Принципы построения и основные задачи, выполняемые серверными программами

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Сервер – это аппаратный комплекс, имеющий большие вычислительные мощности. Обычно сервер собирают под какие-либо конкретные сервисные функции. Например, сервер баз данных или файловый сервер.

Сервер – программное обеспечение, принимающее и обрабатывающее запросы клиентов с целью оказания тех или иных услуг.

Если мы говорим про аппаратную часть, то сервер – это специализированный компьютер или же специальное оборудование, которое используется для выполнения каких-либо узкоспециализированных функций, требующих больших вычислительных мощностей.

Выполнение узкоспециализированных функций сервера обусловлено использованием специального серверного программного обеспечения.

Иногда вместо термина сервер можно услышать словосочетание выделенный компьютер, опять же, это потому, что функции сервера в компьютерной сети отличаются от функций других машин.

В лучшем случае человек работает с серверной машиной только один раз – когда настраивает сервер, далее работа серверного компьютера (опять же, в идеальном случае) происходит автономно без вмешательства человека.

Итак, сервер – это специально выделенный компьютер для каких-то определённых функций (хотя это не всегда так), зачастую при недостатке бюджета сервер может выполнять сразу несколько функций.

Также стоит заметить, что обычно управление сервером осуществляют не рядовые пользователи, а специально обученные и подготовленные системные администраторы, в задачу которых входит обслуживание серверных компьютеров.

Серверное приложение – это специализированная программа, которая принимает запросы клиентов и обрабатывает.

В качестве примеров серверных приложений можно привести:

- любой HTTP сервер, например, сервер Apache или lighttpd;

- сервер баз данных MySQL;

- готовые сборки для веб-разработчика, такие как Denwer или локальный сервер AMPPS.

Серверное приложение выполняет определённый набор функций, который ограничен его назначением. Например, веб-сервер должен принимать HTTP запросы от клиента, анализировать их, проверяя полученные HTTP методы и поля заголовков, затем выполнять действия, указанные в запросе и отчитываться клиенту о результатах своей работы при помощи специального HTTP сообщения, которое получило название ответ.

А, например, серверное приложение MySQL должно анализировать SQL запрос, полученный от клиента, обработать его, организовать доступ к файловой системе и вернуть результат запроса клиенту.

Но, помимо того, что у серверного приложения есть определённая роль или функция, стоит отметить то, что взаимодействие между клиентской программой и серверным приложением происходит по сетевому протоколу (даже если оба приложения установлены на один компьютер, например, по протоколу HTTP).

Следует отметить, что серверные приложения выполняют строго определённую роль и в архитектуре клиент-сервер являются поставщиками услуг для клиентов.

Актуальность исследования заключается в том, что развитие корпоративных сетей и сети Интернет делает необходимым применение различных систем серверного ПО.

Целью данной работы является изучение программных продуктов, обеспечивающие функционирование серверов.

Предмет исследования – принципы работы и задачи, выполняемые серверными программами.

1. Объект – ПО серверов.

11. Основные понятия серверов и их классификация

Сервер (от англ. server , обслуживающий). В зависимости от предназначения существует несколько определений понятия сервер.

1. Сервер (сеть) — логический или физический узел сети, обслуживающий запросы к одному адресу и/или доменному имени (смежным доменным именам), состоящий из одного или системы аппаратных серверов, на котором выполняются один или система серверных программ

2. Сервер (программное обеспечение) — программное обеспечение принимающее запросы от клиентов (в архитектуре клиент-сервер).

3. Сервер (аппаратное обеспечение) — компьютер (или специальное компьютерное оборудование) выделенный и/или специализированный для выполнения определенных сервисных функций.

3.Сервер в информационных технологиях — программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные функции по запросу клиента , предоставляя ему доступ к определённым ресурсам.

Взаимосвязь понятий. Серверное приложение (сервер) запускается на компьютере, так же называемом "сервер", при этом при рассмотрении топологии сети, такой узел называют "сервером". В общем случае может быть так, что серверное приложение запущено на обычной рабочей станции, или серверное приложение, запущенное на серверном компьютере в рамках рассматриваемой топологии выступает в роли клиента (т.е. не является сервером с точки зрения сетевой топологии).

Понятия сервер и клиент и закрепленные за ними роли образуют программную концепцию «клиент-сервер».

Для взаимодействия с клиентом (или клиентами, если поддерживается одновременная работа с несколькими клиентами) сервер выделяет необходимые ресурсы межпроцессного взаимодействия (разделяемая память, пайп, сокет, и т. п.) и ожидает запросы на открытие соединения (или, собственно, запросы на предоставляемый сервис).

В зависимости от типа такого ресурса, сервер может обслуживать процессы в пределах одной компьютерной системы или процессы на других машинах через каналы передачи данных (например COM-порт) или сетевые соединения.

Формат запросов клиента и ответов сервера определяется протоколом. Спецификации открытых протоколов описываются открытыми стандартами, например, протоколы Интернета определяются в документах RFC.

В зависимости от выполняемых задач одни серверы, при отсутствии запросов на обслуживание, могут простаивать в ожидании. Другие могут выполнять какую-то работу (например, работу по сбору информации), у таких серверов работа с клиентами может быть второстепенной задачей.

Классификация стандартных серверов. Как правило, каждый сервер обслуживает один (или несколько схожих) протоколов и серверы можно классифицировать по типу услуг, которые они предоставляют.

