Выбор сервера. Что такое сервер? Отличие сервера от рабочей станции (клиента). Основные преимущества, получаемые при сетевом объединении компьютеров. Опр

Сегодня в нашем обиходе все чаще и чаще фигурирует такое понятие, как «рабочая станция». Это что такое? Многие догадываются об ответе, но далеко не все могут дать четкое термина. Рассмотрим некоторые аспекты, с ним связанные, исходя из принципов, заложенных в компьютерных технологиях.

Рабочая станция: это что в самом широком смысле?

Определение этого термина можно начать несколько с отдаленных понятий, ведь он встречается не только в компьютерном мире. Например, те же синтезаторы со встроенными секвенсорами и средствами обработки звука тоже называются рабочими станциями (workstation). Взять хотя бы тот же KORG Trinity.

Но если определять данный термин в общем смысле, рабочая станция - это, если хотите, персональное как его называли еще во времена СССР. С точки зрения IT-технологий под этим термином подразумевается программно-аппаратный комплекс, предназначенный для решения каких-то конкретных задач. Грубо говоря, это с установленной операционной системой, набором программ и, если требуется, с подключенными периферийными устройствами (сканер, принтер и т.д.). Однако в любом случае рабочей станцией называют только компьютерные терминалы, подключенные к локальной сети.

Виды рабочих станций

Если принять во внимание то, что компьютер и есть рабочая станция, характеристика его очень сильно отличается от терминала, называемого сервером.

Сами же рабочие станции, которые еще называют клиентами или клиентскими машинами, способны функционировать как в сетевом, так и в локальном режиме. Если собственных средств локального компьютера для решения задач достаточно, пользователь их и использует, работая исключительно на своей машине. Если же требуется тот же выход в интернет, обмен данными или что-то в этом роде, клиентский терминал обращается непосредственно к серверу.

Как уже говорилось выше, на локальном терминале могут быть установлены все программные компоненты, однако нередко можно встретить и сетевые рабочие станции, называемые бездисковыми (у них попросту отсутствует винчестер). Сетевая операционная система на каждый компьютер загружается с центрального сервера, а на него, в свою очередь, сохраняется вся пользовательская информация. Иногда операционная система может загружаться с оптического диска (если есть дисковод) или с USB-носителя. В некоторых случаях такие же устройства с определенным типом программного обеспечения могут использоваться в качестве сервера.

Конфигурация у таких компьютеров минимальная: упрощенная материнская плата, монитор и клавиатура, не считая периферийных устройств. Кстати, именно такие типы станций в большинстве своем применяются в банковских учреждениях, поскольку в этом случае обеспечивается наивысший уровень защиты и безопасности.

Пользователь такого терминала ни поменять настройки системы, ни установить дополнительное программное обеспечение просто не может (права ограничены админом). Да и информация тоже находится в сохранности, ведь в физическом плане на локальном компьютере она не присутствует. Таким образом, сетевая бездисковая рабочая станция - это своего рода только средство просмотра и редактирования общедоступных данных, в которой поменять что-то абсолютно невозможно.

Исполняемые задачи

Что же касается конфигурации, она тоже может быть совершенно разной. Функции рабочей станции в обеспечении, например, полного процесса производства или разработки тоже зависят от изначально поставленных задач, хотя в общем случае она обеспечивает специалисту, с ней работающему, доступ к определенному набору инструментов для выполнения поставленной задачи.

Например, для разработки прикладных программ, как правило, программисту требуется два монитора, для инженерных или проектных работ нужны мощные процессорные системы с достаточно большим объемом оперативной памяти, для графики и анимации потребуется еще увеличенная выделенная память графического ускорителя. В целом же спектр выполняемых задач достаточно широк.

Отличие рабочих станций от серверов

Теперь самое главное. Обычная рабочая станция служит только для обеспечения рабочего процесса и взаимодействия между ней самой, ее оператором и доступом к локальным или другим ресурсам путем формирования запроса (обращения) к серверу, к которому она подключается.

Сервер представляет собой либо аппаратно-программный комплекс, либо просто программный (в случае его виртуального варианта), который принимает, обрабатывает и выдает ответы на запросы локальных клиентских машин, непосредственно с ним связанных.

Программное обеспечение серверов и рабочих станций

В программном комплексе можно найти немало различий. В самом простом случае можно посмотреть на операционную систему. На сервере в обязательном порядке устанавливается сетевая ОС, но когда создается виртуальный сервер на базе одного компьютерного терминала, это может и не потребоваться.

