Что такое сервер и чем он отличается от обычного компьютера или хостинга? Отличие сервера от рабочей станции. Понятие рабочей станции

При визите в любой современный офис в глаза бросается большое количество вычислительной техники. Непосвященному человеку часто и невдомек, что основная часть информации обрабатывается и хранится совсем в других местах, иногда за сотни километров от рабочих мест пользователей. Операции с большими объемами данных возлагаются на специальные устройства – сервера. Сервер – это многопользовательский компьютер, распределяющий ресурсы внутри вычислительной сети и отвечающий на запросы рабочих станций.

В зависимости от выполняемых задач сервера подразделяются на типы – Web-сервера, FTP-сервера, почтовые, файловые и другие. Рабочая станция – это обычный компьютер, имеющий доступ в сеть. Если сравнивать с нервной системой человека, то сервер – мозг, а рабочие станции – нервные окончания .

Что общего?

И сервера, и рабочие станции могут создаваться на базе одних и тех же микропроцессоров. Как правило, это микросхемы от компаний Intel или AMD. Продукция AMD часто превосходит по производительности аналоги от Intel, несколько уступая в надежности. Конкуренция между двумя гигантами IT-индустрии привела к значительному снижению цен на различные устройства, что не может не радовать потребителя.

Можно настроить обычную персоналку таким образом, что она будет выполнять роль хранилища данных для небольшой организации или фирмы. А на серверах можно запускать стандартные офисные приложения для удобства рядового пользователя. Так чем же сервер принципиально отличается от рабочей станции?

Аппаратные отличия

1. Сервер обладает более мощными ресурсами , чем обычный компьютер. Оперативная память сервера в 2, 4, 8 раза больше памяти рабочей станции. Это и понятно – количество одновременно обрабатываемых задач отличается на порядок. Если дисковое пространство стандартного десктопа измеряется гигабайтами, то датацентр оперирует уже терабайтами. Для хранения сотен тысяч веб-страниц не хватит мощи обычной персоналки, это задача Web-сервера. Чтобы посылать тысячи электронных писем в секунду, необходим почтовый сервер. Для обработки данных обо всех клиентах большой компании желательно иметь специальный сервер базы данных.
2. Сервер по определению должен быть намного устойчивее и надежнее рабочей станции . Неправильное функционирование персоналки может парализовать работу целого отдела, поломка датацентра означает остановку всего учреждения или целой отрасли. Поэтому в сервере предусмотрены возможности исправления аппаратных сбоев. Некоторые блоки дублируются, к примеру, в случае выхода из строя действующего блока питания включается запасной. Для сохранности информации на дисках используется технология
3. Сервер обычно работает в режиме 24 часа 7 дней в неделю . Нормальным считается простой аппаратуры не более 6 минут в течение целого года. Это подразумевает возможность «горячей» замены неисправных блоков, чтобы не останавливать действие всего комплекса на время ремонта. Также должна быть налажена система отвода тепла от работающей аппаратуры. Это довольно сложная задача, ведь нужно учитывать направление потоков воздуха, его температуру и влажность. Для обычной персоналки эта проблема не стоит так остро, подобная техника работает 8-10 часов в сутки, при таком щадящем режиме перегрев вряд ли наступит.
4. Сервер должен обладать таким важным свойством, как аппаратная масштабируемость . Масштабируемость – это возможность наращивать мощность путем подключения дополнительных модулей, например, второго процессора или еще одного блока памяти. Для рабочего компьютера такое свойство не является критичным.

Программное обеспечение

Работа сервера невозможна без специальных операционных систем . На современном этапе популярны ОС на базе Linux (Unix) – Debian, FreeBSD, Ubuntu Server и другие. Вместе эти операционки занимают до 70 % рынка . Около трети рынка удерживают системы от Microsoft. Первые UNIX-системы были разработаны еще в конце 1960-х годов, они изначально создавались для работы в сети, поэтому уровень безопасности у них существенно выше. Считается, что Microsoft банально прозевала наступление эры Интернета, поэтому ее разработкам трудно конкурировать с Linux в вопросах сетевой защиты. Важной особенностью Linux-систем является их бесплатное распространение и открытость кода.

Первая особенность позволяет производителям «железа» снижать стоимость конечного продукта, вторая дает возможность менять код программ, подстраивая их под свои нужды. В сфере ПО для рабочих станций положение иное. Там доминирование Windows различных версий не вызывает никаких сомнений, примерно 9 из 10 персоналок управляются этими ОС, около 10% отвоевал Apple c OS X, и лишь 2% досталось Linux. Почетное первое место держит Windows 7 – около 44% на начало 2016 года. Нет сомнений, что ситуация будет меняться по мере выпуска новых версий «Окошек».

При обработке больших массивов данных важно наличие системы резервирования . Тогда в случае потери информации всегда есть возможность вернуться к исходной точке. Для рабочих станций такая опция обычно не предусматривается, пользователь может хранить важные данные на сетевом диске либо вручную делать копии файлов.