Универсальные серверы — особый вид серверной программы, не предоставляющий никаких услуг самостоятельно. Вместо этого универсальные серверы предоставляют серверам услуг упрощенный интерфейс к ресурсам межпроцессного взаимодействия и/или унифицированный доступ клиентов к различным услугам. Существуют несколько видов таких серверов:

· inetd от англ. i nternet super- server d aemon демон сервисов IP — стандартное средство UNIX-систем — программа, позволяющая писать серверы TCP/IP (и сетевых протоколов других семейств), работающие с клиентом через перенаправленные inetd потоки стандартного ввода и вывода (stdin и stdout).

· RPC от англ. R emote P rocedure C all удаленный вызов процедур — система интеграции серверов в виде процедур доступных для вызова удаленным пользователем через унифицированный интерфейс. Интерфейс изобретенный SunMicrosystems для своей операционной системы (SunOS, Solaris; Unix-система), в настоящее время используетстся как в большинстве Unix-систем, так и в Windows.

· Прикладные клиент-серверные технологии Windows:

- (D -)COM (англ. ( D istributed) C omponent O bject M odel — модель составных объектов) и др. — Позволяет одним программам выполнять операции над объектами данных используя процедуры других программ. Изначально данная технология предназначена для их «внедрения и связывания объектов» (OLE англ. O bject L inking and E mbedding ), но, в общем, позволяет писать широкий спектр различных прикладных серверов. COM работает только в пределах одного компьютера, DCOM доступна удаленно через RPC.

- Active-X — Расширение COM и DCOM для создания мультимедиа-приложений.

Универсальные серверы часто используются для написания всевозможных информационных серверов, серверов, которым не нужна какая-то специфическая работа с сетью, серверов, не имеющих никаких задач, кроме обслуживания клиентов. Например, в роли серверов для inetd могут выступать обычные консольные программы и скрипты.

Большинство внутренних и сетевых специфических серверов Windows работают через универсальные серверы (RPC, (D-)COM).

Сетевые службы обеспечивают функционирование сети, например серверы DHCP и BOOTP обеспечивают стартовую инициализацию серверов и рабочих станций, DNS — трансляцию имен в адреса и наоборот.

Серверы туннелирования (например, различные VPN-серверы) и прокси-серверы обеспечивают связь с сетью, недоступной роутингом.

Серверы AAA и Radius обеспечивают в сети единую аутентификацию, авторизацию и ведение логов доступа.

Информационные службы. К информационным службам можно отнести как простейшие серверы сообщающие информацию о хосте (time, daytime, motd), пользователях (finger, ident), так и серверы для мониторинга, например SNMP. Большинство информационных служб работают через универсальные серверы.

Особым видом информационных служб являются серверы синхронизации времени — NTP, кромеинформировании клиента о точном времени NTP-сервер периодически опрашивает несколько других серверов на предмет коррекции собственного времени.

Кроме коррекции времени анализируется и корректируется скорость хода системных часов. Коррекция времени осуществляется ускорением или замедлением хода системных часов (в зависимости от направления коррекции), чтобы избежать проблем возможных при простой перестановке времени.

Файл-серверы представляют собой серверы для обеспечения доступа к файлам на диске сервера.

Прежде всего, это серверы передачи файлов по заказу, по протоколам FTP, TFTP, SFTP и HTTP. Протокол HTTP ориентирован на передачу текстовых файлов, но серверы могут отдавать в качестве запрошенных файлов и произвольные данные, например динамически созданные веб-страницы, картинки, музыку и т. п.

Другие серверы позволяют монтировать дисковые разделы сервера в дисковое пространство клиента и полноценно работать с файлами на них. Это позволяют серверы протоколов NFS и SMB. Серверы NFS и SMB работают через интерфейс RPC.

Недостатки файл-серверной системы:

• Очень большая нагрузка на сеть, повышенные требования к пропускной способности. На практике это делает практически невозможной одновременную работу большого числа пользователей с большими объемами данных.

• Обработка данных осуществляется на компьютере пользователей. Это влечет повышенные требования к аппаратному обеспечению каждого пользователя. Чем больше пользователей, тем больше денег придется потратить на оснащение их компьютеров.

• Блокировка данных при редактировании одним пользователем делает невозможной работу с этими данными других пользователей.

• Безопасность. Для обеспечения возможности работы с такой системой Вам будет необходимо дать каждому пользователю полный доступ к целому файлу, в котором его может интересовать только одно поле

Серверы доступа к данным обслуживают базу данных и отдают данные по запросам. Один из самых простых серверов подобного типа — LDAP (англ. Lightweight Directory Access Protocol — облегчённый протокол доступа к спискам).

Для доступа к серверам баз данных единого протокола не существует, однако все серверы баз данных объединяет использование единых правил формирования запросов — язык SQL (англ. Structured Query Language — язык структурированных запросов).

Службы обмена сообщениями позволяют пользователю передавать и получать сообщения (обычно — текстовые).

В первую очередь это серверы электронной почты, работающие по протоколу SMTP. 

SMTP-сервер принимает сообщение и доставляет его в локальный почтовый ящик пользователя или на другой SMTP-сервер (сервер назначения или промежуточный).

На многопользовательских компьютерах, пользователи работают с почтой прямо на терминале (или веб-интерфейсе). Для работы с почтой на персональном компьютере, почта забирается из почтового ящика через серверы, работающие по протоколам POP3 или IMAP.

Для организации конференций существует серверы новостей, работающие по протоколу NNTP.

Для обмена сообщениями в реальном времени существуют серверы чатов, стандартный чат-сервер работает по протоколу IRC — распределенный чат для интернета. Существует большое количество других чат-протоколов, например ICQ или Jabber.

