Xeon E5 – серверный процессор в игровой компьютер. Что такое сервер и чем он отличается от обычного компьютера
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.
Давайте разберемся, чем отличается серверный компьютер от обычного настольно-персонального и какие могут быть практические задачи покупки серверного компьютера для дома.
Прежде немного теории. Какой смысл заложен в сам термин «серверный компьютер», он же «сервер»? Латинский корень «серв» означает «слугу», а также выступает ключевой частью в производных словах. «Сервер» необходимо понимать как компьютер, задача которого — предоставлять находящемуся в отдалении пользователю какой-либо набор сервисов-услуг, при том — в автоматическом режиме, без участия постоянного контроля со стороны человека-оператора.
Можно представить себе студенческое общежитие, где парни и девушки с разных этажей и комнат делятся друг с другом файлами, доступом к интернету или запускают игры с совместным участием — на совершенно обычных компьютерах и ноутбуках. Несколько сетевых настроек — и на ровном месте возникает настоящий серверный компьютер. В самом простом варианте сервером вообще может выступать по-настоящему старый компьютер — задаем настройки, втыкаем провода и задвигаем под стол.
Но то, что годится для нескольких единиц или даже десятков людей, совершенно не будет работать на более масштабном уровне. Три главных свойства отличают серверные компьютеры от обычных:
- Сервер должен обработать запросы всех пользователей с максимальным уровнем быстродействия.
- Сервер должен работать непрерывно, даже штатные перезагрузки — крайне нежелательны. На сетевом сленге непрерывность работы сервера называется «аптайм».
- Тем более нежелательно отключение всего сервера при необходимости замены какого-либо компонента. Способность не выключать целое при замене частного можно назвать «горячим подключением».
Серверный компьютер провайдера предоставил человеку доступ к интернету, а из чего же состоит последний? Упрощенно — из сайтов. И это опять серверы, только не провайдеров связи, а провайдеров хостинга — услуг по созданию, хранению и предоставлению сайтовых данных. В одних случаях множество малых сайтов будет физически находится на одной машине, в других — мощный выделенный сервер будет работать в интересах только одного популярного сайта.
Серверы не обязательно соединены с мировой сетью. Можно упомянуть научные вычисления, где необходимы гигантские вычислительные ресурсы, популярны серверы и на множестве предприятий — от заводов до магазинов, что позволяет эффективно вести учет и контроль, обрабатывая множество статистических запросов. Ни один обычный персональный компьютер с этим не справится.
Из чего состоит сервер
В техническом отношении серверный компьютер «начинается» с материнской платы и центрального процессора. Общая логика здесь такая же, как и в обычном компьютере. Но есть и несколько генеральных отличий — процессоров на материнской плате может быть несколько, а уж слотов для подключения оперативной памяти радикально больше, чем это принято в самых продвинутых персональных компьютерах.Если на топовом персональном Intel Core i7-2600K поддерживается до 32 гигабайт оперативной памяти, то еще далеко не самый-самый Intel Xeon Processor X5570 вполне способен работать со 144 гигабайтами! Более того, если процессор настольного компьютера как правило двух- или четырехъядерный, то серверные чипы имеют как минимум десять ядер. В приведенном примере количество ядер, кстати, одинаково.
Стоит отметить, что если на рынке персональных ЭВМ в целом лидируют Intel и AMD, то в сегменте серверных решений весомую роль имеют также IBM, HP, Oracle и Fujitsu. При этом, если в персональном сегменте популярна ныне архитектура х86, то в серверном практически все значимые игроки рынка продолжают предлагать собственные технологические решения, можно упомянуть интеловскую IA-64, айбиэмовскую POWER и совместную для Oracle и Fujitsu - SPARC. Это в свою очередь налагает определенные ограничения, так как возможности серверного софта напрямую связаны с решениями производителей.
В чем сходятся все производители — так это в способности серверов к т. н. аппаратной виртуализации — очень насущная функция, особенно для хостинга сайтов — на одном сервере можно запустить сразу несколько виртуальных машин — и все они будут работать практически с таким же быстродействием, что и сам физический сервер как таковой.