О серверах и серверном "железе" пишет очень немного изданий. И главной причиной является техническая сложность - здесь существует и много отличий от обычного потребительского "железа", и ограниченная читательская аудитория. Подобные статьи интересны только администраторам и тем, кто принимает решение о закупках, ну и некоторым читателям-энтузиастам, увлекающимся аппаратным обеспечением профессионального уровня. Впрочем, серверное "железо" ближе к настольному, чем вы думаете, а дополнительные знания никогда не вредили.

Когда люди думают о серверах, они представляют большие компьютеры, тяжеленные платы и запредельную производительность, но реальность часто иная. Сегодня существует множество форм-факторов и огромное количество аппаратного и программного обеспечения, поэтому вынести универсальное определение слову "сервер" сложно.

Хотя профессиональное и потребительское "железо" во многом схоже, мы считаем, что именно упор на некоторые функции и качества позволяет отнести аппаратное обеспечение к профессиональному уровню. Например, ваш домашний ПК должен быть быстрым, тихим, с возможностью модернизации и, конечно, за разумные деньги. Он проработает несколько лет, при этом зачастую будет простаивать по нескольку часов, и у пользователя будет возможность заменить вышедшую из строя "железку" или просто убрать накопившуюся пыль. К серверам предъявляются иные требования: здесь на первом месте стоят надёжность, доступность в режиме 24/7, техническое обслуживание без остановки работы.

Первое и самое главное - сервер должен быть надёжным. Будь это сервер баз данных, файловый сервер, web-сервер или сервер другого типа, он должен быть очень надёжным, поскольку от его работы зависит ваш бизнес. Во-вторых, сервер должен быть всегда доступен, то есть аппаратное и программное обеспечение должно быть подобрано таким образом, чтобы время простоя было минимальным. Наконец, быстрое техническое обслуживание в профессиональной сфере очень критично. То есть если администратору требуется выполнить какую-то задачу, она должна выполняться максимально эффективно, не вступая в конфликт с упомянутыми выше критериями. Именно поэтому производительность серверов часто является следствием учёта необходимых требований и долговременных стратегий, а не следствием какого-то эмоционального шага, как часто бывает с геймерскими ПК.

В нашей статье мы расскажем о серверных компонентах и опишем технологии, общие для серверов и потребительских ПК, а также поговорим об отличиях и преимуществах. Поскольку все комплектующие профессионального уровня намного дороже обычных, мы начнём наш экскурс с этого вопроса.

Профессиональное, значит дорогое

Если вы будете покупать профессиональные комплектующие или серверы и рабочие станции, вы быстро обнаружите, что стоят они дороже обычного потребительского "железа". И причина часто кроется не в какой-то сложной технологии, а в спецификациях профессиональных комплектующих, в их тестировании и валидации. Например, процессор Core 2 Duo Conroe очень близок к Xeon Woodcrest по производительности. Но различия кроются в используемых сокетах, спецификациях и системах, в которые устанавливаются эти процессоры. Серверные жёсткие диски специально предназначены для продолжительной работы в режиме 24/7, в то время как настольные винчестеры - нет.

Обычно мы подразумеваем, что любые потребительские продукты совместимы со всеми другими, что выполняется не всегда, но чаще всего. Поэтому можно заменять один совместимый компонент другим, проблем, скорее всего, не возникнет. Но такой подход уже неприемлем, если вы планируете модернизировать сервер или выполнить техническое обслуживание.

Новые продукты для профессионального рынка разрабатываются с учётом предсказуемого пути модернизации, поскольку производители желают, чтобы эти продукты работали с существующими системами, с нынешними и будущими поколениями комплектующих. Клиенты AMD и Intel регулярно получают планы компаний по своим продуктам, которые позволяют заглянуть в будущее. Потребители могут покупать продукт с уверенностью, что на какое-то время получат поддержку и возможности модернизации.

Гарантия и замена комплектующих тоже очень важна. Если вышедший из строя настольный жёсткий диск по гарантии заменяется любой новой моделью, то профессиональные решения часто требуют точно таких же комплектующих. Поэтому администратору нужно искать точно такой же продукт, в то время как обычные пользователи, напротив, будут недовольны, если не получат комплектующее последнего поколения (что, кстати, большинству производителей обходится дешевле).

Магическим словом для профессионального рынка является валидация. Когда принципиально новый продукт готовится к выпуску, он будет проверяться и тестироваться на популярных аппаратных системах. Процесс валиадции гарантирует, что компании могут поставлять очень сложные системы на корпоративный рынок. Действительно, бизнес может строиться, только если ИТ-платформа будет работать безупречно.

AMD Opteron (Socket 940), Intel Xeon Dempsey и Xeon Woodcrest (Socket 771): популярные серверные двуядерные процессоры.

