Лекция Назначение сервера. Лекция 5.3 Назначение сервера. Лекция 3 Назначение сервера. Мейнфрейм Что такое сервер и как он работает

Название	Лекция 3 Назначение сервера. Мейнфрейм Что такое сервер и как он работает
Анкор	Лекция Назначение сервера
Дата	08.02.2023
Размер	98 Kb.
Формат файла
Имя файла	Лекция 5.3 Назначение сервера.doc
Тип	Лекция #927360

Лекция 5.3 Назначение сервера. Мейнфрейм

Что такое сервер и как он работает

Каждый сайт, который вы посещаете, каждое отправленное в интернете письмо, каждый персонаж в игровой вселенной любимой MMO – все эти цифровые сущности живут на серверах. Давайте разберемся, что представляют собой серверы и почему так важны для работы всего интернета.

Разбираем понятие «сервер»

Изначально сервером называли приложение или процесс, запущенный на компьютере. Термин появился в 1969 году в документации, описывающей ARPANET (это предшественник интернета). Он произошел от слова serving, то есть «служить», которое хорошо описывает деятельность сервера в общих чертах.

Со временем термин немного расширился и теперь описывает любое устройство, на котором запущены серверные приложения. То есть те, что обслуживают пользователей в той или иной стези.

Если говорить чуть более ясно, то это ПК, который беспрерывно работает и выступает в качестве площадки для разработки, базирования сетевых шлюзов, создания игровых платформ или хранения данных на постоянной основе.

Такие устройства делятся на категории по различным параметрам. В связи с этим обретают новые имена. Например, VDS, VPS, виртуальный хостинг. О том, что эти названия под собой подразумевают, поговорим позже. Говорю об этом, чтобы вы не смущались, если в дальнейшем буду называть сервер просто компьютером, VPS или «машиной».

Для чего нужны серверы?

Основное направление — поддержка интернет-ресурсов. Количество задач, возлагаемых на сервер велико. Вот несколько сценариев, в которых необходимы подобные устройства:

хостинг сайтов;
разработка веб-приложений;
платформа для приема и отправки электронных писем;
дистанционное управление принтерами;
хранение файлов;
создание общего рабочего пространства для сотрудников одной фирмы;
организация среды для совместной игры в MMORPG и другие онлайн-видеоигры;
создание шлюзов (proxy или VPN), заменяющих информацию о подключившемся компьютере на другую;
добыча криптовалюты.

Почему их никогда не выключают?

Все описанные выше задачи подразумевают наличие аппаратной и программной платформы, которая постоянно находится в активном состоянии, обеспечивает высокую скорость и достаточную стабильность, чтобы сайты, приложения, почта и видеоигры неожиданно не отключались. Весь интернет держится на таких компьютерах.

Люди всегда хотят играть в любимые ММО, круглосуточно переписываются по электронной почте, работают и заходят на сайты. Это не физический магазин или компьютерный клуб. Нельзя просто взять и закрыть сайт на ночь и открыть к утру. Они должны быть доступны круглосуточно, а любое временное отключение считается критической ошибкой администрации ресурса, которая сильно бьет по репутации.

На серверы полагаются банковские службы, мессенджеры, такси, сервисы доставки еды, курьеры, государственные службы. Можно представить себе масштаб трагедии, если какой-то из удаленных компьютеров, поддерживающих инфраструктуру страны, вырубится.

Поэтому ими занимаются профессиональные компании, называемые хостинг-провайдерами. Они закупают мощное «железо», нанимают команду инженеров, обслуживающих все накупленное, и обеспечивают людей бесперебойным доступом к нужному им оборудованию.

Типы серверов

Есть несколько вариантов разделения серверов на группы. Мы рассмотрим две конкретные системы сортировки.