Серверы удаленного доступа.

Серверы удаленного доступа, через соответствующую клиентскую программу, обеспечивают пользователя консольным доступом к удаленной системе.

Для обеспечения доступа к командной строке служат серверы telnet, RSH, SSH.

Графический интерфейс для Unix-систем — X WindowSystem, имеет встроенный сервер удаленного доступа, так как с такой возможностью разрабатывался изначально. Иногда возможность удаленного доступа к интерфейсу Х-Window неправильно называют «X-Server» (этим термином в X-Window называется видеодрайвер).

Стандартный сервер удаленного доступа к графическому интерфейсу MicrosoftWindows называется терминальный сервер.

Некоторую разновидность управления (точнее мониторинга и конфигурирования), также, предоставляет протокол SNMP. Компьютер или аппаратное устройство для этого должно иметь SNMP-сервер.

Игровые серверы, служат для одновременной игры нескольких пользователей в единой игровой ситуации. Некоторые игры имеют сервер в основной поставке и позволяют запускать его в невыделенном режиме (то есть позволяют играть на машине, на которой запущен сервер).

Серверные решения — операционные системы и/или пакеты программ, оптимизированные под выполнение компьютером функций сервера и/или содержащие в своем составе комплект программ для реализации типичного сервисов.

Примером серверных решений можно привести Unix-системы, изначально предназначенные для реализации серверной инфраструктуры, или серверные модификации платформы MicrosoftWindows.

Также необходимо выделить пакеты серверов и сопутствующих программ (например, комплект веб-сервер/PHP/MySQL для быстрой развертки хостинга) для установки под Windows (для Unix свойственна модульная или «пакетная» установка каждого компонента, поэтому такие решения редки).

В интегрированных серверных решениях установка всех компонентов выполняется единовременно, все компоненты в той или иной мере тесно интегрированы и предварительно настроены друг на друга.

Однако в этом случае, замена одного из серверов или вторичных приложений (если их возможности не удовлетворяют потребностям) может представлять проблему.

Серверные решения служат для упрощения организации базовой ИТ-инфраструктуры компаний, то есть для оперативного построения полноценной сети в компании в том числе и «с нуля».

Компоновка отдельных серверных приложений в решение подразумевает, что решение предназначено для выполнения большинства типовых задач; при этом значительно снижается сложность развертывания и общая стоимость владения ИТ-инфраструктурой, построенной на таких решениях.

Прокси-сервер (от англ. proxy — «представитель, уполномоченный») — служба в компьютерных сетях, позволяющая клиентам выполнять косвенные запросы к другим сетевым службам.

Сначала клиент подключается к прокси-серверу и запрашивает какой-либо ресурс (например, e-mail), расположенный на другом сервере.

Затем прокси-сервер либо подключается к указанному серверу и получает ресурс у него, либо возвращает ресурс из собственного кеша (в случаях, если прокси имеет свой кеш).

В некоторых случаях запрос клиента или ответ сервера может быть изменён прокси-сервером в определённых целях. Также прокси-сервер позволяет защищать клиентский компьютер от некоторых сетевых атак.

Сервером на физическом уровне называется компьютер, выделенный из группы персональных компьютеров (или рабочих станций) для выполнения какой-либо сервисной задачи без непосредственного участия человека. Сервер и рабочая станция могут иметь одинаковую аппаратную конфигурацию, т.к. различаются лишь по участию в своей работе человека за консолью.

Некоторые сервисные задачи могут выполняться на рабочей станции параллельно с работой пользователя. Такую рабочую станцию условно называют невыделенным сервером.

Консоль (обычно - монитор/клавиатура/мышь) и участие человека необходимы серверам только на стадии первичной настройки, при аппаратно-техническом обслуживании и управлении в нештатных ситуациях (штатно, большинство серверов управляются удаленно).

Для нештатных ситуаций сервера обычно обеспечиваются одним консольным комплектом на группу серверов (с коммутатором, например KVM-переключателем, или без такового).

В результате специализации, серверное решение может получить консоль в упрощенном виде (например, коммуникационный порт), или потерять ее вовсе (в этом случае первичная настройка и нештатное управление могут выполняться только через сеть, а сетевые настройки могут быть сброшены в состояние по умолчанию).

Специализация серверного оборудования идет несколькими путями, выбор того в каком направлении идти каждый производитель определяет для себя сам. Большинство специализаций удорожают оборудование.

Серверное оборудование, как правило, комплектуется более надежными элементами:

- памятью с повышенной устойчивостью к сбоям.

- резервированием, в том числе: блоков питания (в том числе с горячим подключением), жестких дисков (RAID; в том числе с горячими подключением и заменой), более продуманным охлаждением.

Серверы (и другое оборудование), которые требуется устанавливать на некоторое стандартное шасси (например, в 19-дюймовые стойки и шкафы) приводятся к стандартным размерам и снабжаются необходимыми крепежными элементами.

Серверы, не требующие высокой производительности и большого количества внешних устройств зачастую уменьшают в размерах. Часто это уменьшение сопровождается уменьшением ресурсов.

В, так называемом, «промышленном исполнении», кроме уменьшенных размеров, корпус имеет большую прочность, защищенность от пыли (снабжен сменными фильтрами) и, иногда, влажности, а также имеет дизайн кнопок, предотвращающий случайные выключения.

Конструктивно аппаратные серверы могут исполняться в настольном, напольном, стоечном и потолочном вариантах. Последний вариант обеспечивает наибольшую плотность размещения вычислительных мощностей на единицу площади, а также максимальную масштабируемость.