В общем, серверные компьютеры быстрые и мощные. Но у всего есть своя цена. Работа сервера — это высокое энергопотребление. Тратить энергию на лишние цели никому не нужно, поэтому такие привычные аппаратные функции как, например, звуковой контроллер или USB каналы в серверном варианте просто отсутствуют. Видеокарта также зачастую отсутствует или же присутствует в крайне ограниченном виде. Как правило, все что нужно первоначально настроить или увидеть оператору сервера, можно сделать посредством командной строки — крутой видеокарты для этого не требуется.
Восемь мегабайт видеопамяти для сервера это нормально, намного важнее — объем оперативной памяти. Дело не просто в стремлении к совершенству, когда инженеру хочется вставить память в слот, раз уж слот есть. Проблема в том, что современные винчестеры пока еще не перешагнули рубеж в несколько терабайтов, для получения больших объемов они объединяются в т.н. RAID-массивы, но весь этот набор винчестеров еще нужно физически крутить (как вам скорость в 10 тыс. об/мин?) и считывать, оперативная же память позволяет временно хранить довольно большие объемы данных для ускорения доступа.
Виды серверов
Внешне серверные компьютеры бывают двух видов — башенные и стоечные. Башенный вариант, он же «ящик» - может иметь практические такие же габариты, что и персональный компьютер, корпус его сделан из прочной массивной стали, задача которой — поглощать вибрации и шум.В практических масштабах более распространен вариант стоечных серверов — компьютеры устанавливаются в специальные монтажные шкафы, которые сами стоят в особом помещении — серверной комнате. Стоечный вариант внешне похож на ящик из письменного стола или большую автомагнитолу.
При настройке стоечных серверов необходимо разбираться не только с электропитанием и шумоподавлением, но и с охлаждением. Дело доходит до того, что операторы серверов работают в серверных комнатах в зимней одежде, потому что если отключить кондиционер, то сервера очень быстро перегреются и начнут разрушаться. С другой стороны, серверную стойку легко расширять — в монтажный шкаф новый сервер просто докупается и ставится по необходимости, это и есть «горячее подключение».
Что касается операторов и командной строки, которой достаточно для настройки сервера, то это и в самом деле так — в отличие от рынка операционных систем для персональных компьютеров, где лидируют решения Microsoft, на рынке серверного софта доминируют UNIX-подобные системы, иначе говоря — Linux. А эти операционные системы даже и в персональном варианте вплоть до последнего времени не очень-то стремились к графическим интерфейсам.
Кроме операционной системы, разумеется, могут быть установлены и другие необходимые приложения, смотря какие перед компьютером задачи.
Чем заменить сервер?
Таким образом, можно прийти к следующему: если вам нужно получить новые оттенки удовольствия от компьютерный игры или мультимедиа, или раздавать свои файлы всем соседям по дому, то покупать серверный компьютер для этого не стоит.Достаточно просто хорошей модели современной персональной ЭВМ. Если же у вас есть какие-то научные или бизнес задачи, для которых требуются существенные вычисления и объемы данных, то и в этом случае именно домашняя эксплуатация серверного компьютера будет не очень здравой идеей — у вас вырастут счета за электроэнергию, появятся затраты на услуги оператора-администратора (настраивать и проверять все равно нужно), нужно будет также переоборудовать практически целое помещение, отдав его во власть компьютерного железа.
Пожалуй, лучше воспользоваться услугами удаленных облачных сервисов и серверных датацентров, к мощностям которых вы сможете получать доступ с обычного настольного компьютера, а всю настройку и обслуживание возьмут на себя специалисты. Но если ваше желание все равно сильно — вам нужен собственный сервер и точка, то быть может вам пора попросту создавать свой собственный датацентр?
Число пользователей растет, база 1С пухнет, имеющаяся машина, используемая в качестве сервера, не справляется с нагрузкой, руководство рвет и мечет, производительность падает, уменьшается скорость обслуживания клиентов, специалист по ИТ заявляет о необходимости покупки нового сервера, увеличивается время восстановления после сбоев, компания несет убытки, - наверно все рано или поздно сталкивались с подобной проблемой. Итак, мы встали перед выбором - Приобрести сервер
или обычный компьютер, но по-мощнее.
