سرور محاسباتی چیست

نمودار شبکه رایانه ای از رایانه های مشتری که با رایانه سرور از طریق اینترنت در ارتباط هستند

بنیاد ویکی‌مدیا سرورها را در قفسه‌هایی روی یک مرکز داده نصب می‌کند

اولین سرور WWW واقع در CERN با برچسب اصلی خود که می گوید: “این دستگاه یک سرور است. آن را خاموش نکنید!”

در محاسبات ، سرور قطعه‌ای از سخت‌افزار یا نرم‌افزار رایانه ( برنامه رایانه‌ای ) است که عملکردی برای برنامه‌ها یا دستگاه‌های دیگر به نام « کلینت » فراهم می‌کند. این معماری مدل کلاینت-سرور نامیده می شود . سرورها می توانند عملکردهای مختلفی را ارائه دهند که اغلب به آنها “سرویس” گفته می شود، مانند به اشتراک گذاری داده ها یا منابع بین چندین مشتری، یا انجام محاسبات برای یک کلاینت. یک سرور واحد می تواند به چندین مشتری سرویس دهد و یک کلاینت می تواند از چندین سرور استفاده کند. یک فرآیند مشتری ممکن است در یک دستگاه اجرا شود یا ممکن است از طریق یک شبکه به یک سرور در دستگاه دیگری متصل شود. ^[1]سرورهای معمولی عبارتند از سرورهای پایگاه داده ، سرورهای فایل ، سرورهای پست الکترونیکی ، سرورهای چاپ ، سرورهای وب ، سرورهای بازی ، و سرورهای برنامه . ^[2]

سیستم های سرویس گیرنده-سرور معمولاً توسط مدل درخواست-پاسخ (و اغلب با آن شناسایی می شوند) پیاده سازی می شوند : یک کلاینت درخواستی را به سرور ارسال می کند که برخی از عملکردها را انجام می دهد و پاسخی را به مشتری ارسال می کند، معمولاً با یک نتیجه یا تأیید. . تعیین یک کامپیوتر به عنوان “سخت افزار کلاس سرور” به این معنی است که برای اجرای سرورها بر روی آن تخصصی است. این اغلب به این معنی است که قدرتمندتر و قابل اعتمادتر از رایانه های شخصی استاندارد است ، اما در عوض، خوشه های محاسباتی بزرگ ممکن است از بسیاری از اجزای سرور نسبتاً ساده و قابل تعویض تشکیل شده باشند.

 اجاره سرور محاسباتی 

سرور محاسباتی

تاریخچه 

استفاده از کلمه سرور در محاسبات از نظریه صف می‌آید ، ^[3] جایی که به اواسط قرن بیستم بازمی‌گردد، به ویژه در کندال (1953) (همراه با «سرویس»)، مقاله‌ای که نماد کندال را معرفی کرد، استفاده شد. در مقالات قبلی، مانند Erlang (1909) ، از اصطلاحات دقیق تر مانند “اپراتورهای [تلفن]” استفاده شده است.

در محاسبات، «سرور» حداقل به RFC 5 (1969)، ^[4] یکی از اولین اسنادی است که ARPANET (سلف اینترنت ) را توصیف می کند، و با «کاربر» در تضاد است و دو نوع میزبان را متمایز می کند : «سرور- میزبان” و “میزبان کاربر”. استفاده از “سرویس” نیز به اسناد اولیه، مانند RFC 4، ^[5] در تضاد “serving-host” با “using-host” برمی گردد.

فایل Jargon ” سرور ” را به معنای رایج فرآیندی که سرویس را برای درخواست ها انجام می دهد، معمولاً از راه دور، با خواندن نسخه 1981 ( 1.1.0 ) تعریف می کند:

سرور n. نوعی DAEMON که سرویسی را برای درخواست کننده انجام می دهد که اغلب روی رایانه ای غیر از رایانه ای که سرور روی آن اجرا می شود اجرا می شود.