Конечно, вы наверняка знакомы с линейками процессоров Athlon, Celeron, Core 2 и Sempron, которые являются настольными процессорами для домашних и офисных компьютеров. Но у AMD и Intel есть продукты, нацеленные на профессиональных клиентов: AMD Opteron, Intel Xeon и Itanium. Opteron построен на архитектуре AMD64, как и процессоры Athlon 64 и Sempron, а Xeon - на архитектуре Core 2 или Pentium NetBurst, в зависимости от модели.

Профессиональные процессоры обычно обладают большим числом интерфейсов - несколько каналов HyperTransport у Opteron, две независимые шины FSB (по одной на процессор) в мире Intel - и более богатым набором функций, которые часто требуются для серверных приложений и ПО для рабочих станций.

На рынке можно обнаружить две разных версии процессоров Opteron: одна использует Socket 940 с памятью DDR, вторая - Socket 1207 (Socket F) и память DDR2 RAM. Как и в случае всех процессоров AMD64, контроллер памяти является частью процессора, что можно назвать существенным преимуществом при росте числа процессоров: вы получите не только больше контроллеров памяти, чтобы установить больше памяти, но каждый процессор будет работать с собственным блоком памяти. Конечно, при этом возникают проблемы когерентности и увеличивается сложность многопроцессорных систем, но и пропускная способность суммарно тоже оказывается выше. Opteron под Socket 940 Opteron используют упаковку PGA, то есть ножки находятся на процессоре. Opteron под Socket 1207 перешли на упаковку LGA, когда ножки находятся на сокете, а на процессоре - плоские контакты.

В наши дни следует выбирать двуядерные процессоры. Двуядерные процессоры, пусть даже с меньшей тактовой частотой, превосходят на серверном рынке одноядерные модели. Двуядерные Opteron под Socket 940 построены на ядрах Egypt и Italy, последний вариант является более совершенным. Но сегодня мы рекомендуем выбирать модели под Socket 1207 (Socket F), благодаря поддержке памяти DDR2 и возможности перейти на четырёхядерные процессоры, которые появятся где-то в этом году.

Текущий AMD Socket F с 1207 контактами подходит для современных двуядерных и будущих четырёхядерных процессоров Opteron.

Процессоры Intel Xeon доступны в разных видах, причём предыдущие версии использовали Socket 604. Современные платформы базируются на Socket 771, относящемся к сокетам LGA. Существуют разные процессоры Intel Xeon, но мы рекомендуем останавливаться только на двуядерных моделях. В таблице http://www.intel.com/products/processor_number/chart/xeon.htm есть полный список процессоров.

Модели от 5030 до 5080 производятся по 90-нм техпроцессу и основаны на уже устаревшей архитектуре NetBurst. Мы рекомендуем брать процессоры Xeon на основе Woodcrest, их модельные номера начинаются от 5110 (1,6 ГГц) до 5160 (3,0 ГГц). Они производятся по 65-нм технологии, требуют меньше энергии, но обеспечивают высокую производительность. Линейка E53xx построена на четырёхядерных процессорах Clovertown с частотами от 1,6 до 2,66 ГГц.

Процессоры Xeon не имеют встроенного контроллера памяти. Вместо этого они опираются на четырёхканальный контроллер памяти DDR2-667 чипсета материнской платы. Чтобы обеспечить достаточную пропускную способность для дву- или четырёхядерных процессоров, современная платформа Socket 771 (Blackford) обеспечивает две независимые шины FSB (DIB), по одной на каждый процессор.

Intel - первый производитель, представивший четырёхядерные процессоры. Clovertown собирается из двух двуядерных кристаллов Woodcrest, помещённых в одну упаковку.

Intel Xeon Dempsey (65-нм NetBurst), Woodcrest (65-нм двуядерный Core 2) и Clovertown (65-нм четырёхядерный Core 2).

Серверная память работает по такому же принципу, что и обычная память для потребительских ПК. Современным стандартом является память DDR2 (Double Data Rate SDRAM второго поколения). DDR2 работает с большим числом буферов предварительной выборки (4 вместо 2), поэтому частоту интерфейса можно увеличить вдвое по сравнению с DDR1.

Если сравнивать с потребительской памятью, то профессиональная память отличается двумя разными механизмами, призванными сохранить целостность данных. Регистровая память содержит небольшой чип, так называемый "регистр", который отвечает за обновление сигнала. Если память обычного ПК не может состоять больше, чем из четырёх (или иногда шести) DIMM - сигналы проходят через все модули памяти и затухают, то регистровая память с лёгкостью позволяет устанавливать восемь модулей. Кроме регистра, память DDR2 содержит терминацию на кристалле, которая предотвращает отражение сигнала.

Второй механизм - код коррекции ошибок ECC. Вместо хранения стандартных 64 битов на канал DIMM с ECC добавляют ещё один чип памяти, который может хранить ещё 8 битов, позволяющих восстанавливать данные. Поэтому однобитовые ошибки можно будет исправлять "на лету".