При этом у руководителя возникает вполне ожидаемый вопрос: "А зачем покупать сервер стоимостью более 100 тысяч, когда можно обойтись мощным системным блоком до 30 тысяч? "
Скорее всего, такая экономия выйдет боком. Серверное оборудование стоит дорого не просто так - оно обеспечивает большую стабильность, надежность, и производительность. Рассмотрим эти пункты более детально в сравнении:
сервер - обычный ПК.
Система питания:
Сервер рассчитан на работу 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Для этого он оснащен резервным блоком питания (в идеале подключенным к другой фазе, а еще лучше с двумя разными блоками бесперебойного питания на каждый блок питания) - таким образом, нагрузка распределяется равномерно на два блока питания и, что не маловажно, у сервера гораздо больше шансов "выжить" в случае отключения электроэнергии и/или смерти одного из блоков бесперебойного питания. Мощность блоков питания - от 750 Ватт, что позволяет блокам питания уверенно выдерживать нагрузку внутренних компонентов.
Обычные системные блоки обладают только одним блоком питания, мощность которого, как правило, не превышает 500 Ватт. Таким образом, на обычном ПК мы периодически можем наблюдать некорректную работу некоторых устройств по причине банальной нехватки напряжения.
Система охлаждения:
Все мы знаем, что электроника не любит жары - от перегрева компьютеры перезагружаются, зависают, и ведут себя неадекватно.
Понижение температуры воздуха внутри корпуса компьютера, вокруг электронных компонент достигается за счет циркуляции воздуха. Поэтому корпусы серверов в большинстве случаев больше, к тому же обладают вентиляторами не только на процессоре и блоке питания, но так же и дополнительными корпусными вентиляторами и отдельными вентиляторами для жестких дисков.
В обычном системном блоке корпусные вентиляторы отсутствуют в половине случаев, а вентиляторы для жестких дисков бывают только в тех случаях, если их специально установил опытный системный администратор. Так же стоит отметить, что установка дополнительных вентиляторов служит дополнительной нагрузкой на и без того не очень мощный блок питания. В результате, спасая компьютер от перегрева, мы подводим его к смерти от нехватки напряжения на блоке питания.
Дисковая подсистема:
Серверные материнские платы обладают интегрированными RAID-контроллерами, которые позволяют "объединять" несколько физических дисков в один логический, таким образом повышая производительность (повышается скорость чтения и записи), а так же отказоустойчивость (записываемые данные автоматически дублируются на других дисках, что позволяет сохранить данные, в случае смерти одного из них).
Серверы дают возможность осуществлять "горячую замену" - замену жестких дисков "на ходу", без выключения и остановки работы, что очень важно в случае возникновения внештатных ситуации - три минуты и пользователи ничего не заметили, продолжая спокойно работать.
Материнские платы обычных ПК среднего и высшего ценовых диапазонов так же имеют встроенные RAID-контроллеры, однако в большинстве случаев эти контроллеры менее функциональны, и позволяют конфигурировать в большинстве случаев всего лишь два жестких диска, гораздо реже четырех. Конечно, можно установить дополнительную плату RAID-контроллера, при этом опять же увеличив нагрузку на блок питания и создав дополнительную преграду для циркуляции воздуха.
Обычные системные блоки не позволяют производить "горячую замену", следовательно, смерть одного диска в RAID-массиве, конечно, не приведет к потере данных, но остановит работу сервера (и всех его пользователей) на продолжительное время - установка нового диска и пересоздание RAID-массива.
Корпус:
Корпус сервера, в большинстве случаев, больше корпуса обычного ПК, что в первую очередь позволяет нормально двигаться воздуху для охлаждения (про дополнительные корпусные вентиляторы см. Выше), а во-вторых, устанавливать большее количество жестких дисков. Так же следует отметить сталь, из которой сделан корпус - ее толщина составляет от 1 миллиметра и более, что, во-первых, значительно снижает уровень шума, исходящего от сервера, во-вторых, позволяет избежать повреждения рук при сборке и обслуживании сервера, в-третьих, увеличивает механическую прочность и надежность.
Рассмотрим корпус обычного компьютера: малый объем и затрудненная циркуляция воздуха; отсутствие возможности установки большого числа жестких дисков; тонкая и острая корпусная сталь, которую с одной стороны легко повредить, а с другой стороны ей легко пораниться. Повышенный шум.
