Всё о серверах

Всё о серверах

Многие из пользователей компьютерной техники слышали термин «сервер», но немногие детально представляют, что же это такое. Сейчас мы постараемся объяснить, что же это такое и чем эти компьютеры, если их так можно назвать, отличаются от обычных ПК.

Server (от англ. to serve – обслуживать) — дословно «обслуживающее устройство». Расшифровав это понятие на наш родной русский язык, можно сказать, что это устройство, обслуживающее запросы клиентов. Обслуживание может происходить как программно, так и аппаратно. В связи с этим, выделяют два вида серверов — аппаратный и программный.

стойки

Посмотрим на первое различие между сервером и персональным компьютером. Пользователь использует компьютер для работы и имеет к нему открытый доступ. В то время как доступ к серверу (аппаратному) обычно ограничен и пользоваться им имеет право только специализированный персонал. Сервера в основной своей массе работают круглосуточно, так как обслуживают запросы клиентов. Их отключение происходит для проведения профилактических работ или при выходе их из строя, но при этом его заменяют часто дублирующим сервером, чтобы не прерывать рабочий процесс.
Программный сервер

Данный вид сервера – это комплекс программного обеспечения, отвечающий за обработку запросов клиентов. Он подразумевает под собой систему «клиент-сервер». Такая система позволяет централизованно хранить и обрабатывать данные, а также дает возможность получать доступ к ним нескольким пользователям, разнесенным территориально.

Большое количество операций и запросов накладывает на аппаратную комплектацию сервера определенные требования. Эти требования разнятся из-за выполняемого функционала. Например:

  • Почтовый сервер — программное обеспечение, отвечающее за хранение, обработку и пересылку электронных писем и сообщений;

  • Файловый сервер — набор аппаратно-программных средств, обеспечивающий хранение больших объемов данных и контролирующий доступ к ним. Важную роль тут играют массивы жестких дисков.

Посмотрим из чего аппаратно состоят сервера.
Оперативная память

памятьсер

Поскольку сервера должны отвечать на запросы клиентов, предоставляя корректные данные в ответ, всё оборудование сервера защищено различными системами защиты от ошибок. Так в серверах используются планки памяти с контролем четности (ECC) из-за присутствия вероятности ошибок в оперативной памяти.

К примеру, если подобная ошибка произойдет на обычном компьютере, то потери в таком случаем будут невелики. Если же это произойдет во время работы сервера, который, например, обслуживает систему электронных торгов, то возможны потери, которые могут повлечь за собой значительные финансовые расходы.

Помощником в обеспечении корректности данных также служит избыточное кодирование. Принцип состоит в добавлении служебной информации к данным, которая при искажении позволит восстановить их истинность. Но это всё равно не гарантирует исправление абсолютно всех ошибок.

В итоге, платы такого типа содержат нечетное количество чипов и стоят дороже плат для обычных компьютеров.
Жесткие диски

В связи с тем, что основную массу времени к серверу обращается одновременно несколько пользователей, от системы хранения данных требуется высокая производительность и, конечно, надежность. В серверах используют два типа жестких дисков: электромеханические и твердотельные.

хранение

SSD (Solid Disk Drive) – твердотельные накопители конструктивно не имеют движущихся частей и построены только на базе чипов и микросхем. Это дает большой прирост производительности из-за малого времени доступа к данным. Но они существенно дороже своих механических собратьев и имеют ограниченное количество циклов чтения-записи.

Для увеличения производительности и сокращения времени доступа на электромеханических дисках скорость вращения шпинделя доведена до 15000 оборотов в минуту. Это приводит к необходимости отвода тепла, вырабатывающегося в процессе работы. Они могут как сами снабжаться системой охлаждения, так и иметь встроенную в корпус сервера систему в месте их монтажа.

Интерфейсы подключения жестких дисков в серверах тоже отличаются от простых компьютеров. Для обеспечения скорости и объема при передаче данных применяются такие стандарты как SCSi и SAS.

Часто в серверах, отвечающих за обработку критически важных данных, используют систему «горячей» замены дисков, то есть, не выключая сервера, можно отключить винчестер и смонтировать на его место новый. Для обеспечения возможности данной процедуры в корпусах, предназначенных для серверов, предусмотрены специальные «корзины» для жестких дисков.

корзинка

Резервирование данных

Любые данные, хранящиеся на сервере, должны быть защищены от возможных сбоев, как аппаратной, так и программной частей. На аппаратном уровне за это отвечает RAID. В переводе на человеческий – избыточный массив жестких дисков. Такие массивы содержат различное количество жестких дисков в зависимости от организационного уровня (0-6) и обеспечивают защиту от потери или искажения данных. Они позволяют обеспечить «горячую» замену жестких дисков, и при этом клиенты не заметят снижения производительности или потерю информации.

Для создания массива существуют специальные контроллеры. Они могут быть встроенными в материнскую плату и иметь отдельное исполнение. Иногда, для повышения отказоустойчивости они снабжаются отдельным модулем питания.
Охлаждаем сервера

Минимальная конфигурация, которую можно называть полноценным сервером, содержит два физических процессора (в каждом по несколько ядер). Прибавьте сюда высокопроизводительные жесткие диски, модули оперативной памяти, систему питания и другие компоненты. Все они потребляют энергию и выделяют тепло, намного больше чем обычные ПК. Поэтому к устройству системы охлаждения серверов подходят очень основательно.

прохлада

Набор устройств, применяющихся для охлаждения, принципиально не отличается от пользовательских компьютеров, но их устройство и расположение уже другие. Вентиляторы имеют больший ресурс эксплуатации и построены на базе подшипников качения. Все важные чипсеты и микросхемы оборудованы радиаторами. Обязательно наличие вентиляторов в системе хранения данных.

Все вентиляторы имеют обратную связь, то есть датчики числа оборотов, и могут регулироваться аппаратно или программно. Для снятия показаний температуры на различных аппаратных составляющих внутри корпуса сервера, располагаются специальные датчики для фиксации температуры.

Иногда используют сдвоенные вентиляторы для создания более мощного потока воздуха и защиты от перегрева в случае выхода из строя одного из них.