Чем отличается серверное оборудование от обычного. Конфигурации домашнего сервера

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:

1. Сервер должен обработать запросы всех пользователей с максимальным уровнем быстродействия.
2. Сервер должен работать непрерывно, даже штатные перезагрузки — крайне нежелательны. На сетевом сленге непрерывность работы сервера называется «аптайм».
3. Тем более нежелательно отключение всего сервера при необходимости замены какого-либо компонента. Способность не выключать целое при замене частного можно назвать «горячим подключением».

Как это понимать на практике? Возьмем доступ к интернету — провайдер предоставляет соединение с заданной скоростью, ведет учет трафика и платежей. Все это осуществляется благодаря работе серверных компьютеров - и даже в простейшем случае речь идет о тысячах пользователей. И все эти пользователи должны спокойно получать оплаченный набор услуг, а не гневаться из-за задержек или отсутствия связи.

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?

За последние годы в типичной домашней компьютерной сети появилось множество ресурсоемких сервисов, для работы которых требуется отдельный компьютер — мини-сервер. Для чего же нужны, какими бывают и на что способны домашние серверы.

Десятилетие назад пределом мечтаний любой среднестатистической семьи было обзавестись хотя бы одним компьютером с доступом в Интернет: родителям и детям приходилось работать за ним поочередно. Как говорится — в тесноте, да не в обиде. Сейчас же личный ноутбук, планшет или смартфон, а зачастую все три устройства сразу, есть почти у каждого взрослого человека и даже ребенка.
Из-за этого современные жилища по вечерам превращаются в подобие читального зала, где каждый член семьи уединяется в своей комнате за веб-серфингом, просмотром кинофильмов или компьютерными играми. Тем не менее, компьютеры в домах отнюдь не разрознены, а являются частью небольшой локальной сети. Сравнительно недавно список сетевых устройств пополнили умные телевизоры и медиаплееры с выходом в Интернет. Но многим пользователям этого мало и нередко под различные сетевые задачи выделяется целый компьютер, выступающий в роли сервера.

Зачем нужен домашний сервер

В качестве сервера обычно используется тот же десктоп, за которым люди ежедневно работают, или ноутбук, который вообще-то не предназначен для безостановочного, в течение многих месяцев функционирования. Такой подход, конечно, имеет право на жизнь, да и с финансовой точки зрения он выгоднее, но назвать его рациональным нельзя. Во-первых, запуск на таком компьютере ресурсоемкого приложения, например современной игры с трехмерной графикой, повлечет за собой снижение скорости обмена данными. Во-вторых, для создания домашнего сервера далеко не во всех случаях необходим мощный ПК, который, работая круглосуточно, будет потреблять массу электроэнергии, да еще и изрядно шуметь. В-третьих, компьютер, за которым ежедневно работаешь, можно случайно выключить или перевести в спящий режим, а ноутбук и вовсе захватить с собой в дорогу, тем самым нарушив всю домашнюю компьютерную инфраструктуру. Учитывая вышесказанное, не возникает даже малейшего сомнения в целесообразности использования отдельного устройства — домашнего сервера.

Слово «сервер» у многих людей ассоциируется со сверхмощным компьютером, который из-за внушительных размеров и высокого уровня шума устанавливается в отдельной комнате. Но это верно лишь в отношении вычислительных систем крупных предприятий и научных лабораторий, тогда как домашний сервер являет собой полную противоположность — компактное, энергоэффективное и почти бесшумное устройство. Небольшие размеры мини-сервера позволяют установить его в укромном месте: на полке, под столом или за телевизором, чтобы не портить интерьер комнаты. Минимальное энергопотребление позволит не опасаться разорительных счетов за электричество, а низкий уровень шума или его полное отсутствие не помешает сну.

Как использовать мини-сервер

Мини-серверу можно смело поручить выполнение самых разных задач, в результате чего появится возможность реже включать настольный компьютер и всегда брать с собой в дорогу ноутбук, а не оставлять его дома. Все задачи, с которыми способен справиться мини-сервер, можно условно разделить на несколько основных групп.

