพร้อมใช้งานและความสามารถในการรับภาระของเพียร์เปลี่ยนแปลง โปรโตคอลจะเปลี่ยนเส้นทางการร้องขอ

ทั้งระบบไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์และมาสเตอร์-สเลฟถือเป็นหมวดหมู่ย่อยของระบบแบบกระจายตัวแบบเพียร์ทูเพียร์^{[ 25 ]}