عملیات 

شبکه ای مبتنی بر مدل مشتری-سرور که در آن چندین مشتری از سرورهای متمرکز خدمات و منابع را درخواست می کنند

به بیان دقیق، عبارت سرور به یک برنامه یا فرآیند کامپیوتری (برنامه در حال اجرا) اشاره دارد. از طریق metonymy ، به دستگاهی اطلاق می‌شود که برای اجرای یک یا چند برنامه سرور استفاده می‌شود (یا دستگاهی که به آن اختصاص داده شده است). در یک شبکه، چنین دستگاهی میزبان نامیده می شود . علاوه بر سرور ، کلمات serve و service (به ترتیب به عنوان فعل و به عنوان اسم) به طور مکرر مورد استفاده قرار می‌گیرند، هرچند سرویس‌دهنده و خدمتکار اینگونه نیستند. ^[a] کلمه سرویس (اسم) ممکن است به یکی از شکل های انتزاعی عملکرد اشاره داشته باشد، به عنوان مثال سرویس وب. یا ممکن است به یک برنامه کامپیوتری اشاره داشته باشد که کامپیوتر را به سرور تبدیل می کند، به عنوان مثال سرویس ویندوز . در ابتدا به عنوان «سرورها به کاربران خدمت می‌کنند» (و «کاربران از سرورها استفاده می‌کنند»)، به معنای «اطاعت» استفاده می‌شد، امروزه اغلب می‌گویند که «سرورها به داده‌ها خدمت می‌کنند»، به همان معنای «دادن». به عنوان مثال، وب سرورها “صفحات وب را به کاربران ارائه می دهند” یا “درخواست های آنها را سرویس می دهند”.

سرور بخشی از مدل مشتری-سرور است . در این مدل، یک سرور داده ها را برای مشتریان ارائه می دهد . ماهیت ارتباط بین مشتری و سرور درخواست و پاسخ است. این در تضاد با مدل همتا به همتا است که در آن رابطه متقابل بر اساس تقاضا است. در اصل، هر فرآیند رایانه‌ای که می‌تواند توسط فرآیند دیگری مورد استفاده یا فراخوانی قرار گیرد (مخصوصاً از راه دور، به‌ویژه برای اشتراک‌گذاری یک منبع) یک سرور است و فرآیند یا فرآیندهای فراخوانی، یک مشتری است. بنابراین هر کامپیوتر همه منظوره متصل به یک شبکه می تواند میزبان سرورها باشد. برای مثال، اگر فایل‌های روی یک دستگاه توسط فرآیندی به اشتراک گذاشته شود، آن فرآیند یک سرور فایل است . به طور مشابه، نرم افزار وب سرور می تواندبر روی هر کامپیوتری قابل اجرا باشد و بنابراین یک لپ تاپ یا یک کامپیوتر شخصی می تواند میزبان یک وب سرور باشد.

در حالی که درخواست-پاسخ رایج ترین طراحی مشتری-سرور است، موارد دیگری مانند الگوی انتشار-اشتراک وجود دارد. در الگوی انتشار-اشتراک، مشتریان با یک سرور pub-sub ثبت نام می کنند و در انواع مشخصی از پیام ها مشترک می شوند. این ثبت نام اولیه ممکن است با درخواست-پاسخ انجام شود. پس از آن، سرور pub-sub پیام‌های منطبق را بدون هیچ درخواست دیگری به مشتریان ارسال می‌کند: سرور پیام‌ها را به مشتری ارسال می‌کند، نه اینکه کلاینت پیام‌ها را از سرور به عنوان درخواست پاسخ می‌گیرد. ^[6]

هدف 

دسته اصلی: سرورها (محاسبات)

نقش سرور به اشتراک گذاری داده ها و همچنین به اشتراک گذاری منابع و توزیع کار است. یک کامپیوتر سرور می تواند برنامه های کامپیوتری خود را نیز ارائه دهد. بسته به سناریو، این می تواند بخشی از یک معامله quid pro quo یا صرفاً یک امکان فنی باشد. جدول زیر چندین سناریو را نشان می دهد که در آنها از یک سرور استفاده می شود.

تقریباً کل ساختار اینترنت مبتنی بر مدل مشتری-سرور است. سرورهای نام ریشه سطح بالا ، DNS و روترها ترافیک اینترنت را هدایت می کنند. میلیون ها سرور متصل به اینترنت وجود دارد که به طور مداوم در سراسر جهان در حال اجرا هستند ^[9] و تقریباً هر اقدامی که توسط یک کاربر معمولی اینترنت انجام می شود نیاز به یک یا چند تعامل با یک یا چند سرور دارد. استثناهایی وجود دارد که از سرورهای اختصاصی استفاده نمی کنند. برای مثال، اشتراک‌گذاری فایل‌های همتا به همتا و برخی پیاده‌سازی‌های تلفن (مانند اسکایپ قبل از مایکروسافت ).