Расширяемость:
Задумываясь о будущем, начальник прогнозирует рост компании и бизнеса. Для удовлетворения потребностей, растущих вместе с компанией и бизнесом, системный администратор должен задуматься о планомерном росте мощности и производительности сервера. Что для этого есть у сервера? - в большинстве случаев, материнская плата содержит несколько дополнительных сокетов для установки процессоров. На материнской плате имеется до 32 слотов для установки модулей оперативной памяти. Корпус сервера, как было сказано ранее, больше, и содержит множество отсеков для установки десятков дополнительных жестких дисков.
Что можно сказать об обычном компьютере? - как максимум можно приобрести двухпроцессорную материнскую плату. Больше - это уже серверная материнская плата, но она не входит в корпус стандартного ПК. Количество слотов для оперативной памяти на обычной материнской плате не превышает четырех. Число отсеков для жестких дисков не превышает шести. Таким образом, не трудно посчитать каков максимально доступный нам размер операционной и дисковой памяти и на сколько он удовлетворит бизнес-потребности организации.
При этом стоит помнить, что установив максимальное количество жестких дисков, мы получим проблемы и с нагрузкой на блок питания, и проблемы с охлаждением - в обычном корпусе не будет места для циркуляции воздуха между дисками, и они будут сильно греться.
Срок поддержки:
Рассматриваем не сервисную поддержку производителя, а реальную возможность физически ремонтировать и/или модернизировать компьютер
У сервера этот срок составляет порядка пяти лет, т. е. Сегодня есть реальная возможность купить комплектующие для сервера, который был куплен как современный пять лет назад. Так же к современному серверу купленному сегодня будет возможность докупить модуль памяти, жестки диск, процессор, и т. д. Через пять лет. Т. е. Через пять лет эти комплектующие будут в продаже и доступны к заказу.
Для обычного компьютера срок поддержки и полной смены технологий и комплектующих составляет всего три года. Т. е. Если через три года возникнет потребность в модернизации сервера и увеличении его производительности, то, скорее всего, придется покупать новый системный блок, поскольку комплектующий уже не будет в продаже, они будут считаться морально устаревшими.
Экономический эффект:
Учитывая вышеизложенное, предположим, что после Покупки сервера
общая производительность выросла на 10%, т. е. На 10% быстрее копироваться файлы, на 10% быстрее индексироваться база, на 10% быстрее стала запускаться 1С, и т. д. Мы приходим к тому, что производительность каждого отдельно взятого сотрудника, работающего с сервером, выросла на 10%. Бухгалтер, кладовщик, менеджер, - каждый получил почти час дополнительного рабочего времени в день! Плюс к этому значительно снизилось время простоя в случае аварии и количество этих аварий. А сколько это часов в месяц? А сколько в год? А в рублевом эквиваленте? - грамотный руководитель легко сможет посчитать, что на самом деле ему, как владельцу бизнеса, дает использование сервера.
Таким образом, мы приходим к выводу, что если вы решите Купить сервер
, то это будут не затраты, а инвестиции - инвестиции в стабильную и надежную работу бизнеса.
Сервер
- это компьютер, выполняющий глобальные функции, обслуживающие работу пользователей или работу других компьютеров.
Функции сервера
Существует огромное количество функций у серверов. Вот основные из них:
- файловый;
- почтовый;
- web-сервер;
- сервер баз данных;
- сервер видеонаблюдения;
- шлюз интернета;
- контроллер домена;
- сервер сетевых служб;
- сервер удаленного доступа и т.д.
Таким образом сервер - это компьютер, который выполняет какую-либо функцию или задачу.
Например, почтовый сервер - это сервер, точнее компьютер , который управляет работой всей почты, на котором хранится вся электронная почта. Или, например, файловый сервер. Это сервер, т.е. компьютер на котором хранятся файлы пользователей.
Чем отличается сервер от обычного компьютера с аппаратной точки зрения?
Если сравнить сервер в аппаратном плане и обычный компьютер, то серверы как правило очень мощные, т.е. на них стоят мощные процессоры, большой объем оперативной памяти, большой объем жестких дисков, хорошая система охлаждения и т.д. Т.е. сервер можно назвать мощным компьютером.
Но почему сервер - это сервер, а мощный компьютер - это мощный компьютер, в чем отличия?
Сервер, по сути говоря, это тот же самый компьютер, только на нем установлена другая программа.
