Технология тонких серверов — Дон Кихот против Гаргантюа

О серверах уже написано очень много, но, к сожалению, весьма однообразно. Информация о них почему-то подается в соответствии с двумя основными концепциями: условно «эгоцентрической» и «технократической». Изложение в духе первой легко узнать по ключевым словам «сердце (или ядро) информационной системы», «самый ответственный элемент» и т.п. Вторая очень напоминает бородатый анекдот о самолете — «...и теперь со всей этой ерундой мы попробуем взлететь».

А ведь концепция сервера предельно проста и, что редкость в мире компьютерной терминологии, полностью отражена в его названии — это «слуга» (от английского to serve — служить). А хороший слуга должен всего лишь хорошо делать свое дело и не доставлять лишних хлопот. В идеале — он вообще не должен быть заметен. Именно поэтому «эгоцентрическая» концепция сервера в общем несостоятельна: в небольшой, но правильно спроектированной системе может быть много серверов (в некоторых случаях — даже больше, чем пользователей). Более того, функции и роль сервера определяются архитектурой всей информационной системы в целом. В системах терминальной архитектуры (к ним, кстати, относится и популярная в последнее время сетецентрическая модель) сервер или группа серверов действительно являются «центром»: они разделяют между пользователями все свои ресурсы. В архитектурах классических локальных сетей серверы обычно предоставляют ресурсы дисковых накопителей и баз данных, а также общих периферийных устройств. В тех случаях, когда проектирование информационной системы проводится в «условиях субъективной неопределенности», т. е. когда проектировщик не может определить взаимосвязи между стоящими перед информационной системой задачами и эффективной для решения этих задач архитектурой, ни «эгоцентрический», ни «технократический» подход не гарантируют эффективности системы и приводят к неоправданному перерасходу средств. Точное знание требуемой архитектуры информационной системы позволяет как существенно упростить сервер, так и обеспечить его наилучшие технические характеристики, т.е. создать то, что называется «тонким сервером».

Тонкий сервер (ТС) — это специализированное устройство, ориентированное на оптимальное выполнение одной или нескольких серверных функций. Самая простая и наиболее часто используемая — разделение файловой системы между пользователями. Очевидно, что ТС, как и любой сервер, предназначен для функционирования в сети, в связи с чем должен иметь сетевой интерфейс, соответствующую операционную систему и средства управления.

Эта модель ТС предназначена для выполнения функций полноценного файл-сервера и прекрасно заменяет в большинстве случаев, например, Novell NetWare (в США это устройство называют NetWare Killer). В сравнении с классическими файл-серверами, ТС имеет следующие преимущества.

1. Классический сервер спроектирован для выполнения ресурсоемких задач на неадекватных аппаратных средствах (о недостатках архитектур х86 и IBM PC уже сказано слишком много); аппаратная платформа ТС оптимизирована для выполнения простых задач (например, разделения файловой системы).

2. Классический сервер достаточно трудно конфигурировать и администрировать; ТС — это устройство класса Plug-and-Play.

3. Классический сервер — сложное устройство, состоящее из отдельных подсистем: аппаратной и программной, каждая из которых достаточно дорогостоящая и обычно закупается отдельно; ТС поставляется сразу с операционной системой, размещенной в ПЗУ, при этом стоит он приблизительно столько же, сколько в среднем хороший дисковый контроллер.

4. Добавление дополнительного накопителя в классическом сервере требует его останова и выполнения достаточно сложных административных процедур; в ТС новые накопители подсоединяются в фоновом режиме без прерывания работы сервера.

5. Классический сервер обычно требует дополнительных программного обеспечения и административных процедур на клиентских рабочих местах (серверцентрическая модель); ТС этого не требует (клиентцентрическая модель).

6. Классический сервер из-за сложности потребляет достаточно большую мощность, что усложняет и удорожает системы резервного электропитания; ТС потребляет до 20 Вт, что позволяет использовать даже маломощные ИБП.

7. ТС предельно прост в администрировании: суперпользователь может с любого клиентского компьютера посредством броузера (Netscape или Microsoft) выполнить все необходимые административные операции, весь интерфейс подсистемы — графический, простой и удобный.

