Серверные компоненты: из чего состоит и как работает сервер
Банальный вопрос - задумывались ли вы когда-нибудь над тем, как работает Интернет? Как получается, что доступ к корпоративным приложениям и веб-сайтам, как и отправка электронной почты осуществляются одним нажатием кнопки? Ответ на этот вопрос кроется в сервере.
Сервер – краеугольный камень нашего современного цифрового мира. Если упрощать, сервер — мощный компьютер, предназначенный для вычислений, хранения и управления данными, приложениями и другими ресурсами. Он похож на цифровое хранилище с информацией, которая выдается пользователям по запросу. Как и, например, ваш компьютер, сервер состоит из аппаратной части (процессоры, память, устройства хранения) и программного обеспечения, которое заставляет «железо» работать определенным образом. Именно в этом сочетании рождается магия, которая обеспечивает работу всего – от социальных сетей до торговых онлайн-платформ - и делающая жизнь проще и удобнее, буквально на расстоянии одного клика мышкой.
Давайте подробнее посмотрим, какие компоненты находятся внутри сервера.
Компоненты сервера
На аппаратном уровне серверы обычно состоят из монтируемого в стойку шасси, содержащего материнскую плату, одного или нескольких процессоров, памяти, устройства хранения, сетевого интерфейса, блока питания и системы охлаждения.
Материнская плата
Центральный компонент сервера – материнская плата. Она служит платформой для подключения других компонентов. Плата обычно содержит несколько разъемов и портов, которые позволяют аппаратным компонентам (процессору, памяти, накопителям и сетевым интерфейсам) подключаться и взаимодействовать друг с другом.
Важной частью материнской платы является микропрограмма, которая управляет процессом загрузки и обеспечивает низкоуровневый контроль над аппаратными средствами – BIOS (базовая система ввода-вывода).
Материнская плата имеет решающее значение для производительности, надежности и масштабируемости сервера, поэтому при ее выборе следует учитывать такие вещи, как количество процессорных гнезд, тип поддерживаемой оперативной памяти, количество слотов PCIe, количество портов SATA или SAS.
Процессор
Процессор (СPU) – основа основ, «мозги» сервера, отвечающие за выполнение команд, обработку данных и проведение вычислений. Скорость и производительность процессора определяют, насколько быстро сервер может выполнять задачи.
В большинстве серверов используют процессоры, предназначенные для серверного использования, которые оптимизированы по производительности, надежности и энергоэффективности.
При выборе процессора необходимо учитывать такие факторы, как количество ядер, тактовая частота, объем кэш-памяти и энергопотребление. Кроме того, тип процессорного гнезда на материнской плате должен быть совместим с выбранным процессором.
Оперативная память
Оперативная память (RAM) представляет собой временное хранилище, которое используется сервером для хранения обрабатываемых данных и ускорения обработки запросов.
Процессор сервера обращается к данным в оперативной памяти гораздо быстрее, чем к данным на жестком диске, поэтому наличие достаточного объема оперативной памяти является залогом хорошей производительности сервера.
Накопители
Для хранения данных и приложений серверам требуются большой объем памяти. Устройства хранения могут быть внутренними или внешними и подключаться к серверу через различные интерфейсы, такие как SATA, SAS или SCSI.
Наиболее часто в серверах используются жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD). Некоторые серверы также используют сети хранения данных (SAN) или сетевые устройства хранения данных (NAS) для обеспечения дополнительной емкости.
Выбор устройств хранения данных для сервера зависит от его назначения. Например, для веб-сервера может потребоваться быстрый доступ к часто используемым файлам, поэтому оптимальным выбором может стать твердотельный накопитель (SSD). С другой стороны, серверу баз данных может потребоваться высокоскоростное хранилище большой емкости, поэтому лучшим выбором может стать сеть хранения данных (SAN).
Сетевые интерфейсы
Для взаимодействия с другими устройствами и предоставления услуг клиентам серверам требуется подключение к сети. Сетевые интерфейсы могут быть встроены в системную плату или добавлены с помощью плат расширения.
В большинстве серверов для подключения к сети используется Ethernet, хотя в специализированных приложениях могут применяться и другие сетевые технологии, например Fibre Channel.
При выборе сетевого интерфейса для сервера важно учитывать скорость работы интерфейса, необходимое количество интерфейсов и тип используемых кабелей. Кроме того, сетевой интерфейс должен быть совместим с операционной системой сервера.
Блок питания
Блок питания — это важнейший компонент, обеспечивающий необходимую мощность для работы сервера. Блок питания преобразует энергию, поступающую от розетки, в форму, которую может использовать сервер. Выбор блока питания является важным решением, поскольку от него зависит надежность и энергоэффективность сервера.
Система охлаждения
Серверы выделяют большое количество тепла, поэтому для предотвращения их перегрева необходима система охлаждения. Она может включать в себя вентиляторы, радиаторы или жидкостные системы охлаждения. Выбор системы охлаждения зависит от назначения сервера и количества выделяемого им тепла.
Программные компоненты
Как минимум, сервер требует наличия двух программных компонентов: операционной системы и приложения. Операционная система выступает в качестве платформы для выполнения серверного приложения.