Нужно разграничить: есть оборудование для серверов и есть оборудование для обычных компьютеров.
Оборудование для серверов как правило очень мощное, отказоустойчивое и рассчитанное на круглосуточную бесперебойную работу без выключения. Соответственно оно более дорогое.
Сервер с программной точки зрения
Еще раз, сервер - это по сути обычный компьютер, который выполняет какие-то функции или задачи . Например, сервер почты, на котором хранится почта и управляется вся почта; сервер телефонии, который управляет телефонией и всеми функциями, связанными с телефонами; файловый сервер, на котором хранятся файлы и данные, который выполняет функцию хранения и т.д.
С программной сточки зрения, сервер - это обычный компьютер. Т.е. можно взять любой компьютер и сделать из него сервер. Но, как я писал выше, он будет не надежный и вероятно будет медленно работать.
За функцию сервера отвечает программа, которая на нем установлена. Например, если это почтовый сервер, то на компьютер устанавливается программа, которая управляет работой почты. Тип этих программ называется почтовый сервер. Если это файловый сервер, то соответственно за его работу отвечает программа, которая управляет процессом хранения файлов и отвечает за работу. Т.е. само по себе оборудование функций сервера никакого не несет. На него нужно поставить какую-либо программу, которая эту функцию будет выполнять. А само оборудование - это ресурс аппаратный.
Если грубо классифицировать, то для серверов существует 2 варианта операционной системы - это Windows и Linux (все *NIX подобные системы). Если коротко, то операционная система - это базис, который управляет компьютером.
В зависимости от функций, надежности и задач, которые требуются от сервера, выбирается операционная система.
У Linux есть два очень больших плюса:
- Во-первых, Linux абсолютно бесплатна!
- Во-вторых, Linux очень надежна.
--------
Сервер - мощный компьютер, обслуживающий другие компьютеры в локальной сети. ComputerBild расскажет, чем сервер отличается от обычного ПК.
В любой сколько-нибудь крупной компьютерной сети постоянно возникает необходимость совместного использования ресурсов несколькими компьютерами, будь то общее подключение к Интернету, доступ к мультимедийным файлам или печать документов на одном принтере. Компьютер, который предоставляет эти ресурсы другим машинам, называется сервером. Характер этих ресурсов определяет тип сервера. На файловом сервере хранятся данные, сервер печати принимает документы и отправляет их на подключенный к нему принтер, подключаясь к прокси-серверу для выхода в Интернет, компьютеры совместно используют канал доступа... Эти и другие функции могут выполнять как разные машины, так и один компьютер.
Отличие сервера от обычного ПК
Серверы, которые используются в домашних «локалках» и на мелких предприятиях, как правило, отличаются от обычных ПК лишь установленным на них программным обеспечением. Другое дело - серверы крупных организаций. Нагрузка на их вычислительные ресурсы и устройства хранения данных очень велика. Эти машины должны вмещать большие объемы документов и обеспечивать высокую скорость доступа к ним. Также, что не менее важно, от сервера требуется бесперебойная работа и высокая отказоустойчивость. Поэтому крупные серверы, в основном, состоят из более сложного и высокопроизводительно-го «железа», нежели обычные ПК. При этом некоторые аппаратные компоненты, функции которых являются вторичными для сервера, оказываются более слабыми, чем их аналоги в составе домашнего ПК. Вот те комплектующие, которые отличают серверы от простых компьютеров.
Мощные процессоры. Серверы используют специальные ЦП, например Xeon фирмы Intel или Opteron от AMD. Применяются и более экзотические «камни», например Intel Itanium. Серверы начального уровня, как и простые ПК, имеют один процессор, более крупные - от двух до восьми. Самые могучие серверы представляют собой кластеры из сотен процессоров с сопутствующей «обвязкой» - материнскими платами, накопителями и т.д.
Большой объем оперативной памяти. Если домашнему ПК для полноценной работы за глаза хватает пары гигабайт «оперативки», в худших случаях - 4, то мощному серверу требуется 8-16 Гб и даже больше. Сами серверные модули памяти, как правило, обладают функцией коррекции ошибок - ЕСС (Error Correction Code). Благодаря этому ошибки записи и чтения данных, вызванные сбоем в работе электроники или дефектом микросхем памяти, не приведут к перебоям в работе «софта» или зависанию системы, как это случилось бы с обычным компьютером.