Все процессоры AMD Opteron для Socket 940 требуют регистровую память DDR333/DDR400, в то время как поколение Socket F (Socket 1207) требует регистровую память DDR2-667.

Fully-Buffered DIMM (FB-DIMM) используют так называемый буферный компонент, микросхему с большим энергопотреблением, которая преобразует параллельные сигналы в последовательный интерфейс. Основная её цель заключается в подключении более восьми модулей памяти на контроллер. С четырёхканальным контроллером памяти Intel DDR2 вы можете устанавливать восемь 2-Гбайт DIMM на каждый из четырёх каналов, если производители материнских плат, конечно, захотят поддержать такую конфигурацию.

FB-DIMM стоят дороже, греются сильнее и работают не быстрее обычной регистровой памяти. Да, за ними, скорее всего, будущее серверов с большими объёмами памяти, эта же технология используется для текущих платформ Intel Xeon.

Нажмите на картинку для увеличения.

В качестве примера мы взяли серверную материнскую плату Asus P5MT (она применяется в серверах начального уровня, поскольку позволяет использовать обычные процессоры, а не более дорогие серверные). Серверные материнские платы не поддерживают разгон и обычно оснащены большим количеством интерфейсов, а также слотами расширения с большой пропускной способностью.

Шина PCI-X на 133 МГц продолжает являться доминирующим интерфейсом для карт расширения. Она построена на параллельной шине PCI, которая сегодня есть практически в любом ПК. PCI-X имеет ширину 64 бита, в то время как в шина PCI в вашем компьютере 32-битная. PCI-X 133 поддерживает пропускную способность до 533 Мбайт/с. Впрочем, следует помнить, что пропускная способность контроллера PCI-X распределяется между всеми подключёнными устройствами.

Интерфейс PCI Express (PCIe) более современный. PCI Express - последовательный интерфейс, использующий несколько линий для подключения устройства к контроллеру. Профессиональные карты расширения используют слоты PCIe x4 (четыре линии), но есть и карты/слоты x1, x8 и x16 PCIe. PCIe x16 обычно используется для высокопроизводительных видеокарт, графические рабочие станции несут два полноценных слота PCIe x16 для двух видеокарт.

Материнские платы для серверов и рабочих станций обычно содержат встроенный сетевой контроллер. Он может строиться на тех же компонентах, что встречаются в материнских платах потребительского уровня, но обычно здесь встраиваются более мощные чипы, обеспечивающие, например, аппаратную поддержку вычислений TCP/IP или другие функции, чтобы увеличить производительность.

Данная плата оснащена четырьмя слотами памяти DDR2, одним разъёмом Socket 775 для установки процессора Pentium 4 или Core 2, одним 32-битным слотом PCI, одним слотом PCI Express x16 для видеокарты или мощного контроллера накопителей, а также двумя слотами PCI-X 133. Два гигабитных Ethernet-контроллера Broadcom отвечают за сетевые возможности. На материнскую плату установлен графический процессор ATi. Он, конечно, устарел, но его достаточно для отображения рабочего стола или командной строки, что и требуется для серверных ОС.

Все остальные интерфейсы и компоненты встречаются и на потребительском "железе": южный мост, контроллеры UltraATA/100 или Serial ATA, стабилизаторы напряжения и т.д. Существенная разница, опять же, заключается в процессе валидации, во время которого производители проверяют работу своих продуктов с другими и публикуют списки совместимости.

Чипу ATi RageXL уже много лет, он не поддерживает 3D-графику, но его достаточно для серверов. Тем более что там большую часть времени никто на экран и не смотрит.

Чуть выше мы уже упоминали материнскую плату с интегрированной видеокартой. Все серверные материнские платы оснащаются очень простым графическим процессором с небольшим количеством выделенной памяти - здесь решения, забирающие память из оперативной, не популярны. Преемником RageXL сегодня можно считать графический процессор ATi ES1000, который изначально работал на потребительском рынке, но затем появился и в серверах из-за совершенствования аппаратной части и драйверов. Администраторам даже не нужно задумываться об установке специальной или обновлённой версии драйвера: драйвер поставляется вместе с ОС и сертифицирован.

Рабочим станциям, с другой стороны, требуется более мощная аппаратная начинка. ATi на этот рынок позиционирует графические ускорители FireGL, построенные на линейке Radeon X1000. nVidia предлагает линейку Quadro FX, очень близкую к семейству GeForce 7000. Различие между потребительскими и профессиональными чипами может быть небольшим, например, в оптимизации драйверов. Профессиональные видеокарты обеспечивают великолепную производительность в специализированных приложениях, но и стоят они намного дороже.

Жёсткие диски - ещё один интересный аспект касательно серверов и рабочих станций. Несколько лет назад серверные жёсткие диски использовали интерфейс Small Computer System Interface (SCSI) и скорость вращения шпинделя 10 000 или 15 000 об/мин, которые ощутимо обгоняли настольные накопители со скоростью 7 200 об/мин. Серверные жёсткие диски по-прежнему быстрее, хотя разница уже не так велика.

