Аппаратное обеспечение компьютерных сетей серверы

20. Аппаратное обеспечение работы в компьютерной сети: основные устройства.

Аппаратное обеспечение компьютера – это все аппаратные средства, из которых состоит компьютер, т.е. вся аппаратура, необходимая для работы компьютера.

Аппаратное обеспечение компьютера можно разделить на две части:

• основные устройства компьютера;

• дополнительные устройства компьютера.

К основным устройствам компьютера относятся:

• монитор (или дисплей) – устройство вывода информации;

• клавиатура – устройство ввода информации;

Эти устройства называются основными, потому что без них невозможна работа на компьютере.

Монитор — основное периферийное устройство отображения видимой компьютером информации.

Клавиатура (keyboard) – традиционное устройство ввода данных в компьютер.

Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключающиеся к системному блоку снаружи, считаются внешними. В системный блок входит процессор, оперативная память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, на оптический дисках и некоторые другие устройства.

Оперативная память (ОЗУ), в которой хранятся данные и команды в то время, когда компьютер включен. Для длительного хранения данных и программ широко применяются жесткие диски (винчестеры).

21. Опишите технологию «клиент-сервер». Приведите принципы многопользовательской работы с программным обеспечением.

Клиент-сервер (англ. Client-server) — вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами.

При использовании клиент-серверной технологии, на самом сервере, содержащим базу данных, функционирует некоторое программное обеспечение ,к-рое называется «сервером баз данных». Благодаря технологии клиент-сервер формирование отчета выглядит более «умно»: сервер БД получает запрос на формирование отчета, сам фильтрует табл, сам суммирует колонку и пользователю по сети отдает уже готовый результат.

Делает возможным, в большинстве случаев, распределение функций вычислительной системы между несколькими независимыми компьютерами в сети. Это позволяет упростить обслуживание вычислительной системы.

Все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён гораздо лучше большинства клиентов.

Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть.

Поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста — системного администратора.

Высокая стоимость оборудования.

Принципы проектирование БД.

Разрабатываемые на предприятиях инф-ныесостемы и базы данных должны быть многопользовательскими. Принцип разработки многопользовательских БД должны сводиться к 2м обязательным условиям: системного подхода и стандартизации.

Системный подход означает что такая информа-ная система как большая система, состоящая из некоторого множества взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. Необходимо соблюдать некоторые принципы:

Учет интересов всех потенциальных пользователей систем

Модульный принцип разработки и внедрения

Стандартизация разработки инф-ных систем, имеет след аспекты:

Информационный. Означает, что на все инф-ные объекты должны быть установлены четкие правила их идентификации.

Программный. При разработке многопользовательский, удаленных друг от друга систем данные одной системы должны обрабатываться программным обеспечением другой системы.

Аппаратный. Необходимость снижения затрат на эксплуатацию компьют-ой техники.

Источник

Серверные компоненты: из чего состоит и как работает сервер

Серверы очень часто противопоставляют персональным компьютерам, хотя и те и другие в целом состоят из похожих комплектующих. О том, что входит в типичный сервер, как работают и за что отвечают его компоненты — наша статья.

Сервер закрывает потребности приложений и онлайн-сервисов, а не конкретного пользователя, как в случае с ПК. Сервер отвечает за вычисления, используется для хранения данных или других задач — все зависит от его вида и назначения. Например, провайдеры, которые оказывают услуги хостинга, хранят на серверах сайты и данные клиентов. Игровые серверы занимаются тем, что координируют взаимодействие огромного количества компьютеров, с которых пользователи выходят в онлайн-игру. На корпоративном сервере размещают важные для организации приложения и данные: CRM-систему, бухгалтерскую базу данных, файлы и папки с общим доступом.

Процессор, CPU

Процессор часто называют мозгом сервера: от него зависит эффективность работы оборудования и скорость передачи данных. От процессоров для персональных ПК их отличает повышенная надежность, способность работать на высоких частотах, в широком температурном диапазоне и в других стрессовых условиях. Практически все современные процессоры поддерживают самокоррекцию ошибок (ECC, Error Correction Code).

Считается, что чем больше ядер в процессоре, тем лучше — каждое ядро будет работать как отдельный процессор. Однако важно, чтобы незадействованных в работе ядер было как можно меньше, так как с увеличением числа ядер повышается стоимость чипа. Ощутимый рост производительности будет в приложениях, которые поддерживают распараллеливание процесса вычислений. В большинстве современных серверов установлены двух- или четырехядерные процессоры, в то время как количество ядер в самых продвинутых решениях может достигать 12 или 14. Многие современные приложения разрабатываются с расчетом на то, чтобы параллельно использовать несколько ядер серверного процессора.

Раньше высокую производительность процессора определяла частота, сегодня это второстепенный параметр и даже наоборот: эффективно могут работать CPU с небольшой частотой.

Кэш в процессоре – то же самое, что оперативная память в обычном компьютере. Это сравнительно небольшой объем очень быстрой памяти, в которой хранятся временные данные. В случае необходимости их можно восстановить за доли секунды. Поэтому чем больше кэш, тем быстрее процессор справляется с большинством задач.

Также некоторые процессоры имеют встроенные графические сопроцессоры — GPU. Они нужны не только приложениям, которые работают с графикой и потоковым видео, но и другим, преимущественно ресурсоемким: которые занимаются машинным обучением, аналитикой, обработкой больших массивов неструктурированных данных.

Материнская плата, motherboard

Основная электронная плата сервера, на ней размещаются его компоненты. На материнской плате предусмотрены слоты для процессора и модулей памяти, есть слоты расширения, порты устройств ввода-вывода и другие.