Емкие накопители. В большинстве серверов данные хранятся на быстрых и емких жестких дисках, которые объединяются в RAID-массивы. Так как от сервера одновременно требуются высокая скорость и отказоустойчивость, то форматы массивов сочетают разделение данных по нескольким жестким дискам с дублированием информации на других «винтах». Нередко встречается и возможность отключать и подключать накопители «на горячую» - т.е. не прерывая работу системы.
Широкополосное сетевое подключение. Если сервер используется для совместного доступа в Интернет десятков компьютеров, то он подключается к глобальной Сети с помощью «толстого» канала с высокой пропускной способностью. Для этого используются оптоволоконные линии или радиоканалы. Клиентские компьютеры подключаются к серверу с помощью привычных технологий Ethernet или Wi-Fi.
Аппаратные средства, выполняющее вторичные обслуживающие функции, у серверов также отличаются от периферии клиентских ПК.
Корпус. Задачи сервера определяют его конструкцию. Серверы младшего уровня выглядят, как обычные ПК, только увеличенные в размерах так, чтобы в корпус уместились более крупная материнская плата и массив накопителей. У серверов помощнее в качестве корпусов - шкафы-стойки, и нередко они состоят из нескольких блоков (компьютеров, маршрутизаторов и т.д.) в отдельных корпусах. Очень мощный серверный кластер может состоять из нескольких десятков таких шкафов. Компьютер, заключенный в компактный корпус для монтажа в стойку, называется тонким сервером (blade server).
Блок питания. Серверы начального уровня оснащены одним или двумя БП. По мере возрастания числа функциональных блоков сервера и увеличения их «аппетитов» увеличиваются число и мощность блоков питания. Часто существует возможность «горячей» замены или подключения дополнительного БП.
Устройства вывода. Так как вывод видео и звука входит в чи-сло клиентских, а не серверных задач, устройства подобного назначения у серверов либо отсут-ствуют вовсе (тогда управление системой осуществляется удаленно с клиентского ПК), либо достаточно примитивны.
Особенности работы и аппаратного обеспечения мощного сервера диктуют и необходимость его специфического обслуживания.
Бесперебойное энергоснабжение. Промышленные сетевые фильтры и источники бесперебойного питания предотвращают потери данных в случае «провалов» напряжения в электрической сети, а также снижают вероятность повреждения «железа» и файлов при его резких перепадах. В ряде случаев, когда требуется бесперебойная работа вопреки всему, используются генераторы резервного питания.
Усиленное охлаждение. Большинство серверов, как и клиентские ПК, охлаждается воздухом. Проблема возрастающего вместе с производительностью тепловыделения решается с помощью усиленной вентиляции корпусов и помещений, где устанавливаются серверы. Усиленное охлаждение отдельных компонентов серверам не требуется, поэтому системы водяного охлаждения в них не встречаются
Специализированное програмное обеспечение. На серверах устанавливаются операционные системы, адаптированные к серверным задачам, например Windows Server 2003, специальные версии Linux или Free BSD или сугубо серверные ОС - такие, как Solaris фирмы Sun Microsys-tems. В качестве основного программного обеспечения используются программы-серверы, например Apache для поддержки веб-сайтов или Microsoft Exchan-ge Server для приема и отправки электронной почты.
Типы серверов
Сервером называют не только компьютер, но и программное обеспечение, управляющее разделяемыми ресурсами и доступом к ним. На одном компьютере может работать одновременно несколько программ-серверов. В обиходе, говоря, например, о «почтовом сервере», подразумевают совокупность «железа» и «софта». В зависимости от функций, которые выполняет ПО, можно выделить несколько разновидностей серверов. Все их можно разделить на две группы: серверы, задачей которых является хранение данных и предоставление доступа к ним пользователям, и серверы, управляющие транспортом данных в сети и поддерживающие ее работу. К первой группе относятся следующие типы серверов.
Файловый сервер. В его задачи входит хранение файлов и обеспечение доступа к ним клиентских ПК, например по протоколу FTP. Ресурсы файл-сервера могут быть либо открыты для всех компьютеров в сети, либо защищены системой идентификации и правами доступа.