• Сетевое хранилище . Одной из самых частых ролей, которые берет на себя домашний сервер, является сетевое хранилище (Network Attached Storage, NAS). Такой подход позволяет предоставить доступ к фильмам и музыке всем сетевым устройствам. Кроме того, с помощью NAS удобно обмениваться только что снятыми смартфоном фотографиями и видеороликами: их нужно лишь загрузить в сетевое хранилище и можно просматривать на компьютере или телевизоре. При желании доступ к файлам из хранилища можно предоставить по протоколу FTP, благодаря чему они станут доступны но вводу пароля еще и пользователям, находящимся за рамками домашней сети.

• Медиасервер . Унифицированный стандарт DLNA позволяет электронным устройствам обмениваться друг с другом мультимедийным контентом. Мини-сервер, поддерживающий этот стандарт, может транслировать видеопоток на телевизор с поддержкой DLNA, планшетный компьютер или смартфон.

• Узел пиринговой сети . Процесс загрузки файлов по протоколу BitTorrent на высокой скорости и последующая их раздача ощутимо нагружают жесткий диск и замедляют обмен данными в сети. Поэтому разумно перепоручить выполнение этой задачи домашнему серверу, обладающему собственным жестким диском или даже несколькими. Клиент BitTorrent, как правило, входит в стандартный набор приложений мини-серверов, если же предустановленного приложения в меню не оказалось, его можно установить вручную.

• Веб-сервер . По правде говоря, аренда вебхостинга сейчас стоит сущие копейки, так что устанавливать дома мини-сервер лишь для запуска на нем веб-сайта вряд ли оправданно. Но если вы уже обзавелись домашним сервером для выполнения других задач, почему бы не использовать его еще и в качестве веб-сервера, к примеру для персонального блога?

• Видеонаблюдение . Чтобы следить за домом и приусадебным участком во время пребывания на работе, нужна система видеонаблюдения. Установить обычные веб-камеры или беспроводные IP-камеры по периметру дома не составит труда, а храниться сделанные ими фотографии и видеозаписи будут на мини-сервере. Если на территорию проникнут посторонние липа, специальное программное обеспечение мгновенно отправит на мобильный телефон-сигнал SOS. А в случае чрезвычайного происшествия наблюдать за обстановкой в доме можно будет удаленно, с ноутбука или планшета.

• Обработка видео . Если вам нужно перекодировать видеоролик или отрендерить смонтированный фильм, приготовьтесь подождать от нескольких часов до суток, причем ПК в это время не будет пригоден для иной деятельности. Так что лучше отдать эту работу на откуп серверу.

• Игровой сервер . Чтобы играть с друзьями в многопользовательские шутеры, один из компьютеров должен исполнить роль сервера.

Если же имеется домашний сервер, то игру можно не выключать сутками напролет, благодаря чему ваши друзья в любое время смогут присоединиться к сетевым баталиям.

Системный блок для сервера

В зависимости от потребностей домашний сервер может представлять собой устройство разного размера и форм-фактора. Простейший мини-сервер состоит из беспроводного маршрутизатора и внешнего жесткого диска с интерфейсом USB. Такое решение сгодится на роль сетевого хранилища, а после установки на маршрутизатор альтернативной прошивки, к примеру OpenWrt или DD-WRT, — еще и на роли веб-сервера и клиента BitTorrent.
Если понадобится более емкий и быстрый сетевой накопитель, рекомендуем выбрать NAS-систему. Такое устройство оснащается двумя или четырьмя жесткими дисками, объединенными в RAID-массив, парой гигабитных адаптеров Ethernet и, как правило, предустановленным клиентом BitTorrent.
Если нужен компактный домашний сервер, который в то же время обладал бы возможностями полноценного компьютера, стоит присмотреться к неттопам — миниатюрным системным блокам, построенным на базе экономичных процессоров Intel или AMD. При желании мини-компьютер можно собрать собственноручно на основе материнской платы Mini-ITX или Barebone-системы — почти готового к использованию компьютера, в который нужно установить лишь модули оперативной памяти и жесткий диск, после чего можно заняться вопросом размещение серверов в датацентре . Такие решения, как правило, могут похвастаться более производительным, чем у неттонов, процессором, а значит, подойдут для обработки видео и запуска игрового сервера.