С конца 1990-х всё большую популярность в системах высокой надёжности и масштабируемости получили так называемые блэйд-серверы (от англ. blades — лезвие) — компактные модульные устройства, позволяющие сократить расходы на электропитание, охлаждение, обслуживание и т. д.

1.2 Ресурсы. 

По ресурсам (частота и количество процессоров, количество памяти, количество и производительность жестких дисков, производительность сетевых адаптеров) серверы специализируются в двух противоположных направлениях — наращивании ресурсов и их уменьшении.

Наращивание ресурсов преследует целью увеличение емкости (например, специализация для файл-сервера) и производительности сервера. Когда производительность достигает некоторого предела, дальнейшее наращивание продолжают другими методами, например, распаралеливаниемзадачи между несколькими серверами. Уменьшение ресурсов преследует цели уменьшения размеров и энергопотребления серверов.

Аппаратные решения. Крайней степенью специализации серверов являются, так называемые аппаратные решения (аппаратные роутеры, сетевые дисковые массивы, аппаратные терминалы и т. п.).

Аппаратное обеспечение таких решений строится "с нуля" или перерабатывается из существующей компьютерной платформы без учета совместимости, что делает невозможным использование устройства со стандартным программным обеспечением.

Программное обеспечение в аппаратных решениях загружается в постоянную и/или энергонезависимую память производителем. Аппаратные решения, как правило, более надежны в работе, чем обычные серверы, но менее гибки и универсальны.

По цене, аппаратные решения могут быть как дешевле, так и дороже серверов, в зависимости от класса оборудования.

Псевдоаппаратные решения. В последнее время, распространилось большое количество бездисковых серверных решений, на базе компьютеровформфактораMini-ITX и меньше cо специализированной переработкой GNU/Linux на SSD-диске (ATA-флэш или флэш-карте), позиционируемых как «аппаратные решения».

Данные решения не принадлежат к классу аппаратных, а являются обычными специализированными серверами. В отличии от более дорогих аппаратных решений, они наследуют проблемы платформы и программных решений, на которых основаны.

Серверы размещаются в так называемых серверных комнатах. Управление серверами осуществляют системные администраторы.

2. Серверные операционные системы

Серверная операционная система предназначена для  управления программным обеспечением, которое в свою очередь обслуживает всех пользователей сети, как внутренней, так и внешней.

Серверная ОС предоставляет специализированный функционал управления, так сказать более удобный, эффективный, разработанный специально для конкретных целей администрирования и управления и такого функционала просто нет в пользовательских операционных системах, которые, кстати, выступают клиентами этих серверных операционных систем.

И, конечно же, можно сделать вывод — если имеется специализированный функционал соответственно и стоимость этого функционала будет совсем другая, есть, конечно, и исключения.

Как выбрать серверную операционную систему. Прежде всего, необходимо четко определиться для каких целей будет использоваться данный сервер и соответственно его операционная система.

И уже, исходя из конкретной задачи, нужно выбирать операционную систему и необходимую конфигурацию оборудования для этой операционной системы.

Перейдем к рассмотрению серверных операционных систем, которые на сегодняшний день являются самыми популярными и распространенными.

Начнем с продукта компании Microsoft – WindowsServer 2016 .

WindowsServer 2016 – пользуется широкой популярностью среди системных администраторов России.Данный продукт может использоваться практически для всех целей, которые возникают у администраторов. WindowsServer 2016 отлично подходит для начинающих системных администраторов.

WindowsServer 2016 является лидером многих тестов по производительности серверных операционных систем. Плюсом данной платформы является то, что она походит для качественного выполнения практически всех задач, а минусом то, что требует больше ресурсов в отличие от своих конкурентов.

Рассмотрим ключевые особенности данной системы.

В WindowsServer 2016 Hyper-V появилась возможность замены сетевых адаптеров и регулировки объема памяти у работающей, т.е. активной виртуальной машины. При этом изменять объем оперативной памяти можно даже у виртуальной машины, где используется статическая память.

Данная возможность призвана обеспечить работу виртуальных машин без простоев. Ранее, чтобы изменить минимальные и максимальные настройки оперативной памяти работающей виртуальной машины приходилось использовать динамическую память или останавливать машины со статической памятью.

ShieldedVirtualMachines (Экранированные виртуальные машины)

Это новый режим защиты виртуальных машин Hyper-V, при котором существует возможность включения шифрования томов внутри гостевой ОС, например, с помощью BitLocker. Это позволяет оставлять содержимое виртуальных машин недоступным как для вредоносного кода, так и для администратора узла Hyper-V.

LinuxSecureBoot (безопасная загрузка Linux)

У Hyper-V WindowsServer 2016 появилась возможность включения опции SecureBoot, т.е. безопасная загрузка, для гостевых операционных систем Linux (Ubuntu 14.04 и более поздние версии, RedHatEnterpriseLinux 7.0 и выше, и CentOS 7.0 и выше).

Данная опция защищает виртуальную машину от атак rootkit и других вредоносных программ, активируемых при загрузке системы. Ранее данная опция была доступна только для Windows 8/8.1 и WindowsServer 2012.

Cluster OS RollingUpgrade

С помощью этой новой функции можно постепенно перевести систему узлов кластера на новую платформу, т.е. с WindowsServer 2012 R2 на WindowsServer 2016 без остановки Hyper-V или рабочих нагрузок файлового сервера Scale-Out.

