Все о серверах

Сервер – мощный компьютер, обслуживающий другие компьютеры в локальной сети. ComputerBild расскажет, чем сервер отличается от обычного ПК.

В любой сколько-нибудь крупной компьютерной сети постоянно возникает необходимость совместного использования ресурсов несколькими компьютерами, будь то общее подключение к Интернету, доступ к мультимедийным файлам или печать документов на одном принтере. Компьютер, который предоставляет эти ресурсы другим машинам, называется сервером. Характер этих ресурсов определяет тип сервера. На файловом сервере хранятся данные, сервер печати принимает документы и отправляет их на подключенный к нему принтер, подключаясь к прокси-серверу для выхода в Интернет, компьютеры совместно используют канал доступа... Эти и другие функции могут выполнять как разные машины, так и один компьютер.

Отличие сервера от обычного ПК

Серверы, которые используются в домашних «локалках» и на мелких предприятиях, как правило, отличаются от обычных ПК лишь установленным на них программным обеспечением. Другое дело – серверы крупных организаций. Нагрузка на их вычислительные ресурсы и устройства хранения данных очень велика. Эти машины должны вмещать большие объемы документов и обеспечивать высокую скорость доступа к ним. Также, что не менее важно, от сервера требуется бесперебойная работа и высокая отказоустойчивость. Поэтому крупные серверы, в основном, состоят из более сложного и высокопроизводительно­го «железа», нежели обычные ПК. При этом некоторые аппаратные компоненты, функции которых являются вторичными для сервера, оказываются более слабыми, чем их аналоги в составе домашнего ПК. Вот те комплектующие, которые отличают серверы от простых компьютеров.

Мощные процессоры. Серверы используют специальные ЦП, например Xeon фирмы Intel или Opteron от AMD. Применяются и более экзотические «камни», например Intel Itanium. Серверы начального уровня, как и простые ПК, имеют один процессор, более крупные – от двух до восьми. Самые могучие серверы представляют собой кластеры из сотен процессоров с сопутствующей «обвязкой» – материнскими платами, накопителями и т.д.

Большой объем оперативной памяти. Если домашнему ПК для полноценной работы за глаза хватает пары гигабайт «оперативки», в худших случаях – 4, то мощному серверу требуется 8–16 Гб и даже больше. Сами серверные модули памяти, как правило, обладают функцией коррекции ошибок – ЕСС (Error Correction Code). Благодаря этому ошибки записи и чтения данных, вызванные сбоем в работе электроники или дефектом микросхем памяти, не приведут к перебоям в работе «софта» или зависанию системы, как это случилось бы с обычным компьютером.

Емкие накопители. В большинстве серверов данные хранятся на быстрых и емких жестких дисках, которые объединяются в RAID-массивы. Так как от сервера одновременно требуются высокая скорость и отказоустойчивость, то форматы массивов сочетают разделение данных по нескольким жестким дискам с дублированием информации на других «винтах». Нередко встречается и возможность отключать и подключать накопители «на горячую» – т.е. не прерывая работу системы.

Широкополосное сетевое подключение. Если сервер используется для совместного доступа в Интернет десятков компьютеров, то он подключается к глобальной Сети с помощью «толстого» канала с высокой пропускной способностью. Для этого используются оптоволоконные линии или радиоканалы. Клиентские компьютеры подключаются к серверу с помощью привычных технологий Ethernet или Wi-Fi.

Аппаратные средства, выполняющее вторичные обслуживающие функции, у серверов также отличаются от периферии клиентских ПК.

Корпус. Задачи сервера определяют его конструкцию. Серверы младшего уровня выглядят, как обычные ПК, только увеличенные в размерах так, чтобы в корпус уместились более крупная материнская плата и массив накопителей. У серверов помощнее в качестве корпусов – шкафы-стойки, и нередко они состоят из нескольких блоков (компьютеров, маршрутизаторов и т.д.) в отдельных корпусах. Очень мощный серверный кластер может состоять из нескольких десятков таких шкафов. Компьютер, заключенный в компактный корпус для монтажа в стойку, называется тонким сервером (blade server).

Блок питания. Серверы начального уровня оснащены одним или двумя БП. По мере возрастания числа функциональных блоков сервера и увеличения их «аппетитов» увеличиваются число и мощность блоков питания. Часто существует возможность «горячей» замены или подключения дополнительного БП.

Устройства вывода. Так как вывод видео и звука входит в чи­сло клиентских, а не серверных задач, устройства подобного назначения у серверов либо отсут­ствуют вовсе (тогда управление системой осуществляется удаленно с клиентского ПК), либо достаточно примитивны.

Особенности работы и аппаратного обеспечения мощного сервера диктуют и необходимость его специфического обслуживания.