На рабочих станциях присутствует минимальный набор программ, необходимый для выполнения определенного круга задач, но на сервере их может быть намного больше. В частности, это может быть связано с администрированием и Такие инструменты на клиентских машинах попросту не нужны. Кроме того, на локальных компьютерах может и не быть операционной системы, как в случае с бездисковыми терминалами, но может устанавливаться ОС, отличная от той, что имеется на сервере или любом другом компьютере, входящем в сеть.

Например, в качестве серверной выступает Windows Server 2012, а на клиентских машинах используются Windows 7, 10, XP в разных вариациях или даже Mac OS X и Linux. Это отнюдь не означает, что между локальными компьютерами не будет взаимодействия. Оно осуществляется за счет применения универсальных сетевых протоколов. Так что не столь важно, какая именно ОС установлена на каждом конкретном компьютере (и есть ли она вообще).

Итог

Как итог, можно отметить, что рабочие станции предназначены для выполнения конкретных задач локальным пользователем или специалистом, а серверы - для администрирования и контроля сети, управления подключениями и сетевыми ресурсами на приоритетном уровне, обеспечения доступа в интернет или к общим ресурсам внутри сети, а иногда - для сбора и хранения всей информации, поступающей с локальных машин.

Часто при выборе сервера у пользователей возникает вопрос: Зачем тратить довольно приличную сумму на приобретение сервера, когда можно за вдвое меньшие деньги купить обычный компьютер и он будет работать как сервер? Давайте рассмотрим собственно зачем нужен сервер, и верен ли будет такой подход к решению данного вопроса.

Экономия при отсутствии информации - Финансовые потери в будущем

Одной из наиболее частых ошибок при выборе любого оборудования, в том числе и сервера, является преобладание одного критерия - стоимости. Ошибкой будет как экономия на том, на чем экономить нельзя, так и финансовые траты на ненужные комплектующие. Если сервер предназначен для хранения и обработки данных, прекращение доступа к которым выльется в значительный материальный ущерб для организации, то экономия на сервере будет безумным расточительством и выбрасыванием денег на ветер. Есть и другая крайность - для сервера, на котором просто хранятся редко обновляемые данные или данные небольшого объема, которые можно легко архивировать в нескольких местах, заказывается мощный сервер высокой стоимости. Возникает совершенно очевидный вопрос - чем отличается серверная платформа от специального как бы серверного корпуса, выпускаемого многими фирмами? Наиболее существенные отличия таковы:

1. Платформа имеет конструкцию, жестко ориентированную именно на серверное использование - Возможность установки жестких дисков с горячей заменой. Более продуманная система вентиляции, адаптивный блок питания.

2. Источники питания в платформе рассчитаны на широкий разброс напряжения и частоты сети переменного тока и ориентированы на непрерывную работу с высокой степенью отказоустойчивости.

3. Световая индикация и звуковое оповещение пользователя о сбоях в сервере, т.е. наличие собственных устройств диагностики, не привязанных к конкретным комплектующим.

В чем здесь дело? Дело в том, что серверная платформа рассчитана на любые стандартные жесткие диски, RAID контроллеры, память и т.п..

Настоящий сервер или высокопроизводительный ПК в качестве сервера?

Каждое устройство должно использоваться по назначению - понимание этого позволит избежать убытков, вызванных сбоями в работе целого предприятия. Персональный компьютер предназначен для индивидуального использования. Выход ПК из строя может причинить ущерб только его пользователю. В отличие от ПК сервер отвечает за непрерывное и надежное обслуживание множества пользователей в корпоративной сети. И эта ответственность предъявляет совершенно иные требования к характеристикам и возможностям систем. В отличие от используемого в качестве сервера персонального компьютера, серверы обладают следующими преимуществами:
- возможность установки большего количества процессоров, жестких дисков, большего объема памяти;
- более высокая пропускная способность (несколько независимых шин данных, несколько сетевых адаптеров);
- более высокая надежность за счет дублирования подсистем (блоки питания и процессоры, память, жесткие диски);
- возможность удаленного управления сервером;
- удобство монтажа (в одной стойке площадью менее 1 кв. м может быть смонтировано несколько серверов).

Почему нельзя использовать мощную рабочую станцию в качестве сервера?