PowerShellDirect

Для удаленного управления виртуальной машиной в Hyper-V WindowsServer 2016 появилась возможность PowerShellDirect, она позволяет запускать команды WindowsPowerShell в виртуальной машине с хоста, при этом доступ к гостевой ОС по сети не требуется, другими словами PowerShellDirect работает между хостом и виртуальной машиной. Данная возможность разработана как альтернатива существующим инструментам управления виртуальной машиной в Hyper-V, таким как VMConnect и RemotePowerShell.

DiscreteDeviceAssignment (Дискретное назначение устройств)

Теперь в WindowsServer 2016 Hyper-V можно с помощью функции DiscreteDeviceAssignment пробросить в гостевую ОС виртуальной машины некоторые устройства, подключаемые к хостам через PCI Express. В этом случае виртуальная машина получает прямой доступ к этим устройства, и они находятся под контролем гостевой ОС. Данная функция будет полезна, например, тогда, когда нужно получить максимальную отдачу от графического процессора (GPU).

Вложеннаявиртуализация Hyper-V (Nested virtualization Hyper-V)

Еще одна полезная функция появилась в WindowsServer 2016 Hyper-V — это «Вложенная виртуализация». Она представляет собой возможность создавать виртуальные машины внутри виртуальной машины Hyper-V.

Контейнеры Windows Server и Hyper-V.

Одно из основных нововведений WindowsServer 2016 является применение технологии контейнеров. Это технология позволяет изолировать приложения от операционной системы тем самым, обеспечивая надежность, а также улучшая их развертывание. В Windows Server 2016 существуетдватипаконтейнеров: Windows Server Containers и Hyper-V Containers.Контейнеры WindowsServer обеспечивают изоляцию через пространство имен и изоляцию процессов. Контейнеры Hyper-V отличаются более надежной изоляцией благодаря их запуску в виртуальной машине.

Улучшения Active Directory Domain Services (AD DS)

В WindowsServer 2016 есть усовершенствования и в AD DS, например, «Privilegedaccessmanagement» (привилегированное управление доступом) и «MicrosoftPassport» (это новая форма аутентификации).

StorageSpacesDirect

Данная возможность WindowsServer 2016 позволяет предприятиям использовать стандартные промышленные серверы с локальным хранилищем для создания систем хранения данных с высокой степенью доступности и масштабируемости. Это упрощает развертывание и управление программируемыми параметрами систем хранения, а также добавляет возможность использования новых типов дисковых устройств, таких как SATA SSD и дисковых устройств NVMe.

StorageReplica

В WindowsServer 2016 появилась новая технология StorageReplica. Она подразумевает репликацию томов в Windows на уровне блоков с использованием протокола SMB. Технология StorageReplica позволяет использовать синхронную репликацию томов между серверами для аварийного восстановления без какой-либо возможности потери данных.

2.1 Системные требования WindowsServer 2016.

Для того чтобы можно было пользоваться серверной операционной системой WindowsServer 2016, потребуется:

• Процессор с тактовой частотой 1,4 ГГц совместимый с набором команд x64 (64-разрядный процессор);

• Оперативной памяти необходимо: 512 МБ для установки на физический сервер, 800 МБ для установки на виртуальную машину, 2 ГБ для установки с графическим интерфейсом;

• Для базовой установки требуется 32 гигабайта свободного места на жестком диске (если установку производить на сервер с оперативной памятью более чем 16 ГБ, то потребуется дополнительное пространство на диске для файлов подкачки);

• Сетевой адаптер с гигабитной пропускной способностью, совместимый со спецификацией PCI Express архитектурой и поддержкой ExecutionEnvironment (PXE).

Рис. 1. WindowsServer 2016

Ubuntu – это бесплатный дистрибутив операционной системы Linux. Ubuntu является одним из самых популярных дистрибутивов в мире, разрабатывается компанией Canonical.

В качестве графической оболочки у Ubuntu по умолчанию выступает GNOME. При этом у Ubuntu есть производные, официально поддерживаемые дистрибутивы, в каждом из которых используется другая среда рабочего стола.

На текущий момент к официальным производным дистрибутивам относятся: Kubuntu, Lubuntu, Xubuntu, UbuntuBudgie, Ubuntu MATE, UbuntuStudio и UbuntuKylin.

Новые версии дистрибутива LinuxUbuntu выходят каждые 6 месяцев, однако большинство из них имеет краткосрочную поддержку, т.е. такие версии носят скорей ознакомительный характер или просто используются для тестирования новых возможностей.

Поэтому, если нужна операционная система на постоянную основу, лучше использовать версию с долгосрочной поддержкой, они обозначаются префиксом LTS (LongTermSupport) и выходят каждые два года.

Обзор новых возможностей LinuxUbuntu 18.10

Кодовое имя этой версии CosmicCuttlefish «Космическая Каракатица». К основным нововведениям в дистрибутиве можно отнести:

• Ядро Linux 4.18 – эта версия ядра добавляет поддержку графических процессоров AMD Radeon RX Vega M, полную поддержку моделей RaspberryPi 3B и 3B+, а также улучшена поддержка Thunderbolt и USB Type-C, кроме того, добавлено много улучшений, направленных на уменьшение энергопотребления;

• Вслед за Ubuntu многие производные дистрибутивы прекращают выпуск 32-битных версий (т.е. для архитектур i386), такие как: Kubuntu, Ubuntu MATE, UbuntuStudio, UbuntuKylin и UbuntuBudgie. Однако на текущий момент поддержка репозиториев с пакетами для 32-битных версий пока сохранена. Основной дистрибутив Ubuntu, еще начиная с версии 17.10, не выпускается для архитектуры i386;