Рынок профессиональных жёстких дисков разделён на три сегмента. В первом сегменте повышенной ёмкости используются обычные 3,5" жёсткие диски Serial ATA, валидированные на работу в режиме 24/7. Производительный сегмент пытается максимально увеличить плотность хранения данных, поэтому мы наблюдаем появление всё большего количества 2,5" высокопроизводительных жёстких дисков на 10 000 об/мин с интерфейсом Serial Attached SCSI (SAS). Высокопроизводительный сегмент опирается на жёсткие диски SCSI или SAS со скоростью вращения 15 000 об/мин.

Жёсткие диски для серверов и рабочих станций обычно требуют активного охлаждения, поскольку они оптимизированы для максимальной надёжности и производительности. Все профессиональные жёсткие диски поставляются с пятилетней гарантией.

Блоки питания для профессионального сектора специально разработаны с учётом максимальной надёжности. Любой приличный блок питания может устранить последствия одной отсутствующей фазы, но профессиональные решения справляются и с более серьёзными сбоями. Некоторые обеспечивают ещё и защиту от перенапряжения, хотя здесь мы получаем перехлёст с областью, которая лежит в зоне ответственности бесперебойных систем питания (UPS).

Профессиональные блоки питания модульные и обеспечивают избыточность в виде двух модулей, каждый из которых способен дать системе достаточное питание. Если один блок питания выйдет из строя, система продолжит свою работу от второго блока.

О серверах и серверном "железе" пишет очень немного изданий. И главной причиной является техническая сложность - здесь существует и много отличий от обычного потребительского "железа", и ограниченная читательская аудитория. Подобные статьи интересны только администраторам и тем, кто принимает решение о закупках, ну и некоторым читателям-энтузиастам, увлекающимся аппаратным обеспечением профессионального уровня. Впрочем, серверное "железо" ближе к настольному, чем вы думаете, а дополнительные знания никогда не вредили.

Когда люди думают о серверах, они представляют большие компьютеры, тяжеленные платы и запредельную производительность, но реальность часто иная. Сегодня существует множество форм-факторов и огромное количество аппаратного и программного обеспечения, поэтому вынести универсальное определение слову "сервер" сложно.

Хотя профессиональное и потребительское "железо" во многом схоже, мы считаем, что именно упор на некоторые функции и качества позволяет отнести аппаратное обеспечение к профессиональному уровню. Например, ваш домашний ПК должен быть быстрым, тихим, с возможностью модернизации и, конечно, за разумные деньги. Он проработает несколько лет, при этом зачастую будет простаивать по нескольку часов, и у пользователя будет возможность заменить вышедшую из строя "железку" или просто убрать накопившуюся пыль. К серверам предъявляются иные требования: здесь на первом месте стоят надёжность, доступность в режиме 24/7, техническое обслуживание без остановки работы.

Первое и самое главное - сервер должен быть надёжным. Будь это сервер баз данных, файловый сервер, web-сервер или сервер другого типа, он должен быть очень надёжным, поскольку от его работы зависит ваш бизнес. Во-вторых, сервер должен быть всегда доступен, то есть аппаратное и программное обеспечение должно быть подобрано таким образом, чтобы время простоя было минимальным. Наконец, быстрое техническое обслуживание в профессиональной сфере очень критично. То есть если администратору требуется выполнить какую-то задачу, она должна выполняться максимально эффективно, не вступая в конфликт с упомянутыми выше критериями. Именно поэтому производительность серверов часто является следствием учёта необходимых требований и долговременных стратегий, а не следствием какого-то эмоционального шага, как часто бывает с геймерскими ПК.

В нашей статье мы расскажем о серверных компонентах и опишем технологии, общие для серверов и потребительских ПК, а также поговорим об отличиях и преимуществах. Поскольку все комплектующие профессионального уровня намного дороже обычных, мы начнём наш экскурс с этого вопроса.

Профессиональное, значит дорогое

Если вы будете покупать профессиональные комплектующие или серверы и рабочие станции, вы быстро обнаружите, что стоят они дороже обычного потребительского "железа". И причина часто кроется не в какой-то сложной технологии, а в спецификациях профессиональных комплектующих, в их тестировании и валидации. Например, процессор Core 2 Duo Conroe очень близок к Xeon Woodcrest по производительности. Но различия кроются в используемых сокетах, спецификациях и системах, в которые устанавливаются эти процессоры. Серверные жёсткие диски специально предназначены для продолжительной работы в режиме 24/7, в то время как настольные винчестеры - нет.

Обычно мы подразумеваем, что любые потребительские продукты совместимы со всеми другими, что выполняется не всегда, но чаще всего. Поэтому можно заменять один совместимый компонент другим, проблем, скорее всего, не возникнет. Но такой подход уже неприемлем, если вы планируете модернизировать сервер или выполнить техническое обслуживание.