Мультимедийные серверы являются разновидностью файл-серверов. Они предназначены для хранения фотографий, музыки, фильмов и другого мультимедийного контента. В качестве такого сервера не обязательно использовать компьютер. Можно купить устройство NAS или даже обойтись компактным внешним жестким диском, подключаемым к сети через интерфейс Ethernet или Wi-Fi.
Сервер печати принимает запросы на печать от компьютеров локальной сети и отправляет их на один или несколько подключенных к нему принтеров.
Игровые серверы. Разработчики компьютерных игр открывают специальные серверы, на которых пользователи могут играть друг с другом. Некогда наибольшей популярностью пользовались серверы 3D-шутеров и стратегий, позволяющие идти только одному матчу в отдельно взятый промежуток времени или нескольким одновременно. Редкая домовая или квартальная «локалка» обходится без такого сервера. В наше время более востребованы серверы различных MMORPG (Massive Multiplayer Online Role Playing Game), на которых одновременно могут играть сотни и тысячи человек (пример: игры Lineage 2 и World of Warcraft).
Серверы электронной почты. Электронное письмо нельзя послать непосредственно получателю - сначала оно попадает на сервер, на котором зарегистрирована учетная запись отправителя. Тот, в свою очередь, отправляет «посылку» серверу получателя, с которого последний и забирает сообщение. Несмотря на то, что и получение, и отправку писем выполняет одна и та же серверная программа, формально эти функции приписываются разным серверам, имеющим разные адреса.
Серверы мгновенного обмена сообщениями. Программы-«мессенджеры» - AIM, ICQ или MSN Messenger - работают с помощью сети коммуникационных серверов, действующих по тому же общему принципу, что и почтовые серверы.
Веб-серверы. Эти серверы предоставляют доступ к веб-страницам и сопутствующим ресурсам, например картинкам. Сайты с высокой посещаемостью или расширенной функциональностью размещаются сразу на нескольких серверах.
Серверы данных хранят различного рода материалы, необходимые для функционирования серверов другого назначения. К примеру, некоторые тексты, рисунки и стилевые элементы веб-сайта могут быть расположены на отдельном сервере данных. Когда пользователь открывает стартовую страницу сайта, то веб-сервер передает серверу данных запрос на получение необходимых материалов. Сервер баз данных осуществляет поиск запрошенных данных и посылает их веб-серверу. Он, в свою очередь, формирует веб-страницу и посылает ее клиентскому компьютеру.
В список серверов, управляющих транспортом трафика, входят следующие разновидности.
DHCP-серверы. Dynamic Host Configuration Protocol обеспечивает автоматическое распределение IP-адресов между компьютерами в сети. Такая технология широко применяется в локальных сетях с общим выходом в Интернет.
DNS-серверы. Функция DNS-сервера заключается в преобразовании доменных имен серверов в IP-адреса. Передача данных в сетях осуществляется с помошью IP-адресов, сайт с неизменным доменным именем может не раз «переезжать» с одного сервера на другой, меняя свой IP-адрес. Поэтому таблицы соответствия IP-адресов и доменных имен в системе DNS (Domain Name System) регулярно обновляются, и серверы синхронизируют их между собой.
Прокси-серверы выступают в качестве посредников при передаче данных по сети - с компьютера на компьютер. Они используются либо для организации разделяемого доступа в Интернет, когда требуется контроль и фильтрация трафика, либо для сокрытия IP-адреса ПК от компьютера-«собеседника», т.к. последний при коммуникации через прокси-сервер будет «видеть» только адрес прокси.
Кэш-серверы. Чтобы при каждом открытии веб-страницы клиентскому компьютеру не приходилось запрашивать заново все составляющие ее данные, используются промежуточные накопители - кэш-серверы. Если страница, запрошенная пользователем, не изменилась с времен последнего запроса, то ее можно загрузить не с «родного» хранилища, а из недр кэш-сервера.
Архитектуры «клиент-сервер» и Peer-to-Peer
Если компьютер, который предоставляет ресурсы, - это сервер, то компьютер, который ими пользуется, называется клиентом. Кроме того, клиент, подобно серверу, - это и программа для доступа к ресурсам (например, почтовый клиент или программа мгновенного обмена сообщениями).