По назначению

Веб-сервер — компьютерная программа, нон-стоп обрабатывающая запросы пользователей и показывающая им HTML-страницы. Проще говоря, это любое устройство, на базе которого работает сайт.
Сервер приложения — программа, поддерживающая определенную сетевую логику в полноценном приложении. То есть хранение и перенос данных в том же Evernote осуществляется через такие «машины».
Прокси-сервер — шлюз между пользователем и ресурсом, к которому он пытается подключиться. Часто подменяет IP-адрес и местоположение клиента, что делает его полезным при посещение заблокированных сайтов.
Почтовый — получает письма, отправляет и хранит их на встроенных жестких дисках.
Файловый — хранилище любых документов, медиа-контента и всего, что можно хранить и чем можно делиться. Примеры таких серверов – Dropbox или iCloud Drive.
Виртуальный — утилита-гипервизор, определяющая себя как отдельный компьютер, но таковой не являющаяся. С точки зрения пользователей и администратора — обычный физический сервер, но чисто технически — определенное количество ресурсов компьютера, выделенное под арендатора с помощью технологии виртуализации.
Сервер сетевой политики — шлюз безопасности, через которой подключаются сотрудники одной компании, чтобы начальство могло контролировать их поведение в интернете, смотреть загружаемые файлы и тому подобное.
Сервер баз данных (SQL) — отвечает за безопасное хранение одной или нескольких баз данных. Также помогает изменять и передавать информацию, системно хранящуюся в тех самых базах.
Компьютер для удаленного управления принтером — программа на любом ПК, которая контролирует очередь печати документов, отправленных с разных устройств в офисе или учебном заведении.

По техническим характеристикам

Теперь разберемся, почему серверы имеют разные названия.

Физический выделенный сервер

Первичный вариант. Компьютер, который расположен в хостинге. Полноценный ПК. Мало чем отличающийся от того, что стоит у вас дома. Разве что он мощнее и никогда не выключается. Любой тип сервера в плане назначения может базироваться на таком PC.

Блейд-сервер

Примерно то же самое, только в ультракомпактном корпусе. Это попытка выдать каждому арендатору полноценное выделенное «железо», но при этом сократить издержки. Это делается за счет общего питания и некоторых других компонентов, которые можно делить между клиентами.

Виртуальный хостинг

Общее пространство на одном компьютере, которое регулируется единственным администратором и предлагает клиентам пользоваться ресурсами выбранной машины дешевле, но вместе с тем лишиться ряда функций и независимости.

VDS

Виртуальный выделенный сервер. Имитация реального «железа» с помощью гипервизора. Каждый арендатор получает практически полноценный ПК, несмотря на то, что чисто технически и физически это не так. Ограничений VDS практически не имеет. Можно ставить Windows Server и даже контролировать параметры BIOS.

VPS

То же самое, что и VDS. Только с иной технологией виртуализации. Более дешевой и ограниченной даже в плане программного обеспечения. Сюда нельзя установить Windows, только дистрибутивы Linux.

Как другие компьютеры подключаются к серверу?

VPS, VDS и любой другой сервер так же, как и обычные компьютеры, подключается к сети через кабельное соединение. Попав в интернет, он тут же становится доступен другим пользователям.

Подключение со стороны клиентов происходит разными путями в зависимости от того, что представляет собой сервер. Если на нем базируется веб-сайт, то в роли клиента выступает браузер, который через доменное имя подключается к VDS и получает от него нужную пользователю информацию. Доменное имя, естественно, моментально транслируется в стандартный IP-адрес. И адрес может оставаться прежним, даже если домен был в какой-то момент изменен.

В других случаях это работает похожим образом. Разве что аспекты работы программ, подключаемых к удаленным «машинам», могут слегка варьироваться.

Где находятся серверы?

Я уже упомянул выше хостинг-провайдеров. У них. Хостинг — это компания, которая фокусируется на обеспечении своих клиентов серверными мощностями. Обычно они арендуют крупное здание, в котором располагаются сотни и тысячи ПК с различными видами «железа» и виртуальными «машинами» на них.

