Urządzenia serwerowe

W typowym systemie informatycznym, wykorzystującym technologię webową, można rozróżnić cztery poziomy: od 0 do 3. Niektórzy wyodrębniają jeszcze poziom 4 (zarządzanie). Najbliżej internetu usytuowany jest poziom 0, a najdalej poziom 3. Poniżej podano, jakie elementy pracują w każdym z tych czterech poziomów. Te zadania, które mogą być realizowane przez urządzenia serwerowe, zostały wyróżnione. Poziom 0 zwany jest obszarem połączenia i w jego zasięgu znajdują się elementy, takie jak: rutery, zapory ogniowe, bramy VPN, bufory webowe i przełączniki. Poziom 1 to właściwa warstwa WWW – znajdziemy tu elementy, takie jak: akceleratory SSL, akceleratory XML, urządzenia równoważące obciążenia, serwery webowe, urządzenia pozycjonujące witryny WWW (Web hosting) i przełączniki. Poziom 2 to warstwa aplikacji. W tym obszarze pracują najczęściej następujące urządzenia: serwery aplikacji, urządzenia równoważące obciążenia, bramy VPN i przełączniki. No i wreszcie poziom 3 (obszar baz danych), w którym pracują serwery zarządzające bazami danych, stacje pamięci masowej i przełączniki.

Urządzenie serwerowe, popularnie zwane serwerem, jest kojarzone ze stroną świadczącą usługi w architekturze klient/serwer, który stanowi komputer o dużej mocy przetwarzania z sieciowym systemem operacyjnym. Serwer zapewnia przyłączonym stacjom roboczym obsługę ich żądań, przez współdzielenie istniejących zasobów (archiwizacji, plików bazodanowych, drukarek, skanerów, dysków lub usług katalogowych i komunikacyjnych).

Do zadań serwera należy:

• przechowywanie modułów programów narzędziowych systemu operacyjnego,
• przechowywanie programów aplikacyjnych i danych użytkownika,
• zarządzanie systemem plików,
• zarządzanie dostępem użytkowników do zasobów sieci,
• zarządzanie siecią i śledzenie jej pracy pod kątem bezpieczeństwa obsługi.

Specjalistyczne funkcje serwera określa jego oprogramowanie aplikacyjne.

Ze względu na wydajność serwery można podzielić:

• do obsługi grup roboczych,
• dla przedsiębiorstw,
• superserwery (największa moc przetwarzania) stosowane w środowiskach naukowych i badawczych.

Problemy instalacyjne

Przed instalacją serwera w firmie należy rozważyć trzy kwestie:

1. Oszacujmy, jakim zadaniom powinien sprostać podstawowy serwer funkcjonujący w przedsiębiorstwie i ile może nas kosztować, gdy zdecydujemy się na standardowe rozwiązanie. Choć duże przedsiębiorstwa potrzebują potężnych serwerów, które są w stanie świadczyć usługi setkom użytkowników i mogą odpowiadać na wiele tysięcy odwołań, dzień w dzień kierowanych za pośrednictwem łącza internetowego do witryny webowej, to praktyka mówi jednak, że większość firm nie ma tak dużych wymagań. Serwery pracujące w ich systemach informatycznych obsługują dziennie kilkaset lub co najwyżej kilka tysięcy żądań kierowanych do witryny webowej. Dlaczego więc płacić za dziesiątki tysięcy odwołań, skoro wiemy, że odwołań takich będzie kilkadziesiąt razy mniej?
2. Małe przedsiębiorstwa nie mają dużych wymagań, jeśli chodzi o oprogramowanie, a w rzeczywistości bywa tak, iż programy instalowane na serwerach kosztują dużo. Zdarza się nieraz, że sprzęt jest tańszy niż oprogramowanie. Wielu użytkowników może zadowolić to, co oferują urządzenia serwerowe.
3. Duży standardowy serwer to bardzo skomplikowane rozwiązanie, nad którym kontrolę musi sprawować nieraz nawet kilku informatyków. Małych przedsiębiorstw często nie stać na zatrudnienie informatyków zarządzających systemem. W przypadku urządzeń serwerowych sprzęt i oprogramowanie są tak zaprojektowane i zintegrowane ze sobą, że raz skonfigurowane właściwie nie wymagają specjalnej opieki. Urządzenia te są najczęściej bardzo łatwe w obsłudze, a wiele z nich pracuje pod systemem operacyjnym Linux (ukrytym głęboko w tle), co jeszcze bardziej obniża koszty eksploatacji systemu.