Бесперебойное энергоснабжение. Промышленные сетевые фильтры и источники бесперебойного питания предотвращают потери данных в случае «провалов» напряжения в электрической сети, а также снижают вероятность повреждения «железа» и файлов при его резких перепадах. В ряде случаев, когда требуется бесперебойная работа вопреки всему, используются генераторы резервного питания.

Усиленное охлаждение. Большинство серверов, как и клиентские ПК, охлаждается воздухом. Проблема возрастающего вместе с производительностью тепловыделения решается с помощью усиленной вентиляции корпусов и помещений, где устанавливаются серверы. Усиленное охлаждение отдельных компонентов серверам не требуется, поэтому системы водяного охлаждения в них не встречаются

Специализированное програмное обеспечение. На серверах устанавливаются операционные системы, адаптированные к серверным задачам, например Windows Server 2003, специальные версии Linux или Free BSD или сугубо серверные ОС – такие, как Solaris фирмы Sun Microsys­tems. В качестве основного программного обеспечения используются программы-серверы, например Apache для поддержки веб-сайтов или Microsoft Exchan­ge Server для приема и отправки электронной почты.

Типы серверов

Сервером называют не только компьютер, но и программное обеспечение, управляющее разделяемыми ресурсами и доступом к ним. На одном компьютере может работать одновременно несколько программ-серверов. В обиходе, говоря, например, о «почтовом сервере», подразумевают совокупность «железа» и «софта». В зависимости от функций, которые выполняет ПО, можно выделить несколько разновидностей серверов. Все их можно разделить на две группы: серверы, задачей которых является хранение данных и предоставление доступа к ним пользователям, и серверы, управляющие транспортом данных в сети и поддерживающие ее работу. К первой группе относятся следующие типы серверов.

Файловый сервер. В его задачи входит хранение файлов и обеспечение доступа к ним клиентских ПК, например по протоколу FTP. Ресурсы файл-сервера могут быть либо открыты для всех компьютеров в сети, либо защищены системой идентификации и правами доступа.

Мультимедийные серверы являются разновидностью файл-серверов. Они предназначены для хранения фотографий, музыки, фильмов и другого мультимедийного контента. В качестве такого сервера не обязательно использовать компьютер. Можно купить устройство NAS или даже обойтись компактным внешним жестким диском, подключаемым к сети через интерфейс Ethernet или Wi-Fi.

Сервер печати принимает запросы на печать от компьютеров локальной сети и отправляет их на один или несколько подключенных к нему принтеров.

Игровые серверы. Разработчики компьютерных игр открывают специальные серверы, на которых пользователи могут играть друг с другом. Некогда наибольшей популярностью пользовались серверы 3D-шутеров и стратегий, позволяющие идти только одному матчу в отдельно взятый промежуток времени или нескольким одновременно. Редкая домовая или квартальная «локалка» обходится без такого сервера. В наше время более востребованы серверы различных MMORPG (Massive Multiplayer Online Role Playing Game), на которых одновременно могут играть сотни и тысячи человек (пример: игры Lineage 2 и World of Warcraft).

Серверы электронной почты. Электронное письмо нельзя послать непосредственно получателю – сначала оно попадает на сервер, на котором зарегистрирована учетная запись отправителя. Тот, в свою очередь, отправляет «посылку» серверу получателя, с которого последний и забирает сообщение. Несмотря на то, что и получение, и отправку писем выполняет одна и та же серверная программа, формально эти функции приписываются разным серверам, имеющим разные адреса.

Серверы мгновенного обмена сообщениями. Программы-«мессенджеры» – AIM, ICQ или MSN Messenger – работают с помощью сети коммуникационных серверов, действующих по тому же общему принципу, что и почтовые серверы.

Веб-серверы. Эти серверы предоставляют доступ к веб-страницам и сопутствующим ресурсам, например картинкам. Сайты с высокой посещаемостью или расширенной функциональностью размещаются сразу на нескольких серверах.

Серверы данных хранят различного рода материалы, необходимые для функционирования серверов другого назначения. К примеру, некоторые тексты, рисунки и стилевые элементы веб-сайта могут быть расположены на отдельном сервере данных. Когда пользователь открывает стартовую страницу сайта, то веб-сервер передает серверу данных запрос на получение необходимых материалов. Сервер баз данных осуществляет поиск запрошенных данных и посылает их веб-серверу. Он, в свою очередь, формирует веб-страницу и посылает ее клиентскому компьютеру.

В список серверов, управляющих транспортом трафика, входят следующие разновидности.

DHCP-серверы. Dynamic Host Configuration Protocol обеспечивает автоматическое распределение IP-адресов между компьютерами в сети. Такая технология широко применяется в локальных сетях с общим выходом в Интернет.

