Василий Бабернов, Борис Тоботрас
Постановка задачи
Специализированные устройства все шире применяются в информационных системах. Эта статья посвящена одному из направлений развития серверов - микросерверам.
Развитие информационных систем ведет к увеличению как разнообразия и сложности самих систем, так и к увеличению числа и сложности предоставляемых пользователям сервисов. Это неизбежно приводит к тому, что возрастают расходы на создание таких систем и поддержание их работоспособности (в том числе на системное администрирование). Возрастают и требования к уровню подготовки пользователей и администраторов, работающих с этими системами. Это в свою очередь приводит не только к увеличению расходов на персонал, но и к неприятной необходимости привлечения высококвалифицированных сотрудников к выполнению ежедневных рутинных операций вроде заведения новых пользователей или просмотра системных журналов. С другой стороны, все большее число средних и малых компаний используют информационные системы в своей работе. Они не могут себе позволить больших затрат на управление своими информационными системами. Часто они просто не имеют средств на постоянного системного администратора. Использование персональных компьютеров не решает эти проблемы, а заставляет каждого сотрудника заниматься администрированием своего собственного оборудования, снижает управляемость и защищенность системы.
Таким образом, существует потребность в решении следующих взаимосвязанных задач:
уменьшение расходов на создание и поддержку работоспособности информационных систем;
уменьшение сложности использования систем;
упрощение предоставления стандартных информационных сервисов;
повышение надежности за счет упрощения архитектуры.
Естественно, что решения должны предусматривать сохранение количества и качества сервисов, предоставляемых клиентам таких систем.
Концепция решения
Перечисленные задачи можно решать разными путями.
Во-первых, можно воспользоваться услугами фирм-провайдеров сервисов - фирм, которые располагают оборудованием, программным обеспечением, специалистами и другими ресурсами, позволяющими создавать крупные серверные комплексы и по сети предоставлять сервисы типа электронной почты, web- или файл-сервисов. Такое решение позволяет:
освободить клиентов от необходимости поддерживать эти сервисы на своих машинах;
обеспечить доступ клиентов к высокопроизводительным и высоконадежным системам;
повысить эффективность использования ресурсов серверного комплекса.
К недостаткам решения можно отнести то, что при этом:
может усложниться управление, так как комплекс обслуживается специалистами другой фирмы;
могут возникать проблемы, связанные с реализацией разграничения доступа к вашим данным;
не упрощается работа с системой с точки зрения конечного пользователя (то есть решаются в основном проблемы, связанные с системным администрированием).
Хотелось бы отметить, что, несмотря на распространенное скептическое отношение к перспективам развития подобных услуг в России, ряд Интернет-провайдеров уже перешел к их практической реализации.
Второй способ решения поставленных задач - это создание специализированных, предварительно настроенных устройств со следующими свойствами:
это более дешевые устройства, так как в них можно отказаться от использования ряда компонентов, которые не нужны для выполнения основной функции;
их использование может быть подобно по сложности управлению видеомагнитофоном, поскольку набор функций ограничен;
специализация создает возможность для оптимизации производительности; специализация способствует упрощению архитектуры и, тем самым, повышению надежности.
Последняя возможность связана с тем, что большинство современных компьютеров являются универсальными. Обычно каждый из них выполняет множество задач (обработка текста, обработка графики, управление базами данных, обмен информацией по сети и т.д.), выдвигающих часто независимые или, хуже того, несовместимые требования к работе компьютера и к его развитию. За универсальность приходится платить неэффективностью и неэкономичностью. Специализированное устройство можно оптимизировать под определенные задачи или классы задач.
По пути создания специализированных устройств пошли разработчики оборудования для сетей передачи данных: появились и развиваются устройства, реализующие фиксированный набор сервисов и не требующие постоянного внимания сетевого администратора (имеются в виду коммутаторы и маршрутизаторы).
Диапазон специализированных устройств слишком широк для одной статьи, поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать только серверы.
Технические решения
Одним из направлений развития специализированных серверов является разработка устройств, получивших наименование "микросерверов".
Что такое микросерверы
Микросерверы (иногда их называют "тонкими серверами") - термин, появившийся недавно в связи с распространением активных сетевых устройств, выполняющих функции, обычно возлагаемые на серверные системы. Представленные на рынке микросерверы обычно заменяют по функциональности аналогичные "большие" серверы. Их используют как файл-серверы, серверы печати, кэширующие интернет-серверы, серверы почты и новостей, межсетевые экраны и т.д.