Память, memory

В общем случае оперативная память используется для временного хранения информации — ровно до отключения питания. Но так как серверы работают в режиме 24/7 и останавливаются только в случае поломки или на время обслуживания, в них память хранит данные запущенных приложений.

Главное отличие серверной памяти от оперативной заключается в поддержке технологий, отвечающих за безотказную работу первой. Как минимум для этого используется контроль четности и ECC — функция коррекции ошибок. ЕСС защищает от сбоев, которые возникают при высокой интенсивности вычислений, но может увеличивать стоимость модуля памяти на 10–30 %.

В большинстве современных серверов используется буферизованная серверная память. В ней чип буфера обрабатывает полученную от процессора информацию, а затем передает ее на остальные чипы памяти. Таким образом процессор будет коммуницировать всего с одним чипом, а не со всеми подряд — это важно, так как количество микросхем может исчисляться десятками.

Чем более трудоемкие задачи выполняет сервер, тем больше памяти ему необходимо для стабильной работы. Например, если на сервере размещен интернет-магазин, который обслуживает ежесекундно тысячи пользовательских запросов, то из-за недостатка памяти пользователи будут вынуждены слишком долго ждать загрузки страниц, а в пиковые моменты сайт и вовсе окажется недоступным.

Количество слотов для памяти ограничено, поэтому для серверов, которые планируют со временем масштабировать, следует предусмотреть небольшой запас незадействованных слотов.

Накопители, HDD / SSD / NVMe

Все дисковые накопители, установленные в сервере, образуют систему хранения данных. Главными характеристиками серверных накопителей считаются надежность, производительность и время отклика. Производительность, в свою очередь, определяет скорость считывания и записи данных, а также время их обработки в целом. Чем больше запросов к серверу, тем более производительной должны быть установленные в нем накопители.

Сегодня в серверы устанавливают как традиционные HDD, так и более современные SSD или NVMe-накопители. Винчестеры занимают больше места, сильнее греются в процессе работы, шумят, и в целом они более хрупкие — любая встряска может привести к повреждению данных. Хотя в последнее время появились HDD с увеличенным количеством головок, что позволило ускорить доступ к данным, они до сих пор популярны только из-за своей цены: у них самая низкая стоимость 1 Гб хранимых данных.

Принцип работы SSD-накопителей такой же, как у обычных флешек. При этом SSD лишены большинства недостатков, характерных для HDD: компактные, не боятся механических повреждений, более быстрые и производительные. Это тот случай, когда увеличенная стоимость в пересчет за 1 Гб полностью оправдывается высокой надежностью и эффективностью работы.

NVMe — самая современная и быстрая разновидность SSD. Это идеальный вариант для серверов, к которым предъявляют наиболее высокие требования к скорости доступа. До сих пор это самые дорогие накопители, которые к тому же нуждаются в эффективной системе охлаждения. Однако в работе с 4К и 8К контентом, профессиональными приложениями для проектирования и в 3D-рендеринге им нет равных.

Грамотно сочетая накопители разных типов в одном сервере, можно получить оптимальное по стоимости, производительности и скорости работы хранилище.

Подключают накопители к серверу через интерфейсы SATA, SAS и NVMe. Первые два используют наборы команд ATA и SCSI, они известны со времен HDD. Интерфейс SAS привлекает тем, что позволяет выполнять «горячую» замену накопителей, без отключения сервера. В основе нового интерфейса NVMe лежат протоколы RDMA и Fibre Channel, а для обмена данными используется шина PCI-E. Скорость доступа по NVMe-интерфейсу в несколько раз выше, чем по SAS/SATA.

Переплачивать за скорость есть смысл в нескольких случаях: когда необходимо хранить на сервере большой массив данных или минимизировать время доступа к ним. Последнее актуально для оборудования, на котором размещаются высокопосещаемые веб-ресурсы, продукты 1C и другие приложения, для которых критично время задержки.

Корпус

Все перечисленные компоненты размещаются в корпусе, который определяет тип сервера: напольный/настольный, стоечный или блейд-сервер. Настольные и напольные серверы варианты подходят для небольших организаций, которым требуется немного вычислительных ресурсов.

Стоечные серверы — типичная история для дата-центров. Здесь оборудование размещается в телекоммуникационных стойках (Rack mount), которые ощутимо экономят место в машинных залах и позволяют организовать эффективное охлаждение — например, посредством «горячих» и «холодных» коридоров. Все стоечные серверы стандартизированы и имеют одинаковую ширину: 19 дюймов. Минимальная единица по высоте размещения — один юнит. Большинство вендоров выпускает одно-, двух- и четырехюнитовые серверы.

Компактнее всего серверные компоненты размещаются в корпусе блейд-сервера, который еще называют шасси. Шасси предоставляет доступ к общим компонентам вроде блока питания и сетевых контроллеров.

Улучшение конструкции сервера и оптимизация размещения компонентов внутри него прямо влияет на энергоэффективность оборудования.

Другие компоненты

Помимо основных компонентов, современный сервер включает в себя:

• сетевые платы для передачи данных;
• блок (или несколько блоков) питания;
• аппаратные контроллеры.

Серверы гибко адаптируются под различные задачи: можно выбрать конфигурацию, которая максимально соответствует задачам бизнеса по производительности, скорости и специфике работы приложений и безопасности.

Серверы соседних поколений минимально отличаются на уровне компонентов: как правило, с каждым следующим поколением немного улучшаются характеристики процессоров, памяти и увеличивается скорость передачи данных. В среднем сервер способен работать без модернизации 6–10 лет. Это стало возможным благодаря совершенствованию основных компонентов, которые даже через несколько лет могут соответствовать требованиям современных приложений.

Источник