DNS-серверы. Функция DNS-сервера заключается в преобразовании доменных имен серверов в IP-адреса. Передача данных в сетях осуществляется с помошью IP-адресов, сайт с неизменным доменным именем может не раз «переезжать» с одного сервера на другой, меняя свой IP-адрес. Поэтому таблицы соответствия IP-адресов и доменных имен в системе DNS (Domain Name System) регулярно обновляются, и серверы синхронизируют их между собой.

Прокси-серверы выступают в качестве посредников при передаче данных по сети – с компьютера на компьютер. Они используются либо для организации разделяемого доступа в Интернет, когда требуется контроль и фильтрация трафика, либо для сокрытия IP-адреса ПК от компьютера-«собеседника», т.к. последний при коммуникации через прокси-сервер будет «видеть» только адрес прокси.

Кэш-серверы. Чтобы при каждом открытии веб-страницы клиентскому компьютеру не приходилось запрашивать заново все составляющие ее данные, используются промежуточные накопители – кэш-серверы. Если страница, запрошенная пользователем, не изменилась с времен последнего запроса, то ее можно загрузить не с «родного» хранилища, а из недр кэш-сервера.

Архитектуры «клиент-сервер» и Peer-to-Peer

Если компьютер, который предоставляет ресурсы, – это сервер, то компьютер, который ими пользуется, называется клиентом. Кроме того, клиент, подобно серверу, – это и программа для доступа к ресурсам (например, почтовый клиент или программа мгновенного обмена сообщениями).

На архитектуре «клиент-сервер» основано большинство традиционных интернет-сервисов. Но в последнее время получила распространение принципиально другая организация сети.

В архитектуре Peer-to-Peer (P2P) все компьютеры равноправны и каждый хранит часть общего объема данных. При этом каждая машина выступает одновременно и в качестве клиента, и в роли сервера. Самый успешный пример реализации P2P – файлообменные сети (eDon­key2000, Bit­Torrent). Получая файл из такой сети, вы одновременно скачиваете его фрагменты с десятков компьютеров. Благодаря распределению данных пиринговые (иначе одноранговые, децентрализованные) сети отличаются высокой отказоустойчивостью и скоростью работы.

Справедливости ради надо признать, что большинство пиринговых сетей не обходится без серверов совсем. К примеру, файло­обменные сети используют серверы (трекеры) для управления трафиком и его учета.

Домашний сервер

Все современные операционные системы имеют серверные возможности. С их помощью можно открывать пользователям других ПК доступ к данным на жестком диске или к подключенному к компьютеру принтеру, а также «делиться» подключением к Интернету. Кроме того, домашний сервер можно использовать для резервного хранения данных или, сделав его доступным через Интернет, работать с документами на нем с любого ПК, подключенного к глобальной Сети.

«Поднять» домашний сервер для хранения файлов и разделения доступа к Интернету не так сложно, как может показаться неискушенному пользователю. Для этого понадобятся следующие компоненты.

Компьютер. Для файлового или простого веб-сервера достаточно компьютера с процессором не слабее Pentium II или Athlon, оперативной памятью объемом 256 Мб и приводом CD-ROM. Если же на компьютере планируется запуск игрового сервера (весьма популярная инициатива в небольших локальных сетях), потребуется машина мощнее.

В качестве первого шага на нем можно запустить сервер Linux с диска Live-CD. Побаловавшись с ним, вы решите, стоит ли вам переходить к более серьезным мероприятиям. Если вы все-таки решите использовать компьютер в качестве сервера постоянно, то Linux необходимо будет установить на жесткий диск. Для этого достаточно 10 Гб свободного места. Все остальное пространство останется для файлов и дополнительного программного обеспечения (в первую очередь – программ-серверов).

Неплохая идея – использовать в качестве сервера старый ноутбук. При продолжительной эксплуатации это позволит сэкономить на счетах за электроэнергию. Кроме того, сложенный ноутбук занимает совсем немного места. Единственный недостаток ноутбука в данном случае – ограниченные возможности по подключению накопителей.

Дистрибутив Linux. С помощью бесплатной версии Linux (Open SuSe, Ubuntu или Knoppix) вы можете создать сервер, который обладает всеми функциями, необходимыми для домашнего использования.

Большинство дистрибутивов Linux также имеет и платные версии – например, в случае с SuSe она называется SuSe Enterprise Server. Эта версия Linux отличается дополнительной технической поддержкой производителя и расширенным комплектом программ.

Интернет. Перейдя по этим ссылкам, вы можете скачать различные дистрибутивы Linux для домашнего сервера:

software.opensuse.org
www.ubuntu.com/getubuntu/download
www.knopper.net/knoppix-mirrors