Trzeba też wziąć pod uwagę fakt, że urządzenia serwerowe pobierają dużo mniej energii niż tradycyjne serwery. Zwykły pecet pobiera ok. 200 W, serwer co najmniej 300 W, a urządzenie serwerowe poniżej 100 W. Pomimo tego, że urządzenie serwerowe wykonuje określone zadanie (buforuje dane, obsługuje sieci VPN lub szyfruje/deszyfruje dane), jest to nadal niezależna jednostka obliczeniowa, która może obsługiwać dowolną aplikację, oferując użytkownikowi standardowe usługi sieciowe, takie jak na przykład Telnet (wiersz polecenia). To też się liczy.

Bramy obsługujące wirtualne sieci prywatne

W tej grupie znajdują się urządzenia serwerowe, które pozwalają tworzyć wirtualne sieci prywatne i łączyć ze sobą w bezpieczny sposób pracowników, klientów i aplikacje biznesowe. Jest to doskonała alternatywa dla takich rozwiązań jak dalekosiężne połączenia telefoniczne i linie dzierżawione.

Akceleratory 'e-commerce

W tej grupie znajdują się urządzenia serwerowe przetwarzające połączenia SSL. Mogą one też wykonywać dodatkowe zadania, np. klasyfikować transakcje XML i przyspieszać ich przetwarzanie. Są to najczęściej bardzo cienkie urządzenia (wysokość 1 lub 2U).

Zarządzanie ruchem sieciowym (równoważenie obciążeń)

Urządzenia takie wyrównują obciążenia dzięki sterowaniu aplikacjami w poszczególnych warstwach modelu OSI (od warstwy 4 do warstwy 7). Urządzenia te wykorzystują rzeczywisty czas reakcji serwerów do zarządzania ruchem pakietów w sieci i realizują następujące zadania:

• wyrównują obciążenia,
• wykorzystując mechanizm sterowania aplikacjami w warstwie 4, dzięki systemowi nadawania priorytetów na podstawie czasu reakcji serwerów;
• zmniejszają opóźnienia, dzięki elastycznym rozwiązaniom sterującym aplikacjami, które korzystają z usług sieci rozległych;
• współpracują z wieloma popularnymi aplikacjami używanymi do wyrównywania obciążeń i zarządzania ruchem pakietów.

Pozycjonowanie stron webowych (Web hosting)

Urządzenia te oferują wszystkie opcje, jakie są niezbędne przy udostępnianiu serwisów WWW. Są one zwykle bardzo cienkie (1U), tak iż w jednej szafie można umieścić kilkadziesiąt urządzeń pozycjonujących strony WWW. Używając standardowej przeglądarki, użytkownik może już po kilkunastu minutach przystąpić do konfigurowania serwera (takich aplikacji jak na przykład Apache i programu Sendmail), zapewniając klientom bezpieczny dostęp do kont WWW. Do tworzenia i modyfikowania serwisów WWW można tu używać zarówno aplikacji FTP, jak i takich programów jak Microsoft FrontPage. łatwe w obsłudze formularze internetowe służą do tworzenia wirtualnych domen i udostępniania ich internautom.