Критерии, по которым устройство можно было бы отнести к микросерверам, еще не сложились. Не существует и специфических для микросерверов способов сравнения потребительских свойств. Поэтому в данной статье мы постарались показать не только устройства, относимые к данному классу, но и те, что имеют похожее назначение или особенности организации.
В настоящее время аппаратная часть микросерверов не очень сильно отличается от той, которая служит основой универсальных компьютеров и с этой точки зрения интерфейсные устройства типа web-фонов достигли большей степени специализации. Действительно, в микросерверах используются процессоры (в основном RISC-процессоры), память и диски, разрабатывавшиеся для универсальных машин, на некоторых машинах есть слоты шины ввода/вывода PCI, видеоадаптеры, стереозвук.
Серьезные отличия появляются на уровне операционной системы. Именно ОС специально настраиваются в большинстве микросерверов. Оставаясь обычными операционными системами (чаще всего используются варианты ОС UNIX), они адаптируются для выполнения ограниченного набора функций и дополняются специализированным прикладным программным обеспечением (обычно это ПО, связанное с управлением сервером).
Хочется обратить внимание еще на одну черту, присущую большинству настольных микросерверов, - необычный дизайн. Необычным оформлением своих машин отличалась фирма NEXT, из недавно появившихся устройств, конечно, вспоминаются iMac и iBook. Из группы микросерверов выделяется продукт фирмы Cobalt под названием Qube, имеющий корпус в виде куба, жидкокристаллический дисплей и большие индикаторы включения питания. Видимо при близости основных характеристик большинства современных серверов, на выбор неискушенных пользователей (на которых, в основном, и рассчитаны настольные модели микросерверов) ощутимое влияние будет оказывать их внешний вид (конечно многим надоели унылые минитауэры на рабочих столах). Устройства для Интернет-провайдеров имеют менее броские, но более функциональные корпуса, позволяющие устанавливать большое количество этих устройств в стандартные стойки.
"Нулевое администрирование"
Основной особенностью микросерверов принято считать так называемое "нулевое администрирование", при этом утверждается, что для развертывания и обслуживания микросерверов в организации не нужен опытный системный администратор. Подчеркивается, что именно эта их черта является основным отличием микросерверов от аналогичных решений на базе универсальных серверных платформ. Правда, нам кажется, что совсем отказаться от услуг системного администратора в обозримом будущем не получится хотя бы потому, что в многопользовательской системе необходимо регистрировать пользователей и управлять правами доступа к используемым файлам. Реальной выглядит перспектива сокращения количества администраторов, обслуживающих информационную систему предприятия (другой вариант - возможность работать не полный день), и привлечение к управлению системой специалистов, имеющих меньшую квалификацию.
Большинство микросерверов имеет Web-ориентированный интерфейс управления, позволяющий единообразно выполнять администрирование удаленно, централизованно.
Иногда, говоря о микросерверах, относят их к "необслуживаемым устройствам". Было бы неправильным понимать такие утверждения буквально и представлять себе что-то вроде телефона, которым может пользоваться практически любой человек. Подтверждением может служить то, что некоторые микросерверы имеют слоты расширения и возможность подключения внешних SCSI-дисков, а также имеют в своем составе программное обеспечение, позволяющее поддерживать различные уровни RAID. Да и сама по себе задача обеспечения "необслуживаемости" сервера достаточно сложна. Скорее всего, попытка создать такой сервер приведет к тому, что получится немодифицируемое, нерасширяемое устройство.
Отметим, кроме того, что информацию, хранимую на сервере, необходимо защищать от потери в случае сбоя в системе или ошибки пользователя, а значит, обязательно делать резервные копии. Требует обслуживания и файловая система. Как минимум приходится следить за тем, чтобы она не переполнялась (можно потерять информацию), а в файловой системе хранится не только пользовательская информация, но и системные журналы, и временные файлы, и разнообразное программное обеспечение. Использование "зеркалирования" (RAID 1) подразумевает возможность замены вышедшего из строя диска и перенос копии информации на вновь установленное устройство. Возможность ошибочно скопировать пустой диск на диск с информацией обычно заставляет поручать эту операцию высококвалифицированным специалистам.