Рис. 2. LinuxUbuntu 18.10

• Среда GNOME обновлена до версии 3.30;
• X.Org Server 1.20.1;
• Mesa 18.2;
• OpenSSL 1.1.1;
• Браузер MozillaFirefox 63.0;
• Офисный пакет LibreOffice 6.1.2;
• Почтовый клиент MozillaThunderbird 60;
• Программа для работы с фото Shotwell 0.30;
• Клиент удалённого рабочего стола Remmina 1.2.3;
• Музыкальный проигрыватель Rhythmbox 3.2.4;
• GNOME Disks теперь поддерживает шифрования VeraCrypt;
• Добавлена панель для управления устройствами Thunderbolt, она отображается только там, где соответствующее оборудование обнаружено;
• Многие компоненты GNOME Shell теперь кэшируются в памяти GPU, за счет этого повышается производительность и счетчик FPS;
• Новая тема оформления «YaruCommunity», она задействована по умолчанию, а также новые иконки «Suru»;
• Добавлена поддержка сканера отпечатка пальца для разблокировки системы;
• В Snap добавлена поддержка привязки к XDG Portals.

2.2 Системные требования Ubuntu 18.10

Относительно других дистрибутивов Linux системные требования Ubuntu 18.10, конечно же, не маленькие, по сравнению с предыдущим выпуском 18.04 эти требования не изменились, и они следующие:

• Двухъядерный процессор 2 ГГц или выше;
• Оперативной памяти 2 ГБ или больше;
• Рекомендовано 25 ГБ свободного места на жестком диске.

CentOS (CommunityENTerpriseOperatingSystem) – бесплатный дистрибутив операционной системы Linux, основанный на коммерческомRedHatEnterpriseLinux. Срок поддержки каждой версии 10 лет. Новые версии выходят примерно, раз 2-3 года и обновляются каждые 6 месяцев.

CentOS поддерживает архитектуру процессора i386, x86_64, а последняя версия (на данный момент доступна 7.1) поддерживает только x86_64.

Для установки на сервер естественно среда рабочего стола не нужна, но если Вы привыкли работать в графическом окружении, то CentOS предлагает использовать GNOME или KDE. CentOS также можно использовать в качестве рабочий станции.

Дистрибутив популярен и имеет хорошее большое сообщество, поэтому поддерживает много языков, в том числе и Русский.

Все программное обеспечение CentOS отличается высокой стабильностью, так как все тщательно проверяется и тестируется. CentOS широко используют в качестве платформы для Web серверов.

Debian

Debian – один из самых популярных дистрибутивов Linux. Кстати именно на Debian основана Ubuntu.

Debian широко применяется в сфере IT, например, его активно используют в качестве платформы для web-серверов, серверов баз данных, DNS-серверов и других типов серверов. А также многие его используют и в качестве клиентской операционной системы, и системы для домашнего использования.

Debian поддерживает много языков, в том числе и Русский, а также Debian поддерживает большое количество компьютерных архитектур, включая самые популярные: 32-битный ПК (i386), 64-битный ПК (amd64), 64-битный ARM (arm64), PowerPC и многие другие.

В качестве графической оболочки на Debian можно использовать практическую любую популярную среду рабочего стола, например, поддерживается: GNOME, KDE Plasma, LXQt, MATE, Cinnamon, Xfce.

Системные требования Debian 10

Рекомендуемые системные требования для нормального функционирования операционной системы с графической оболочкой следующие:

• Процессор Pentium 4 с частотой 1 ГГц;
• 1 гигабайт оперативной памяти;
• Свободного места на диске 10 гигабайт.

Если не использовать графическое окружение и настольные приложения, то, как заявлено разработчиками, Debian можно запустить на оборудовании с оперативной памятью 128 мегабайт, а свободного места на диске потребуется не более 2 гигабайт.

Для современных компьютеров, у которых аппаратное обеспечение гораздо мощнее, эти требования, конечно же, невысокие, и отнести Debian к «тяжелым» дистрибутивам нельзя.

3. Прикладное серверное ПО

Файловый сервер - это выделенный сервер, который предназначен для хранения и обмена файлами. В вычислительной технике файловый сервер – это компьютер, подсоединенный к сети и имеющий диски совместного пользования.

На них могут храниться файлы с различной информацией (текстовые, графические, музыкальные, видео).

Рис. 3. Схема функционированияфайлового сервера

Рабочие станции имеют доступ к дискам коллективного пользования файлового сервера по компьютерной сети. Термин «сервер» подчеркивает роль машины в клиент-серверной архитектуре, где клиентами являются рабочие станции, использующие память сервера.

Как правило, файл-сервер не выполняет заданий с вычислениями и не запускает программы по требованию клиентов. Он предназначен в основном для хранения и предоставления данных, в то время как вычисления выполняются рабочими станциями.

Файловые серверы, как правило, применяются в офисах и школах, где пользователи используют локальную сеть для подсоединения к ним своих клиентских компьютеров.

Аппаратная и программная часть сервера. В общем случае под сервером понимается как компьютер, выполняющий дополнительные функции по обеспечению работы других компьютеров сети, так и программное обеспечение, установленное на данном компьютере.

Машина, используемая в качестве сервера, должна иметь определенные характеристики.

В первую очередь это касается производительности и емкости дисков. Сервером данный компьютер становится именно благодаря программной части. В зависимости от установленных на сервер приложений он может выполнять разные функции.

Как следует из названия, файловый сервер – это сервер, предоставляющий доступ к файлам. Он работает как центральное запоминающее устройство, предназначенное для хранения информации, к которой может осуществляться доступ множеством систем.