Новые продукты для профессионального рынка разрабатываются с учётом предсказуемого пути модернизации, поскольку производители желают, чтобы эти продукты работали с существующими системами, с нынешними и будущими поколениями комплектующих. Клиенты AMD и Intel регулярно получают планы компаний по своим продуктам, которые позволяют заглянуть в будущее. Потребители могут покупать продукт с уверенностью, что на какое-то время получат поддержку и возможности модернизации.

Гарантия и замена комплектующих тоже очень важна. Если вышедший из строя настольный жёсткий диск по гарантии заменяется любой новой моделью, то профессиональные решения часто требуют точно таких же комплектующих. Поэтому администратору нужно искать точно такой же продукт, в то время как обычные пользователи, напротив, будут недовольны, если не получат комплектующее последнего поколения (что, кстати, большинству производителей обходится дешевле).

Магическим словом для профессионального рынка является валидация. Когда принципиально новый продукт готовится к выпуску, он будет проверяться и тестироваться на популярных аппаратных системах. Процесс валиадции гарантирует, что компании могут поставлять очень сложные системы на корпоративный рынок. Действительно, бизнес может строиться, только если ИТ-платформа будет работать безупречно.

Техническое обеспечение информационно-вычислительных сетей

Тема 10. Техническое и программное обеспечение ИВС

Контрольные вопросы

1. Что такое протокол сети?

2. Что такое система OSI? Сколько уровней она содержит?

3. Как называются блоки данных на каждом уровне OSI?

4. Охарактеризуйте кратко физический уровень OSI.

5. Охарактеризуйте кратко канальный уровень OSI.

6. Охарактеризуйте кратко сетевой уровень OSI.

7. Охарактеризуйте кратко транспортный уровень OSI.

8. Охарактеризуйте кратко сеансовый уровень OSI.

9. Охарактеризуйте кратко представительский уровень OSI.

10. Охарактеризуйте кратко прикладной уровень OSI.

Структурно ИВС содержит:

· компьютеры (хост-компьютеры, сетевые компьютеры, рабочие станции, серверы), размещенные в узлах сети;

· аппаратуру и каналы передачи данных, с сопутствующими им периферийными устройствами;

· интерфейсные платы и устройства (сетевые платы, модемы);

· маршрутизаторы и коммутационные устройства.

В сетях могут объединяться как однопользовательские мини- и микрокомпьютеры (в том числе и персональные), оснащенные терминальными устройствами для связи с пользователем или, выполняющие функции коммутации и маршрутизации сообщений, так и мощные многопользовательские компьютеры (мини-компьютеры, большие компьютеры). Последние выполняют эффективную обработку данных и дистанционно обеспечивают пользователей сети всевозможными информационно-вычислительными ресурсами. В локальных сетях эти функции реализуют серверы и рабочие станции.

Рабочая станция (workstation) – подключенный к сети компьютер, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Часто рабочую станцию (равно как и пользователя сети, и даже прикладную задачу, выполняемую в сети) называют клиентом сети. В качестве рабочих станций могут выступать как обычные и мощные компьютеры, так и специализированные – «сетевые
компьютеры».

Рабочая станция сети на базе обычного компьютера функционирует как в сетевом, так и в локальном режимах. Она оснащена собственной операционной системой и обеспечивает пользователя всем необходимым для решения прикладных задач. Рабочие станции иногда специализируют для выполнения графических, инженерных, издательских и других работ. В этом случае они должны строиться на базе мощного компьютера, имеющего два процессора, емкий и быстродействующий жесткий диск с интерфейсом SCSI, хороший 19– 21-дюймовый монитор (а иногда и оснащенные соответствующей графической платой два монитора – например, один для отображения проекта, а второй для отображения меню или сообщений электронной почты).

Рабочие станции на базе сетевых компьютеров могут функционировать, как правило, только в сетевом режиме при наличии в сети сервера приложений. Отличие сетевого компьютера (NET PC ) от обычного в том, что он максимально упрощен: классический NET PC не содержит дисковой памяти (часто его называют бездисковым ПК). Он имеет упрощенную материнскую плату, основную память, а из внешних устройств присутствуют только дисплей, клавиатура, мышь и сетевая карта, обеспечивающим возможность удаленной загрузки операционной системы с сервера сети (это классический «тонкий клиент» сети). Для работы, например, в интранет-сети такой компьютер должен иметь столько вычислительных ресурсов, сколько требует web-браузер.

Сервер (server) – это выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т. д.) и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет свою сетевую операционную систему, под управлением которой и происходит совместная работа всех звеньев сети.
Из наиболее важных требований, предъявляемых к серверу, следует выделить высокую производительность и надежность работы.