Минусы решения использования в качестве сервера обычного персонального компьютера:

1. Первый и самый очевидный минус: надежность такого сервера сопоставима с отказоустойчивостью аналогичной рабочей станции. Но сервер должен обеспечивать ресурсами все подключенные к нему компьютеры организации. Если один из персональных компьютеров выйдет из строя, то все остальные смогут продолжить работу. А если сломается сервер, то не будут нормально функционировать и все остальные персоналки. Организация просто не сможет работать до устранения поломки сервера. А если вдруг еще и информацию на сервере восстановить не удастся, то весь дальнейший бизнес окажется под вопросом. Надежность сервера должна быть значительно выше, чем у обычного ПК.

2. На персональных компьютерах обычно не предусматривается защита данных на случай отказа. Необходимо использование "зеркалирования" (для обеспечения бесперебойной работы сервера при отказе основного из зеркальных дисков) и резервирование данных на случай случайной порчи информации (случайно стерли нужный файл, вирусная атака). Необходимы специальные решения для сохранения данных на сервере при отказе его компонентов.

3. Операционные системы и аппаратная конфигурация, используемые на персональных компьютерах, рассчитаны на работу с 1-2 пользователями. При работе с множеством пользователей сервис для них предоставляется неравномерно, выполнение задач одних пользователей блокирует или сильно замедляет работу других.

Для сервера необходимо использовать серверную операционную систему и компоненты, обеспечивающие одновременную обработку от многих пользователей.

4. Используемые комплектующие для персонального компьютера построены из принципа 40% нагрузки при работе с одним пользователем. При возрастании нагрузки значительно усиливается тепловыделение. Отвод этого дополнительного тепла в персональных системах обычно не предусматривается. Нередко системный блок сервера убирают в глухую нишу или запирают в шкаф (не специализированный), где циркуляция воздуха ограничена и нет притока холодного воздуха к серверу. В результате ПК, работающий в режиме сервера подвержен перегреву. Конфигурация сервера должна поддерживать оптимальные условия работы его компонентов. Компоненты должны быть рассчитаны на длительную работу при высокой нагрузке.

5. Как правило, все понимают, что при неисправности сервера, его можно починить, заменив неисправные компоненты. Но, как правило, запасного комплекта нет. Как нет и резервного сервера, способного взять на себя функции неисправной системы. А ведь вынужденный простой - это незапланированные затраты и недополученная прибыль. Необходимо предусматривать резервирование важных серверных компонентов и возможность их быстрой замены.

Основные отличия сервера от рабочей станции, используемой в качестве сервера:

1. В сервере используются комплектующие, при производстве которых предъявляются повышенные требования к качеству изготовления. Надежность серверных компонентов в несколько раз выше, чем комплектующих для персональных компьютеров.

2. В серверных компонентах применяются специальные наборы микросхем, обеспечивающие дополнительные функции контроля работоспособности, фиксации ошибок, исправления мелких сбоев на аппаратном уровне.

3. Сервер рассчитан на круглосуточную работу при полной загрузке его мощностей. Приняты специальные меры для уменьшения перегрева компонентов сервера по отношению к окружающей среде.

4. Серверы изготавливаются с возможностью использования "горячей" (без остановки работы сервера) замены некоторых компонентов, что значительно может уменьшить время простоя подключенных к нему пользователей.

5. Все основные компоненты сервера сертифицированы для работы с серверными операционными системами. Это гарантия стабильной работы и производительности.

6. Используемые в сервере технические решения в сочетании с серверными ОС обеспечивают более высокую надежность хранения и доступность данных, ее конфиденциальность. Серверная архитектура рассчитана на работу со многими пользователями с высокой производительностью, предоставляя им всем одновременно уровень сервиса в соответствии с установленным для них приоритетом.

Заключение

Рассмотрев и сравнив основные компоненты сервера начального уровня и компьютера, который выступает в качестве сервера, мы убедились что выбор в пользу второго себя не оправдывает. Как в качестве требуемых задач от сервера, так и в плане "Экономичности". Ведь если потребуется увеличение мощности сервера (а это произойдет несомненно, если компания развивается), понадобится менять всю платформу целиком, что приводит к увеличению стоимости совокупного владения, а также убытки связанные с простоем на время замены. А это гораздо большие затраты, нежели чем сомнительная экономия на комплектующих на начальном этапе выбора сервера.

Вы все еще думаете поставить мощный компьютер вместо сервера?

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 .

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.