К уникальной особенности ТС следует отнести полную реализацию концепции Plug-and-Play: ТС автоматически создает файловые службы, необходимые директории и устанавливает пароли для подключающихся пользователей. При необходимости администратор может изменить профили пользователей, а также осуществить принудительное создание/удаление пользователя. Клиентские компьютеры с различными операционными системами (Windows и Unix) могут осуществлять одновременный доступ к одинаковым файлам. Допускается подключение как внешних RAID-контроллеров, так и накопителей со сменными носителями (полностью поддерживается Iomega Jaz и некоторые другие).

В качестве примера простоты администрирования ТС можно привести экранную форму отчета о разделах файловой системы (всего таких форм около сорока, все они выполнены в едином стиле).

Вообще, если говорить о простоте и «дружелюбности» ТС, найти ему какой-либо аналог в существующем мире серверов практически невозможно.

По возможностям расширения ТС практически ничем не уступает своим «большим» собратьям. Для обеспечения надежности хранения информации можно применять внешние RAID-контроллеры различных уровней. Однако, учитывая стоимость внешних контроллеров SCSI to SCSI RAID (в несколько раз превышающую стоимость ТС) и достаточно высокую стоимость SCSI-накопителей, для ТС наиболее целесообразно применение современных подсистем SCSI to IDE RAID. Лучшим примером подобного устройства является модуль iRAID фирмы Promise Technologies (США), обеспечивающий полноценную реализацию RAID 5 на массиве из трех или пяти IDE-накопителей (общий интерфейс подсистемы — Fast SCSI) со всеми присущими подобным системам возможностями -«горячей» заменой дисков, элеваторным управлением головками накопителей и прочим. Кроме того, несмотря на несколько устаревший внешний интерфейс, iRAID характеризуется очень высокой производительностью (на 15–20% превышающей более дорогие SCSI-решения). В сочетании с уникальными алгоритмами кэширования дисковой подсистемы, реализованными в операционной системе ТС, и достаточным объемом оперативной памяти (в случае применения внешней RAID-подсистемы рекомендуемый объем памяти — от 64 МВ) все это обеспечивает более чем достаточные показатели для большинства приложений.

В каких случаях целесообразно применение тонких серверов? Во-первых, в распределенных системах, состоящих из достаточно большого количества подсистем -локальных сетей. Обычно большая часть их находится на значительном удалении от центральной подсистемы (например, в региональных центрах), что порождает серьезные проблемы как с закупкой оборудования (из-за его высокой стоимости), так и с обслуживающим персоналом. В этой ситуации ТС, благодаря сочетанию низкой цены, простоты администрирования и высокой надежности, являются практически идеальным решением. Во-вторых, в масштабных системах автоматизации проектирования, когда необходимо эффективное разделение информационных массивов между рабочими станциями разных архитектур (например, х86 Windows NT и RISC Unix), а затраты на сопровождение сложных операционных систем целесообразно минимизировать. В-третьих, в издательских системах, где, в основном, требуются файл-серверы для работы с большими информационными массивами. Кроме того, ТС становятся чрезвычайно популярными в intranet-системах. С их помощью можно создать очень недорогое и эффективное решение для обеспечения хранения/доступа к структурированным информационным массивам. Например, существуют решения для организации конструкторских баз данных с доступом методами intranet. Как известно, электронная конструкторская документация характеризуется очень большой разницей в размерах — от сотен байтов до десятков мегабайтов. Хранить подобную информацию непосредственнс в записях базы данных весьма проблематично, да и, в целом, нецелесообразно. Значительно проще хранить файлы непосредственно на ТС, а базу данных имен файлов в виде взаимосвязанных HTML-страниц — на intranet-сервере. Для построения подобной системы не нужно создавать клиентское ПО, нет необходимости в дорогостоящих операционных системах СУБД, в связи с чем такая модель хранения информации более жизнеспособна. А уж простоту и «красоту» работы пользователя с этой системой можно обеспечить на самом высоком уровне.

Технология ТС быстро развивается. Появились тонкие серверы доступа к Internet (Data General, Cubix), тонкие серверы печати (Axis) и другие. Все они предназначены для создания устойчиво работающих недорогих долгоживущих информационных систем, требующих минимальных затрат на этапах развертывания и эксплуатации.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365