Сервер, кроме предоставления сетевых ресурсов рабочим станциям, может и сам выполнять содержательную обработку информации по запросам клиентов. Такой сервер часто называют сервером приложений. Сервер приложений – это работающий в сети мощный компьютер, имеющий программное обеспечение (приложения), с которым могут работать клиенты сети. Существуют два варианта использования сервера приложений. Приложение по запросу клиента может загружаться по сети в рабочую станцию и выполняться там (такая технология иногда называется «толстым клиентом»); на рабочую станцию по запросу допускается загружать не только программу-приложение, но и нужную операционную систему (удаленная загрузка компьютера), но для этого необходимо наличие на компьютере пользователя сетевой карты с сетевым ПЗУ. Приложение по запросу пользователя может в другом варианте выполняться непосредственно на сервере, а на рабочую станцию тогда передаются лишь результаты работы (технология иногда называется «тонким клиентом» или «режимом
терминала»).

Серверы в сети часто специализируются.

Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети: это создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управление многопользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и т. д.

Примеры специализированных серверов.

1. Файл-сервер (File Server) предназначен для работы с базами данных, имеет объемные дисковые запоминающие устройства, часто на отказоустойчивых дисковых массивах RAID емкостью до терабайта.

2. Сервер резервного копирования (Storage Express System) применяется для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях, использует накопители на магнитной ленте (стримеры) со сменными картриджами емкостью до 5 Гбайт; обычно выполняет ежедневное автоматическое архивирование со сжатием информации от серверов и рабочих станций по сценарию, заданному администратором сети (естественно, с составлением каталога архива).

3. Факс-сервер (Fax server) – выделенная рабочая станция для организации эффективной многоадресной факсимильной связи, с несколькими факс-модемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов (один из вариантов – Net SatisFAXion Software в сочетании с факс-модемом SatisFAXion).

4. Почтовый сервер (Mail Server) – то же, что и факс-сервер, но для организации электронной корреспонденции, с электронными почтовыми ящиками.

5. Сервер печати (Print Server) предназначен для эффективного использования системных принтеров.

6. Серверы-шлюзы в Интернет выполняют роль маршрутизатора, почти всегда совмещенную с функциями почтового сервера и сетевого брандмауэра, обеспечивающего безопасность сети.

7. Прокси-сервер (Proxy Server) – эффективное и популярное средство подключения локальных корпоративных сетей к сети Интернет. Прокси-сервер – компьютер, постоянно подключенный к сети Интернет, загружающий информацию из сети Интернет в базу данных и передающий ее дальше по локальной сети. Общение корпоративной сети с сетью Интернет происходит через прокси-сервер, поэтому эффективно организуется защита корпоративной информации, осуществляется контроль всех соединений с глобальной сетью, запрет общения с определенными сайтами Интернета, запрет использования ряда протоколов и получения определенных типов файлов, а также фильтрация данных, выполняемая с помощью защитных экранов (брандмауэров) сервера.

Компьютеры, имеющие непосредственный доступ в глобальную сеть, часто называют хост-компьютерами .

…Число компьютеров в сети превысило десяток и выясняется, что без сервера не обойтись. Придется тратиться на новое железо? Не всегда. В домашней сети единственное, чем отличается сервер от рабочей станции, – объем жестких дисков. Чтобы было где хранить дорогие сердцу терабайты музыки, фото и видео. А если планируется раздавать интернет, централизованно пользоваться базами данных, вести видеонаблюдение? Там, где от серверов зависит работоспособность всего предприятия, уровень требований на порядок выше.

Примечание: речь в статье пойдет об аппаратном сервере, то есть о выделенном компьютере. Существует еще программный сервер – он может быть поднят на любой машине и работать в фоновом режиме.

Определяющий признак сервера

Железо, софт, внешний вид и цена – ни один из этих параметров не является определяющим. Программное обеспечение на сервере и рабочей станции может быть сходным. Внешний вид системного блока и характеристики комплектующих не всегда однозначно свидетельствуют, что данный компьютер является именно сервером. Уровень цен колеблется в широчайших пределах: где-то уместно собрать малобюджетный сервер, а специализированную рабочую станцию купить по цене внедорожника.

Главное отличие сервера от рабочей станции – во взаимодействии с человеком. А именно: сервер – общий, и выполняет сетевые задачи без участия оператора; рабочая станция (в быту именуемая ПК, а в техдокументации – АРМ, автоматизированное рабочее место) у каждого пользователя своя.

Комплектация

Надежность и еще раз надежность – главный критерий серверного железа. При сборке стараются обеспечить максимальную отказоустойчивость. Машине предстоит трудиться в режиме 24 х 7, порой далеко не в оптимальных условиях (особенно это касается промышленных систем).

Сократить время простоя призвана горячая замена. Ей подлежат жесткие диски, планки памяти и даже процессор (на тех материнках, где два и более сокета под CPU). Серверный блок питания состоит из двух независимых модулей: вышел из строя один – автоматически подключается другой.

Мышь, клавиатура и монитор используются лишь на этапе первоначальной настройки сервера, и то не всегда. Для вывода служебной информации достаточно минимальной графики, то же самое касается звука. Но зато сервер оснащен интерфейсом удаленного управления и, как правило, не одним.