Она обеспечивает доступ к базовым аппаратным ресурсам и предоставляет сервисы, от которых зависит работа серверных приложений. Помимо этого, ОС обеспечивает связь клиентов с серверными приложениями. Например, IP-адрес и полное доменное имя сервера назначаются на уровне операционной системы.
Серверные приложения — это программы, которые выполняются на сервере и предоставляют клиентам определенные услуги. Именно они и делают основную «магию». Используя возможности аппаратных компонентов сервера они решают задачи, связанные с обработкой запросов, хранением и обработкой данных.
При этом серверные приложения используются не только для предоставления данных конечным пользователям, но и для взаимодействия с другими серверными системами, приложениями и оборудованием (простой пример, приложение защиты сетевого трафика).
Виды серверов
В зависимости от определенных задач, которые сервер должен выполнять, определяют типы северов. Каждый тип имеет свои требования к аппаратному и программному обеспечению. К числу самых распространенных типов относятся:
Веб-сервер
Размещает веб-сайты и веб-приложения и отвечают на запросы веб-клиентов. Для передачи данных между сервером и клиентами веб-серверы используют различные протоколы, такие как HTTP и HTTPS. К числу распространенных веб-серверов относятся Apache, Nginx и Microsoft IIS.
Сервер баз данных
Управляет базами данных и обрабатывают запросы клиентов на получение или обновление данных. Для хранения и управления данными используются различные системы управления базами данных, такие как MySQL, Oracle и Microsoft SQL Server
Файловый сервер
Хранят и управляют файлами, к которым могут обращаться клиенты. Это основной тип сервера, обычно используемый в организациях, где большому количеству пользователей необходим доступ к файлам, которые удобнее и надежнее хранить на сервере, чем на персональном компьютере. Для обмена файлами между сервером и клиентами используются различные протоколы совместного использования файлов, такие как NFS и SMB.
Сервер электронной почты
Обеспечивает обмен сообщениями между клиентами и предоставляют услуги хранения и поиска электронной почты. Для передачи сообщений электронной почты между сервером и клиентами используются различные протоколы электронной почты, такие как SMTP и IMAP.
Прокси-сервер
Выполняют роль связующего звена между хост-сервером и клиентским сервером. Прокси-сервер отправляет данные с веб-сайта на IP-адрес вашего компьютера после того, как они проходят через сервер прокси-сервера. Такая практика обеспечивает дополнительный уровень безопасности, поскольку информация запрашивается и передается от источника к прокси-серверу, а не напрямую от клиента к другому пользователю. Прокси-сервер может отфильтровывать различные вредоносные объекты Интернета.
Сервер приложений
Подключает клиентов к программным приложениям через виртуальные серверные соединения. Это позволяет пользователям не загружать данные на собственное оборудование для доступа к приложениям. Серверы приложений могут эффективно размещать большие объемы прикладных данных для многих пользователей одновременно, что делает их идеальным решением для предприятий.
FTP-сервер
Используется для перемещения файлов с одного компьютера на другой. Загруженные файлы перемещаются с вашего компьютера на сервер, а скачанные файлы извлекаются с сервера на ваше устройство. Под протоколом передачи файлов также понимается метод использования сервера для соединения одного компьютера с другим с целью безопасного обмена данными.
Сервер печати
Предоставляет пользователям доступ к одному или нескольким подключенным к сети устройствам печати. Сервер печати выполняет роль очереди для заданий на печать, отправляемых пользователями. Некоторые серверы печати могут определять приоритеты заданий в очереди на печать в зависимости от типа задания или от того, кто его отправил.
Сервер системы доменных имен (DNS)
Преобразует читаемые доменные имена компьютеров в IP-адреса на компьютерном языке. DNS-сервер принимает от пользователя поисковые данные и находит запрашиваемый IP-адрес для доставки на клиентское устройство.
Игровой сервер
Крупные игровые сети используют серверы для подключения пользователей со всего мира. На этих серверах размещаются многопользовательские онлайновые игры.
Сервер VPN
Позволяет получать безопасный доступ к частной сети и удаленно обмениваться данными через публичные сети.
Итог
Рассмотрев компоненты, из которых состоит сервер, а также типы серверов, в принципе уже становится понятно, как все работает. Упрощенно это можно описать так: клиент отправляет запрос на сервер, который через сетевые интерфейсы поступает в серверное приложение, где обрабатывается в соответствии с логикой приложения, в обработке используются оперативная память и процессор.
При необходимости сервер запрашивает данные, хранящиеся на жестком диске или на другом сервере. Затем в приложении формируется ответ, который доставляется с помощью сетевых протоколов обратно клиенту. Вот она «магия» - результат слаженной работы множества компонентов и сотен тысяч строк программного кода, который для обычного пользователя умещается в один клик мышкой.
В заключение следует отметить, что серверы невероятно важны в нашем мире. Без них мы не смогли бы получить доступ к огромному количеству информации, к многообразному программному обеспечению, не смогли бы быть продуктивными в своей работе. Именно серверы помогают повышать производительность, эффективность и гибкость бизнеса.
С ростом спроса на цифровизацию серверы будут и дальше играть важнейшую роль в нашей жизни, поэтому очень важно понимать, как они работают и как могут помочь нам в достижении наших целей. Только обеспечив себя качественными и надежными серверами, которые, например, производит Delta Computers, можно и дальше полагаться на них в предоставлении необходимых товаров и услуг.