Конфигурации домашнего сервера

Итак, из чего должен состоять домашний сервер? Прежде всего, определимся с общими требованиями к его конфигурации.

• Компактность . Мини-сервер необязательно должен быть под рукой: ничто не мешает убрать его в кладовку или даже на балкон. Тем не менее собирать его в полноразмерном tower нерационально, обычная городская квартира отнюдь не резиновая, и место в ней весьма и весьма ограниченно. Потому есть смысл использовать малогабаритный баребон или компактный корпус формата Mini-ITX.

• Быстрый сетевой адаптер . Ни монитора, ни клавиатуры с мышью у уважающего себя сервера нет, всякий обмен данными с внешним миром он получает исключительно по сети. Потому без гигабитного сетевого адаптера (а то и двух) не обойтись. Как бы ни было велико искушение избавиться от сетевой инфраструктуры с помощью адаптера Wi-Fi или Powerline (HomePlug), подключать сервер придется витой парой категории 5е или 6, только она сможет обеспечить пропускную способность, необходимую для многих сетевых сервисов.

• Емкая, быстрая и надежная дисковая подсистема . Одним из наиболее востребованных сетевых сервисов является хранение данных. В самом деле, зачем искать интересующий вас фильм или дистрибутив нужной программы среди нескольких сетевых компьютеров, если можно приспособить для хранения сервер? Разумеется, емкость дисковой системы должна быть достаточной, чтобы вместить все то, что члены семьи сочтут нужным сохранить: видеофильмы и видео, фотоархивы, полезные программы и т.д. Также важна скорость доступа к этим материалам: кто захочет ждать по 30-40 минут, пока с сервера загрузится нужный файл. С надежностью, в общем-то, и так все ясно — при потере 3-4 Тб информации восстановление может занять много Бремени, а кое-что и вовсе реанимировать не удастся. Всем этим условиям удовлетворяет RAID-массив из нескольких жестких дисков.

• Низкий уровень шума и эффективное охлаждение . Если вы так и не собрались перенести сервер на балкон, вам может мешать шум его вентиляторов, особенно ночью. Поэтому следует позаботиться о том, чтобы сервер не сильно грелся и его система охлаждения имела тихие низкооборотные вентиляторы. Тут важно не переборщить с мощностью: тоновый восьмиядерный процессор домашнему мини-серверу чаще всего ни к чему, вполне можно обойтись экономичной моделью невысокого уровня.

• Производительность . В какой-то степени это требование находится в противоречии с предыдущим, и вам придется искать компромисс между ними. Ключевое значение имеет круг задач, которые предполагается возложить на мини-сервер. Если, скажем, вы собираетесь использовать его для «тяжелых» вычислений, таких как кодирование и рендеринг видео, волей-неволей придется установить что-нибудь вроде Intel Core i5-2500k и мириться с шумной системой охлаждения. Если же сервер в основном будет использоваться как хранилище, можно смело экономить на процессоре и ограничиться чем-нибудь бюджетным.

• Надежность . В последнюю очередь упомянем надежность самого сервера. Увы, домашним мини-серверам не доступны практически все серверные технологии повышения надежности, поэтому следует сделать акцент на компонентах от зарекомендовавших себя производителей и на качественной сборке системы. Также стабильности добавит источник бесперебойного питания: он обеспечит непрерывную работу мини-сервера при кратковременных сбоях питания и защитит оборудование при серьезных проблемах в электросети.