Akceleratory szyfrowania

Jeśli ktoś poważnie myśli o biznesie opartym na Internecie, to powinien wiedzieć, że akcelerator szyfrowania jest w tym wypadku niezbędnym elementem systemu informatycznego. Wyjaśnienie jest proste: po tym, jak klient połączy się z witryną webową i wypełni formularz zamówienia, a następnie wprowadzi informacje o swojej karcie kredytowej czy koncie bankowym, jest uruchamiana sesja Secure Sockets Layer, po to, aby dane zaszyfrować. Teraz serwer odwołuje się do układu CPU, który musi zacząć wykonywać szereg skomplikowanych obliczeń, co bardzo spowalnia całą operację. Jeszcze niedawno, gdy mało kto słyszał o akceleratorach szyfrowania, jedyne rozwiązanie mogło polegać na zainstalowaniu w przedsiębiorstwie większej liczby serwerów webowych. Obecnie nie trzeba się już decydować na ten kosztowny krok – wystarczy kupić odpowiednią kartę i zainstalować ją w wolnym gnieździe PCI albo nabyć oddzielne urządzenie i postawić je obok serwera. Zarówno karta, jak i wolno stojące urządzenia odciążają układy CPU, wykonując szybko wszystkie zadania związane z kodowaniem i dekodowaniem danych. Testy przeprowadzone z udziałem akceleratorów szyfrowania wykazują, że serwer webowy, wykonujący normalnie w ciągu pięciu minut ok. 2000 transakcji (obsługujący w ciągu jednej sekundy ok. 10 klientów zgłaszających swe żądania przez sieć), potrafi po zainstalowaniu akceleratora wykonać w ciągu pięciu minut 4200 transakcji i obsłużyć w ciągu jednej sekundy 100 klientów.

Bufory webowe

Jest to rodzina urządzeń serwerowych, które zwiększają wydajność serwerów WWW (przechowując na dyskach twardych strony webowe) i zapewniają użytkownikom transmisje strumieniowe wysokiej jakości, zmniejszając tym samym koszty połączeń. Rozwiązanie to powinno zainteresować przede wszystkim tych, którzy udostępniają internautom nie tylko strony webowe, ale dodatkowo pliki audio i wideo.

Istnieją trzy typy buforów internetowych.

• bufor usytuowany blisko klienta, instalowany tam po to, aby nie trzeba było sięgać do zasobów źródłowych (czyli do serwera usytuowanego daleko),
• bufor przezroczysty, instalowany na obrzeżach sieci WAN,
• bufor zwrotny, instalowany w bezpośredniej bliskości serwera webowego.

Współczynnik odwołań trafionych pozwala stwierdzić, jaka część przepustowości sieci WAN pozostaje, dzięki zastosowaniu bufora, do dyspozycji innych aplikacji. I tak na przykład, jeśli współczynnik ten wynosi 50%, to połowy obiektów (tych, które muszą być dostarczone przeglądarkom uruchomionym przez poszczególnych klientów) nie trzeba odczytywać z odległych serwerów webowych, ale z lokalnego bufora.

Komputery internetowe

Urządzenia serwerowe wspierają pracę serwerów webowych, świadczących swe usługi klientom. Rolę klientów pełnią najczęściej zwykłe komputery PC. Poszukując nowych rozwiązań, producenci wymyślili komputer (mając nadzieję, że zainteresuje on głównie przedsiębiorstwa) będący terminalem internetowym. Urządzenie takie to nic innego jak prosty pecet, niedrogi i bardzo tani w eksploatacji. Koszt takiego komputera jest na tyle niski, że w razie poważniejszego uszkodzenia nie opłaca się go reperować. Trzeba tylko zadbać o to, aby dane przechowywane na takim internetowym komputerze archiwizować w regularnych odstępach czasu. Jego użytkownik zdejmuje obudowę z komputera tylko wtedy, gdy zachodzi potrzeba zwiększenia pojemności dysku twardego lub dołożenia kolejnego modułu pamięci RAM. Standardowy komputer internetowy nie dysponuje złączami ISA lub PCI, w których można by instalować dodatkowe karty. Decydując się na zakup urządzenia internetowego można wybrać sprzęt oparty na starszych rozwiązaniach (wyposażony w porty szeregowe i równoległe) lub taki, w którym producent zainstalował wyłącznie szybkie porty USB (Universal Serial Bus).