В основном, файловые серверы предназначены для использования в сетях различных компаний, но они также могут применяться в школах, небольших организациях и даже в домашних сетях.

В качестве файловых серверов в домашних сетях могут использоваться обычные персональные компьютеры. На них хранятся файлы, помещенные в папки, открытые для совместного использования различными пользователями.

Файловый сервер может быть выделенным или невыделенным. Выделенный сервер предназначен для использования только в качестве файлового сервера. К нему подсоединены рабочие станции, которые могут считывать и записывать файлы и базы данных.

Кроме того, файловые серверы могут классифицироваться по способу доступа. Доступ к сетевым серверам часто осуществляется с помощью протокола передачи файлов (FTP) или протокола передачи гипертекстовых сообщений (HTTP).

Не следует путать сетевые серверы с веб-серверами, которые часто предлагают динамический контент в дополнение к статическим файлам. Доступ к файловому серверу в локальной сети обычно осуществляется с помощью протокола удаленного доступа к файлам и сетевым ресурсам SMB/CIFS (Windows и UNIX-подобные системы) или протокола сетевого доступа к файловым системам NFS (UNIX-подобные системы).

Серверы баз данных предоставляют доступ к базам данных общего пользования через драйвер устройства хранения базы данных. Они не могут считаться файловыми серверами, так как в них может применяться функция блокировки записей.

В качестве операционной системы для сетевого файлового сервера наиболее популярна операционная система (ОС) Linux. Это обусловлено экономическими соображениями и стабильностью данной системы.

Кроме того, могут применяться ОС Windows и Unix. Выбор типа файлового сервера в компании определяется объемом информации и количеством пользователей.

3.1 Структура файлового сервера.

Работа с файловым сервером в организации характеризуется повышенными требованиями к объему памяти, скорости доступа, возможности восстановления данных, простоте управления, безопасности и стоимости.

Рис. 4. Структура файлового сервера

Кроме того, на функционирование файловых серверов оказывают влияние постоянно изменяющиеся внешние условия, в которых новые аппаратные средства и технологии быстро заменяют устаревшее оборудование.

При этом, чтобы обеспечить устойчивую работу, новые устройства должны быть совместимы со старыми. В организации, как правило, в качестве файлового сервера выступает выделенный сервер, предназначенный для хранения данных, необходимых для функционирования компании.

Для управления пропускной способностью, предельными нагрузками и временем отклика разработчики применяют теорию обслуживания. Это позволяет им правильно комбинировать аппаратные и программные средства, чтобы отвечать на запросы различного уровня важности.

Серверы также могут использовать схему балансировки динамической нагрузки для распределения запросов между различными аппаратными устройствами. В качестве памяти в серверах в основном используются жесткие диски, но могут применяться твердотельные накопители и накопители на магнитной ленте.

Хранение файлов.

Так как главная функция файлового сервера – это хранение данных, развитие технологий в этом направлении заключается в использовании множества жестких дисков в качестве единого целого, формировании дискового массива.

Дисковый массив обычно имеет кеш-память (временное запоминающее устройство, работающее быстрее магнитных дисков). Функции дискового массива файлового сервера такие же, как и у избыточного массива независимых дисков (RAID-массива). Уровень доступности данных он повышает с помощью избыточных компонентов, отличающихся от RAID-массива, – источников питания. Дисковые массивы могут объединяться в сети хранения данных (NAS).

Сетевой дисковый массив (NAS).

Сетевой дисковый массив – пятиуровневое хранилище данных, подсоединенное к компьютерной сети, предоставляющей доступ неоднородной группе клиентов. NAS-устройство отличается от файловых серверов тем, что представляет собой специализированный компьютер, построенный специально для хранения файлов.

Рис. 5. Сетевой дисковый массив (NAS)

В свою очередь, файловый сервер – это сервер, реализующийся в основном на компьютерах общего назначения, имеющих множество разных функций, в том числе и хранение файлов.

Другими словами, практически любой компьютер можно использовать как файловый сервер. В последние годы популярность NAS-устройств стремительно растет. Они предлагают использовать традиционные способы обмена файлами между множеством компьютеров.

Преимущества сетевых дисковых массивов перед файловыми серверами заключаются в более быстром доступе к данным, простом администрировании и простой конфигурации. Безопасность информации Защищенный файловый сервер позволяет ограничивать доступ к файлам специальным пользователям или группам.

В больших организациях данная функция возлагается на службы каталогов, такие как ActiveDirectory в ОС компании Microsoft или eDirectory в ОС компании Novell.

Данные серверы работают в иерархической компьютерной среде, которая обращается с пользователями, компьютерами, приложениями и файлами как с различными, но родственными объектами сети, и предоставляет доступ на основании полномочий пользователей или групп.

В большинстве случаев служба каталогов управляет большим количеством серверов, в крупных организациях количество серверов может составлять несколько сотен.

3.2 Конфигурирование файл-серверов.

Рассматриваемые нами серверы могут конфигурироваться множеством способов. Например, при настройке параметров домашней сети сервер файлов автоматически разрешает доступ всем компьютерам локальной сети.

При настройке параметров сети в интересах бизнес-компании, в которой важна безопасность, для доступа к серверу клиентские системы должны зарегистрироваться.

Другие устройства предоставляют доступ только определенным компьютерам по MAC-адресу или IP-адресу. Интернет-серверы, предоставляющие доступ к файлам по Сети, часто требуют от пользователей перед загрузкой файлов зарегистрироваться по протоколу передачи файлов FTP.

Особенности обмена файлами компьютера клиента с сервером.