Эти компьютеры надежно охраняются наемной охраной, датчиками движения, системами защиты от пожара и прочими решениями в зависимости от того, какие угрозы предвидит провайдер.

Программная защита тоже играет роль. Хостинг обязан сохранять конфиденциальность клиентов, оберегать их VDS от вирусов и атак извне. Регулярно делать резервные копии данных каждого арендатора, чтобы даже в случае форс-мажора можно было бы восстановить максимум полезной информации и файлов.

Также значимую роль играет геолокация. От расположения дата-центра зависит скорость работы проектов, базированных на удаленном ПК. Игровой сервер, расположенный в Варшаве, будет быстрее и стабильнее для жителей Европы, чем аналогичный в условном Мурманске. Ну и подчиняются такие серверы законам разных стран.

Можно ли использовать любой компьютер в качестве сервера?

Да. Хоть ноутбук в сервер превращайте. Всего-то надо установить подходящее программное обеспечение. Поставил FTP-клиент, вот тебе и хранилище файлов. Поставил ПО для старта игровых платформ, вот тебе очередная площадка для игры в World of Warcraft. С хостингом веб-сайтов ситуация аналогичная.

Правда, нужно учесть ряд моментов:

Придется держать ПК в рабочем состоянии постоянно. Иначе пользователи сразу потеряют доступ к вашим проектам.
PC должен быть мощным. Очень мощным. Далеко не каждый ноутбук вытянет даже небольшой сайт, не говоря уже об игровых серверах или чем-то в подобном духе.
Превращение личного PC в общедоступную платформу подвергает его новым угрозам. Придется заморочиться по поводу обеспечения безопасности.
Ну и не стоит забывать, что ресурсы, требующиеся на поддержку серверных функций, лишат владельца компьютера возможности использовать его для решения своих задач.

Отличия сервера от обычного компьютера

И тот, и другой работают на идентичной архитектуре процессора. Только в серверные «машины» устанавливается несколько гнезд под чипы. То есть на одной материнской плате «живут» 2, 3, 4, а то и более процессора. Также на них используется память с системой коррекции ошибок.

На них устанавливаются запасные компоненты с предохранителями. На тот случай, если один из сетевых кабелей выйдет из строя, его работу на себя возьмет второй. С блоками питания схожая история. Лишившись питания от него, ПК получит нужную энергию от запасного. Предусмотреть подобное в домашних условиях на обычном компьютере тяжело.

Визуально серверы тоже отличаются. В дата-центрах их монтируют в компактные блоки. Дизайн же домашних системных блоков не предусматривает портов, систем быстрой замены компонентов и других особенностей удаленных «машин».

Программное обеспечение тоже отличается. Нужна платформа, лицензированная для работы в качестве виртуальной машины. Ну и зачастую на них стоят дистрибутивы Linux без графической оболочки с минимальным необходимым набором приложений.

Как выбрать подходящий сервер?

Есть куча аспектов, на которые надо обращать внимание. Но я бы предложил положиться на хорошего хостинг-провайдера. Он знает свое дело. Предложит подходящее «железо», обеспечит необходимым программным обеспечением.

Можно зайти на главную страницу Timeweb и спокойно выбрать доступный вариант. Можно купить виртуальный хостинг, если грядет мелкий проект, не требующий особого контроля. Можно купить VDS, чтобы сэкономить на покупке выделенного сервера, но при этом получить доступ к расширенным функциям. Для тех, кто строит онлайн-магазин или собрался открывать игровой сервер, есть выделенные «машины». Причем все они учитывают современные реалии. Есть защита от DDoS-атак, ежедневное резервное копирование, круглосуточная техподдержка и физическая защита дата-центров от любой неприятности.

Так что в первую очередь обращайте внимание на репутацию хостинга. Затем рассматривайте его предложения и не беспокойтесь о других технических аспектах.