Комплектуем свой мини-сервер

В завершение дадим краткий обзор компонентов, из которых мы собрали мини-сервер, послуживший тестовым стендом для разного рода испытаний.
Миниатюрный и легкий неттоп можно закрепить на задней панели монитора или телевизора.

• Системная плата ASUS P8H67-I . Из богатейшего набора системных плат Mini-ITX, имеющихся на рынке, мы выбрали плату, оборудованную сокетом LGA1155, с прицелом на достаточно мощный универсальный минисервер. Также нас интересовал встроенный RAID-контроллер, с помощью которого можно построить по-настоящему производительное и надежное сетевое хранилище.

• Процессор Intel Core 13-2100 . С одной стороны, способен обеспечить высокое быстродействие, а с другой — хорошо вписался в наш ограниченный энергобюджет (65 Вт из 180 Вт).

• Память Apacer 2×1 Гб DDR3-1333 . Большой объем памяти нашему серверу ни к чему: кодировать видео мы на нем не собирались, а потому сочли возможным сэкономить на ОЗУ.

• Четыре однотерабайтных жестких диска Western Digital WD10EZRX . Эти HDD относятся к серии Caviar Green и обладают пониженной скоростью вращения шпинделя; как следствие — возрастают надежность и долговечность, а также снижаются энергопотребление и тепловыделение. Все эти параметры имеют первостепенное значение для домашнего мини-сервера. Жесткие диски мы объединили в массив RAID по схеме 1+0, то есть зеркало из двух пар с чередованием (stripe). С одной стороны, такая схема обеспечивает высокую производительность дисковой подсистемы, с другой — достаточно высокую надежность за счет дублирования. Пришлось, конечно, пожертвовать емкостью: общий объем хранения системы составил 2 Тб.

• Корпус Chenbro ES34069 . Компания Chenbro хорошо известна своими не слишком изящными, зато надежными и грамотно сконструированными корпусами. ES34069 это компактный корпус для системной платы формата Mini-ITXc внешним блоком питания. Немаловажным для нас было наличие четырех внешних отсеков для жестких дисков, двух 70-миллиметровых вентиляторов и еще двух посадочных мест для вентиляторов размером 60 мм. Внешний блок питания ограничивал нас в мощности достаточно скромной величиной в 180 Вт.

• Операционная система FreeNAS . Устроила нас больше других. Во-первых, она бесплатна, что снижает итоговую стоимость мини-сервера, а во-вторых — обладает многими возможностями, присущими дорогим серверным ОС. Кроме того, нас прельстила простота ее установки и настройки.

Таким образом, мы получили достаточно мощный, надежный, компактный и тихий сервер, способный обеспечить работу практически всех сетевых сервисов, которые могут понадобиться дома. При этом его в любой момент можно превратить в обычный ПК, подключив монитор, клавиатуру и мышь. Разве что поиграть не удастся: на системной плате есть свободный слот PCI Express х 16, но вот мощности блока питания на игровую видеокарту явно не хватит.

Будущее домашних серверов

В данный момент трудно дать точные прогнозы относительно дальнейшего развития домашних серверов. С одной стороны, мини-серверы не вписываются в концепцию посткомпьютерной эпохи, согласно которой пользовательские данные не только хранятся, но и обрабатываются на сервере компании — поставщика облачных услуг. С другой стороны, почти ежедневно поступают сообщения о хакерских атаках на популярные вебсервисы, из-за чего многие побаиваются хранить личные данные в облаке. Так что домашний сервер, доступ к которому имеют лишь локальные компьютеры, выглядит наиболее безопасным и надежным решением.

Зачастую люди представляют сервера как огромные машины, которые занимаю целое помещение и обслуживаются большой командой программистов. Однако в реальности сервер имеет много общего с обычным компьютером, особенно если он обслуживает небольшую компанию.

Чем же отличается сервер от ПК?