На архитектуре «клиент-сервер» основано большинство традиционных интернет-сервисов. Но в последнее время получила распространение принципиально другая организация сети.
В архитектуре Peer-to-Peer (P2P) все компьютеры равноправны и каждый хранит часть общего объема данных. При этом каждая машина выступает одновременно и в качестве клиента, и в роли сервера. Самый успешный пример реализации P2P - файлообменные сети (eDon-key2000, Bit-Torrent). Получая файл из такой сети, вы одновременно скачиваете его фрагменты с десятков компьютеров. Благодаря распределению данных пиринговые (иначе одноранговые, децентрализованные) сети отличаются высокой отказоустойчивостью и скоростью работы.
Справедливости ради надо признать, что большинство пиринговых сетей не обходится без серверов совсем. К примеру, файло-обменные сети используют серверы (трекеры) для управления трафиком и его учета.
Домашний сервер
Все современные операционные системы имеют серверные возможности. С их помощью можно открывать пользователям других ПК доступ к данным на жестком диске или к подключенному к компьютеру принтеру, а также «делиться» подключением к Интернету. Кроме того, домашний сервер можно использовать для резервного хранения данных или, сделав его доступным через Интернет, работать с документами на нем с любого ПК, подключенного к глобальной Сети.
«Поднять» домашний сервер для хранения файлов и разделения доступа к Интернету не так сложно, как может показаться неискушенному пользователю. Для этого понадобятся следующие компоненты.
Компьютер. Для файлового или простого веб-сервера достаточно компьютера с процессором не слабее Pentium II или Athlon, оперативной памятью объемом 256 Мб и приводом CD-ROM. Если же на компьютере планируется запуск игрового сервера (весьма популярная инициатива в небольших локальных сетях), потребуется машина мощнее.
В качестве первого шага на нем можно запустить сервер Linux с диска Live-CD. Побаловавшись с ним, вы решите, стоит ли вам переходить к более серьезным мероприятиям. Если вы все-таки решите использовать компьютер в качестве сервера постоянно, то Linux необходимо будет установить на жесткий диск. Для этого достаточно 10 Гб свободного места. Все остальное пространство останется для файлов и дополнительного программного обеспечения (в первую очередь - программ-серверов).
Неплохая идея - использовать в качестве сервера старый ноутбук. При продолжительной эксплуатации это позволит сэкономить на счетах за электроэнергию. Кроме того, сложенный ноутбук занимает совсем немного места. Единственный недостаток ноутбука в данном случае - ограниченные возможности по подключению накопителей.
Дистрибутив Linux. С помощью бесплатной версии Linux (Open SuSe, Ubuntu или Knoppix) вы можете создать сервер, который обладает всеми функциями, необходимыми для домашнего использования.
Большинство дистрибутивов Linux также имеет и платные версии - например, в случае с SuSe она называется SuSe Enterprise Server. Эта версия Linux отличается дополнительной технической поддержкой производителя и расширенным комплектом программ.
/>
WLAN-маршрутизаторы и сетевые жесткие диски
Работа домашней сети редко требует использования в качестве сервера отдельного ПК. В зависимости от количества данных, которое он будет хранить, и задач, которые будет выполнять, можно выбрать один из двух более дешевых вариантов.
WLAN-маршрутизатор плюс внешний жесткий диск
Многие беспроводные маршрутизаторы имеют порт USB, к которому можно подключить внешний жесткий диск. К сохраненным на нем данным будет иметь доступ любой компьютер в сети.
Сетевые жесткие диски
Сетевое хранилище данных (Network Attached Storage -NAS) представляет собой компактный и недорогой (по сравнению с отдельным ПК) сервер, который выполняет только одну функцию - хранение данных. Мощные NAS обладают богатым набором интерфейсов и возможностью удаленной конфигурации через веб-интерфейс (подобно маршрутизаторам). Более простые варианты такого решения - обычные внешние жесткие диски с сетевым интерфейсом Ethernet или Wi-Fi.
Сервер на базе полноценного компьютера имеет смысл устанавливать лишь в том случае, если функциональности NAS уже не хватает: например, требуется «поднять» небольшой игровой сервер в домовой сети или веб-сайт. Для этих целей будет достаточно старого компьютера с ОС Linux, хотя можно использовать и Windows.