Мейнфре́йм (также мэйнфрейм, от англ. mainframe) — большой универсальный высокопроизводительный отказоустойчивый сервер со значительными ресурсами ввода-вывода, большим объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для использования в критически важных системах (англ. mission-critical) с интенсивной пакетной и оперативной транзакционной обработкой.

Основной разработчик мейнфреймов — корпорация IBM, самые известные мейнфреймы были ею выпущены в рамках продуктовых линеек System/360, 370, 390, zSeries. В разное время мейнфреймы производили Hitachi, Bull, Unisys, DEC, Honeywell, Burroughs, Siemens, Amdahl, Fujitsu, в странах СЭВ выпускались мейнфреймы ЕС ЭВМ.

Особенности и характеристики современных мейнфреймов[править | править код]

Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы литературного русского языка.

Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии.

Среднее время наработки на отказ. Время наработки на отказ современных мейнфреймов оценивается в 12-15 лет. Надёжность мейнфреймов — это результат их почти 60-летнего совершенствования. Группа разработки операционной системы VM/ESA затратила 20 лет на удаление ошибок, и в результате была создана система, которую можно использовать в самых ответственных случаях.
Повышенная устойчивость систем. Мейнфреймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок за счёт использования следующих принципов:
- Дублирование: два резервных процессора, резервные модули памяти, альтернативные пути доступа к периферийным устройствам.
- Горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров.
Целостность данных. В мейнфреймах используется память с коррекцией ошибок. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти или данных, ожидающих вывода на внешние устройства. Дисковые подсистемы, построенные на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования, защищают от потерь данных.
Рабочая нагрузка. Рабочая нагрузка мейнфреймов может составлять 80-95 % от их пиковой производительности. Операционная система мейнфрейма будет обрабатывать всё сразу, причём все приложения будут тесно сотрудничать и использовать общие компоненты ПО.
Пропускная способность. Подсистемы ввода-вывода мейнфреймов разработаны так, чтобы работать в среде с высочайшей рабочей нагрузкой на ввод-вывод данных.
Масштабирование. Масштабирование мейнфреймов может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается линейкой процессоров с производительностью от 5 до 200 MIPS и наращиванием до 12 центральных процессоров в одном компьютере. Горизонтальное масштабирование реализуется объединением ЭВМ в Sysplex (System Complex) — многомашинный кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым компьютером. Всего в Sysplex можно объединить до 32 машин. Географически распределённый Sysplex называют GDPS. В случае использования операционной системы VM для совместной работы можно объединить любое количество компьютеров. Программное масштабирование — на одном мейнфрейме может быть сконфигурировано фактически бесконечное число различных серверов. Причём все серверы могут быть изолированы друг от друга так, как будто они выполняются на отдельных выделенных компьютерах и в то же время совместно использовать аппаратные и программные ресурсы и данные.
Доступ к данным. Поскольку данные хранятся на одном сервере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, не требуется дополнительное дисковое пространство для их временного хранения, не возникает сомнений в их актуальности. Требуется небольшое количество физических серверов и значительно более простое программное обеспечение. Всё это, в совокупности, ведёт к повышению скорости и эффективности обработки.
Защита. Встроенные в аппаратуру возможности защиты, такие как криптографические устройства и Logical Partition, и средства защиты операционных систем, дополненные программными продуктами RACF или VM:SECURE, обеспечивают надёжную защиту.
Пользовательский интерфейс. Пользовательский интерфейс у мейнфреймов всегда оставался наиболее слабым местом. Сейчас же стало возможно для прикладных программ мейнфреймов в кратчайшие сроки и при минимальных затратах обеспечить современный веб-интерфейс.
Сохранение инвестиций — использование данных и существующих прикладных программ не влечёт дополнительных расходов по приобретению нового программного обеспечения для другой платформы, переучиванию персонала, переноса данных и т. д.