Что-то из вышеперечисленного может быть присуще и рабочей станции, но скорее в виде исключения. Для персонального компьютера удобство работы пользователя ничуть не менее важно, чем производительность в заданной области. Учитываются также дизайн (как общий, так и отдельных узлов, например видеокарты) и малошумность, для серверов почти не имеющие значения.

Формфактор: внешняя разница между сервером и рабочей станцией

При желании можно собрать домашний сервер абсолютно в любом корпусе и даже вовсе без оного. Однако для серьезного сетевого оборудования предусмотрен монтаж в 19-дюймовую стойку. Данный формфактор именуется rackmount. Системный блок размещается горизонтально, высота его измеряется в юнитах (в стойках имеются планки с квадратными монтажными отверстиями; три таких отверстия равны 1U).

Слева – серверы в стойке; справа – открытый корпус сервера

Дефицит места в стойках привел к тому, что корпуса стали делать все более узкими. Современный сервер занимает один, реже два юнита; еще более компактный стандарт блейд (от англ. blade – лезвие) монтируется в специальную корзину, а затем уже в стойку. Во всех случаях предусмотрен быстрый доступ для техобслуживания и возможной замены комплектующих.

Промышленные серверные решения имеют прочный корпус с несколькими ступенями фильтрации от пыли, с защитой от влаги и амортизацией. Сервера для офисов выпускаются также в напольном исполнении либо в формфакторе barebone, но они гораздо менее популярны, чем стоечный вариант.

Рабочая станция – не только оборудование, но и элемент интерьера, поэтому дизайну уделяется достаточно внимания. Выбрать есть из чего – стационарные Tower, компактные моноблоки и стильные barebone. Те, кого не устраивает стандартная внешность железного помощника, могут заняться моддингом.

Рабочая станция может выглядеть по-разному: так…
…или даже так

Мобильные ПК чрезвычайно популярны, несмотря на то, что ноутбуку трудно тягаться в производительности с десктопом. А вот серверу портативность ни к чему: установленный однажды на постоянное место, он проведет там весь срок службы.

Операционная система

Общая черта пользовательских ОС – интуитивно понятный, приятный глазу графический интерфейс. Привлекательной «внешностью» может похвастаться и вездесущая Microsoft Windows, и MacOS, безраздельно царящая в мире профессиональной графики и звука.

Рядовой пользователь вряд ли слышал о FreeBSD или OpenBSD, а из огромного числа Линуксов знаком разве что с Ubuntu. Не удивительно – созданные десятки лет назад для серверов, unix-подобные системы и по сей день управляют как отдельными узлами, так и крупными data-центрами. Несут свою службу скромно, не бросаясь в глаза (в прямом смысле, ибо не имеют графической оболочки).

Примечание: нельзя сказать, что Windows-системы исключительно пользовательские. Как пример – Windows Server 2003.

Для серверных ОС действует правило: минимум внешних эффектов, максимум функционала. Разумеется, современные «никсы» можно преобразить – энтузиастами создано множество красивых и стильных оболочек; но системные администраторы предпочитают обходиться командной строкой. Отсутствие визуальных эффектов компенсируется быстродействием. К тому же server-OS очень компактны – в целях безопасности они часто помещаются на защищенную флеш-карту, откуда и грузятся.

Применяем знания на практике

«Зачем нам еще один компьютер, ведь их и так хватает?» – часто слышит IT-специалист от экономного руководителя. Начинающему системному администратору стоит потратить некоторое время на подготовку аргументов, чтобы убедительно и доходчиво объяснить начальству, в чем разница между сервером и рабочей станцией, – и заявка на нужное оборудование будет одобрена.

Сервер (Server)	Рабочая станция (Workstation)
Взаимодействие с пользователем и другими компьютерами в сети
Функционирует без участия оператора. Выполняет общесетевые задачи, отвечает на запросы локальных машин и других серверов	Выполняет команды пользователя. Отправляет на сервер клиентские запросы
Особенности аппаратной комплектации
Надежность, минимальное количество возможных точек отказа. Горячая замена вышедших из строя комплектующих. Устройства управления и контроля подключают лишь на стартовом этапе. Отсутствие, за ненадобностью, мощных графических и аудиоконтроллеров. Интерфейс удаленного управления (один или несколько)	Все организовано таким образом, чтобы обеспечить комфортные условия для пользователя и, одновременно с этим, максимальную производительность. Значительную роль играют характеристики дисплея – качество цветопередачи, угол обзора и др.; учитываются эргономика и внешний вид мыши и клавиатуры, а также периферийных устройств (МФУ, графического планшета и др.)
Формфактор
Монтируется на стандартное шасси – в 19” стойку или шкаф. Корпус выполняется как можно более компактным. При необходимости присутствует пыле-влагозащита и амортизация. К аппаратной части предусмотрен легкий доступ для ТО и замены	Наравне с десктопом, популярны компактные (моноблок, barebone) и мобильные варианты рабочих станций. Во всех случаях отдается должное дизайну