Серверы

В среде операционной системы NOS многие клиентские системы получают доступ к одному или более серверам и совместно используют их ресурсы. Клиентские на­стольные системы имеют свою собственную оперативную память и периферийные устройства, такие как клавиатура, монитор и дисководы. На серверных компьютерных системах должны быть установлены программы для поддержки многих конкурирую­щих между собой за доступ пользователей и многих выполняемых заданий в тех случаях, когда клиенты запрашивают у сервера удаленные ресурсы. Операционные системы NOS имеют дополнительные средства управления сетью и другие функции, предна­значенные для одновременной поддержки доступа нескольких пользователей. За ис­ключением самых малых сетей операционные системы NOS устанавливаются на мощ­ных серверах. Серверы обычно имеют высокоскоростные винчестеры большой емко­сти, большой объем оперативной памяти RAM, высокоскоростные карты сетевых интерфейсов и, в некоторых случаях, несколько центральных процессоров (central processing unit — CPU). Такие серверы обычно конфигурируются для использования семейства протоколов Internet (Transmission Control Protocol/Internet Protocol — TCP/IP) и предлагают одну или более служб TCP/IP.

Серверы, на которых функционирует операционная система NOS, также исполь­зуются для аутентификации пользователей и предоставляют клиентам доступ к совме­стно используемым ресурсам, как показано на рис. 16.4. Эти серверы предназначены для одновременной обработки запросов от многих клиентов. Перед тем как клиент по­лучит доступ к ресурсам сервера, ему требуется пройти идентификацию и авторизацию на право использования ресурсов. Для этого каждому клиенту назначается учетная за­пись и пароль. Учетная запись и пароль впоследствии проверяются службой аутенти­фикации, которая выступает в качестве охраны доступа к сети. За счет централизации учетных записей пользователей, повышения уровня безопасности и управления досту­пом к сети на основе серверов упрощается работа сетевого администратора.

В качестве серверов обычно используются крупные системы с дополнительной па­мятью для поддержки многих заданий, которые одновременно являются активными и резидентными в оперативной памяти. Серверам требуется дополнительное дисковое пространство для хранения совместно используемых файлов и для выполнения функ­ций расширенной памяти в системе. Кроме того, серверам обычно требуются допол­нительные слоты на материнских платах для подсоединения совместно используемых устройств, таких как принтеры и многочисленные сетевые интерфейсы.

Другим качеством систем, способных функционировать в качестве серверов, является их вычислительная мощность. Обычно компьютеры имеют один центральный процессор CPU, который выполняет инструкции, решающие конкретную задачу или поддер­живающие некоторый процесс. Для того, чтобы эффективно работать и быстро отвечать на запросы клиентов, сервер NOS должен иметь мощный процессор CPU. Однопроцес­сорные системы могут выполнять свои функции для большинства типов серверов в том случае, если они имеют достаточное быстродействие. Для увеличения быстродействия на некоторых системах устанавливаются дополнительные процессоры. Такие системы на­зываются мультипроцессорными. Они могут выполнять несколько заданий одновремен­но, выделяя каждому заданию отдельный процессор. Мультипроцессорные системы зна­чительно увеличивают объем работ, который может выполнить сервер.

Поскольку серверы выступают в качестве центрального источника ресурсов, ко­торые жизненно важны для работы клиентских систем, как показано на рис 16.5, они должны быть не только эффективными, но и надежными. Термин "надежный" означает, что серверные системы должны быть способны эффективно работать при высокой нагрузке. Он также означает, что эти системы способны сохранять работо­способность в случае сбоя в одном или более процессах или компонентах без полной утраты работоспособности. Это достигается за счет избыточности, которая преду­сматривается при проектировании серверных систем. Под избыточностью понима­ется включение в систему дополнительных аппаратных компонентов, которые могут принять на себя выполнение функций других компонентов в случае выхода послед­них из строя. Избыточность является важной характеристикой отказоустойчивых систем, которые проектируются с учетом возможных сбоев и иногда могут даже ре­монтироваться без прерывания работы. Поскольку работа операционной системы NOS зависит от непрерывной работы сервера, затраты на дополнительные аппарат­ные компоненты оказываются финансово оправданными.

Серверные приложения и функции включают в себя Web-службы, использующие протокол передачи гипертекста (Hypertext Transfer Protocol — HTTP) и службы иден­тификации узлов, использующие систему доменных имен (Domain Name System — DNS). Стандартные протоколы для электронной почты (e-mail), поддерживаемые сер­верами, включают в себя простой протокол передачи почты (Simple Mail Transfer Pro­tocol — SMTP), почтовый протокол (Post Office Protocol — POP) и протокол доступа к сообщениям Internet (Internet Message Access Protocol — IMAP). В качестве протоко­лов совместного использования файлов используются сетевая файловая система Sun (Network File System — NFS) и модуль серверных сообщений (Microsoft Server Message Block— SMB).

Часто сетевые серверы также обеспечивают службы печати. Кроме того, они мо­гут обеспечивать в сети службу протокола динамического конфигурирования хостов (Dynamic Host Configuration Protocol— DHCP), которая автоматически выделяет адреса протокола IP клиентским компьютерам. Кроме предоставления служб клиен­там сети серверы могут также выполнять в сети функции базового брандмауэра. Это достигается путем использования прокси-сервера или трансляции сетевых адресов (network address translation — NAT); обе эти службы позволяют скрыть внутренние частные сетевые адреса со стороны сети Internet. Такие серверные приложения обычно не реализуются на рабочих станциях локальной сети LAN.

Один сервер, на котором работает NOS, эффективно работает лишь в том случае, когда он обслуживает небольшое число клиентов. Однако большинству организаций для достижения приемлемой производительности приходится использовать не­сколько серверов, как показано на рис. 16.6. Типичный подход к проектированию сети состоит в использовании нескольких серверов, каждый из которых отвечает за отдельную службу: за электронную почту, за совместное использование файлов, обеспечивает работу протокола FTP и т.д.

Концентрация сетевых ресурсов, таких как файлы, принтеры и приложения на серверах, как показано на рис. 16.7, также облегчает резервное копирование и под­держку генерируемых этими серверами данных. Вместо распределения этих ресур­сов на отдельных компьютерах осуществляется их размещение на специализирован­ных выделенных серверах, что облегчает доступ и резервное копирование.