При подсоединении к серверу файлов по локальной сети он отображается на компьютере клиента как жесткий диск. При двойном клике мышкой по пиктограмме жесткого диска отобразится его содержимое в виде каталога с файлами и папками.

Для копирования файла на компьютер клиента достаточно его просто перетащить с помощью мышки в выбранное место с сервера. Если сервер файлов предоставил клиенту полномочия записи, можно скопировать файлы на него тем же способом - с помощью мышки.

Веб-сервер (WebServer).

Сервер такого типа является не чем иным, как компьютером в интернете с соответствующим установленным программным обеспечением.

Рис. 6 Веб-сервер (WebServer)

На серверах этого типа в интернете хранится много информации. При этом те же антивирусы для обновления собственных баз данных обращаются именно к ним. Пользователь также имеет непосредственное отношение к таким серверам, оформляя запросы в браузере (поиск информации, обращение к какой-то странице и т. д.).

Все страницы, присутствующие в интернете, хранятся именно на веб-серверах, к которым с одной стороны производится пользовательский запрос или обращение установленной программы, а с другой – выдается результат тем самым сервером, к которому производится попытка доступа.

Все пользователи привыкли, что для входа на какой-то ресурс в интернете (веб-страницу), на котором располагается информация определенного типа, в адресной строке просто вводится префикс www (или http) и последующее имя. Но никто не задумывается о том, каким образом web-server понимает запрос и выдает результат.

Рис. 7. Схема работы веб-сервера

Пользовательский компьютер выступает в роли клиента, от которого и производится обращение. Для доступа в интернет применяются программы, называемые веб-браузерами. Они переводят пользовательский запрос в цифровой код, распознаваемый веб-сервером.

Сервер его обрабатывает и выдает ответ в соответствующем коде, а браузер уже преобразует миллионы нулей и единиц в нормальный вид с текстовой, графической, звуковой или видеоинформацией, которая размещается на странице.

Самые популярные web-серверы.

Из всего серверного программного обеспечения, как считается, самыми распространенными являются Apache и Microsoft IIS.

Первый является более популярным и в большей степени используется в UNIX-подобных системах, хотя и может устанавливаться в среду Windows.

Кроме того, сервер Apache является абсолютно бесплатным программным обеспечением и совместим практически со всеми известными операционными системами. Однако, как отмечается, предназначено это ПОв основном для профессиональных программистов и разработчиков.

Программный продукт от Microsoft рассчитан на среднестатистического пользователя, который установить и настроить такой веб-сервер для Windows сможет без дополнительной помощи квалифицированного специалиста.

Тем не менее, если исходить из официальной статистики, программное обеспечение Apache использует порядка 60% всех существующих серверов

.

Рис. 8 Web-серверы – доля на рынке

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сервер, или серверное программное обеспечение - компьютерная программа или устройство, которое обеспечивает функциональные возможности для других программ или устройств, так называемых "клиентов".

Прокси-сервер - посредник между клиентской программой (обычно эту роль выполняет веб-браузер) и внешним сервером (другой сервер в интернете), фильтрует запросы, повышает производительность и качество соединения. Клиент подключается к прокси - серверу, запрашивая некоторые услуги, такие как файл, подключение, веб-страницы с другого ресурса - сервер интерпретирует и передает запрос.

Почтовые серверы передают данные почтовых клиентов через локальные и глобальные корпоративные сети, а также через сеть интернет. Обеспечивают обмен сообщениями и хранение данных.

Серверные платформы. Термин часто используется как синоним операционной системы. Серверная платформа является основной аппаратного или программного обеспечения для системы и выполняет роль “двигателя”, который управляет сервером.

Веб-сервер служит для обмена данными между веб-браузером пользователя и сетью посредством http-протокола. Выполняет ряд следующих функций: автоматизирует работу веб-страниц, ведет журнал обращений к ресурсам сети, отвечает за аутентификацию и авторизацию пользователей, поддерживает https для обеспечения защищенного соединения.

Сервер приложений условно называют промежуточным программным обеспечением, так как данные сервера занимают значительную часть вычислительной территории между серверами баз данных и конечных пользователей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Айвалиотис, Дмитрий Администрирование сервера NGINX / Дмитрий Айвалиотис. - М.: ДМК Пресс, 2015.

2. Кастельс Галактика Интернет / Кастельс, Мануэль. - М.: Екатеринбург: У-Фактория, 2015.

3. Колисниченко, Денис Администрирование Unix-сервера и Linux-станций / Денис Колисниченко. - М.: "Издательство "Питер", 2017.

4. Крис, Адамc Администрирование сервера IIS 7 / Крис Адамc. - М.: Бином-Пресс, 2018.

5. Майечак Интернет / Майечак, Беате. - М.: Интерэксперт, 2017.

6. Минаси, Марк Windows Server 2012 R2. Полное руководство. Том 1. Установка и конфигурирование сервера, сети, DNS / Марк Минаси и др. - М.: Диалектика, 2014.

7. Мюллер, Скотт Модернизация и ремонт серверов / Скотт Мюллер , Марк Соупер , Барри Сосински. - М.: Вильямс, 2016.

8. Рассел, Джесси Веб-сервер / Джесси Рассел. - М.: БЕК, 2012.

9. Смит Оптимизация и защита Linux сервера своими руками / Смит, Питер. - М.: Наука и техника, 2016.

10. Струнин, А.В. Интернет для тех, кому некогда / А.В. Струнин. - М.: Дело, 2015.

11. Фленов, М. Web-сервер глазами хакера / М. Фленов. - М.: БХВ-Петербург, 2017.