Первое и самое важное различие заключается в том, что сервер отказоустойчив, обслуживает много компьютеров и имеет высокую производительность. Обычный персональный компьютер предполагает работу одного пользователя в домашних условиях или в организации. Такая техника должна быть достаточно мощной для оперативной работы с программами и качественным воспроизведением изображения. Впрочем, компьютер для офиса может быть с минимальными параметрами, которые дают обеспечивают стабильную работу нужных программ. Сервер же является компьютером, позволяющим обслуживать все устройства, связанные с ним. Для максимально быстрой обработки запросов серверная станция должна иметь высокую производительность.

Ещё одно отличие сервера от компьютера - это отсутствие у первого видеокарты. Монитор может быть подключен к интегральной видеокарте, которая встроена в материнскую плату.

Третьим отличием является специальное комплектующие серверной станции. Чаще всего сервер работает круглосуточно на протяжении долгого времени, поэтому нужны специальные системы охлаждения и питания устойчивые к перегрузкам. К тому же серверу нужны специальные жесткие диски, обладающие огромным количеством оборотов (10000). Всё это делает стоимость комплектующих в разы дороже.

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.

Обычно слово “сервер” пользователей пугает. Представляется какая-то махина, вроде ЭВМ середины прошлого века, занимающая залы и требующая обслуживания толпами сосредоточенных программистов. И представляется она где-то далеко, и с обычной человеческой жизнью не связана, решает жутко специфические задачи. На самом же деле компьютер-сервер имеет с привычными нам ПК гораздо больше общего, особенно если сервер маломощный и обслуживает не гигантскую корпорацию, а локалку уровня подъезда или небольшой офис.

Определение

Сервер , или компьютер-сервер — компьютер, соответствующий определенным задачам и условиям, обрабатывающий запросы других компьютеров, включенных в одну сеть, и снабженный соответствующим программным обеспечением.

Под обычным компьютером понимают домашний или офисный ПК стандартных характеристик, вне зависимости от участия в локальной сети.

Сравнение

Разница между сервером и обычным компьютером исходит из задач того и другого. Сервер, как обслуживающий всех участников сети, должен быть более производительным, чтобы обрабатывать запросы максимально быстро. Чем шире сеть, тем мощнее сервер. Для организации небольшой сети какие-то аппаратные спецификации не понадобятся, достаточно серверного ПО, управляющего множественными подключениями и обеспечивающего удаленный доступ к ресурсам. Для более серьезных задач и конфигурация должна быть соответствующей: серверные многопроцессорные материнские платы, оперативная память большого объема, множество накопителей, все это должно быть заключено в хорошо вентилируемый корпус.

Серверу, в отличие от домашнего ПК, не нужны мощности графики, чаще всего видеокарта у него отсутствует, а монитор подключается к интегрированной. Сервер может работать столько, сколько понадобится владельцам, но чаще всего бесперебойно по графику 24/7, так что система охлаждения и система питания должны быть устойчивы к перегрузкам, не говоря уже об электронике самого важного элемента — накопителей. Кроме того, жесткие диски в серверные станции устанавливаются специальные, производители зачастую их маркируют. Отличаются они огромным количеством оборотов — 10000, и стоят гораздо дороже тех, которые устанавливают в ПК. Вообще все комплектующие для сервера — дороже, и обслуживание его обходится недешево, учитывая, что энергоемкая система не выключается в течение длительного времени.

Кроме того, сервер требует внимательного отношения к созданию резервных копий, и бэкапы на нем — дело постоянное, даже если он обслуживает не рабочую сеть, а домашнюю. Для этого, помимо программных средств, используют возможности подключения накопителей в RAID.

Выводы сайт

1. Сервер обслуживает множество подключенных компьютеров.
2. Сервер демонстрирует более высокую производительность.
3. Сервер предполагает наличие специальных комплектующих.
4. Сервер игнорирует графические возможности систем.
5. Сервер — удовольствие дорогое.