سخت افزار

یک سرور قابل نصب روی قفسه که پوشش بالایی آن برداشته شده است تا اجزای داخلی آشکار شوند

نیاز به سخت افزار برای سرورها بسته به هدف سرور و نرم افزار آن بسیار متفاوت است. سرورها اغلب قدرتمندتر و گرانتر از کلاینت هایی هستند که به آنها متصل می شوند.

از آنجایی که سرورها معمولاً از طریق شبکه قابل دسترسی هستند، بسیاری از آنها بدون مانیتور کامپیوتر یا دستگاه ورودی، سخت افزار صوتی و رابط USB کار می کنند. بسیاری از سرورها رابط کاربری گرافیکی (GUI) ندارند. آنها از راه دور پیکربندی و مدیریت می شوند. مدیریت از راه دور می تواند از طریق روش های مختلفی از جمله کنسول مدیریت مایکروسافت (MMC)، PowerShell ، SSH و سیستم های مدیریت خارج از باند مبتنی بر مرورگر مانند iDRAC Dell یا iLo HP انجام شود .

سرورهای بزرگ 

سرورهای تک سنتی بزرگ باید برای مدت طولانی بدون وقفه اجرا شوند. در دسترس بودن باید بسیار بالا باشد، که قابلیت اطمینان و دوام سخت افزار را بسیار مهم می کند. سرورهای سازمانی ماموریتی بسیار مقاوم در برابر خطا هستند و از سخت افزار تخصصی با نرخ خرابی پایین استفاده می کنند تا زمان آپدیت را به حداکثر برسانند . منبع تغذیه اضطراری ممکن است برای محافظت در برابر قطع برق تعبیه شود. سرورها معمولاً شامل افزونگی سخت‌افزاری مانند منابع تغذیه دوگانه ، سیستم‌های دیسک RAID و حافظه ECC هستند، ^[10]همراه با آزمایش و تأیید حافظه قبل از بوت گسترده. اجزای حیاتی ممکن است قابل تعویض داغ باشند و به تکنسین‌ها این امکان را می‌دهند که آنها را روی سرور در حال کار بدون خاموش کردن آن جایگزین کنند و برای محافظت در برابر گرمای بیش از حد، سرورها ممکن است فن‌های قوی‌تری داشته باشند یا از خنک‌کننده آب استفاده کنند . آنها اغلب می توانند با استفاده از مدیریت خارج از باند ، معمولاً بر اساس IPMI ، پیکربندی شوند، بالا و پایین شوند، یا از راه دور راه اندازی مجدد شوند. محفظه‌های سرور معمولاً مسطح و عریض هستند و به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که روی قفسه‌های 19 اینچی یا روی رک‌های باز نصب شوند.

این نوع سرورها اغلب در مراکز داده اختصاصی قرار می گیرند . اینها معمولاً دارای قدرت و اینترنت بسیار پایدار و افزایش امنیت خواهند بود. سر و صدا نیز کمتر نگران کننده است، اما مصرف برق و خروجی گرما می تواند یک مسئله جدی باشد. اتاق های سرور مجهز به دستگاه های تهویه مطبوع هستند.

یک رک سرور که از پشت دیده می شود

سرورهای بنیاد ویکی‌مدیا همانطور که از جلو دیده می‌شوند

سرورهای بنیاد ویکی مدیا همانطور که از پشت دیده می شوند

سرورهای بنیاد ویکی مدیا همانطور که از پشت دیده می شوند

خوشه ها 

مقاله اصلی: مزرعه سرور

مزرعه سرور یا خوشه سرور مجموعه ای از سرورهای رایانه ای است که توسط یک سازمان برای ارائه عملکرد سرور بسیار فراتر از توانایی یک دستگاه واحد نگهداری می شود. مراکز داده مدرن اکنون اغلب از خوشه‌های بسیار بزرگی از سرورهای بسیار ساده‌تر ساخته می‌شوند، ^[11] و یک تلاش مشترک، Open Compute Project پیرامون این مفهوم وجود دارد.

لوازم خانگی

دسته ای از سرورهای تخصصی کوچک به نام لوازم شبکه معمولاً در سطح پایینی قرار دارند و اغلب کوچکتر از رایانه های رومیزی معمولی هستند.

موبایل

یک سرور موبایل دارای یک فرم فاکتور قابل حمل است، به عنوان مثال یک لپ تاپ . ^[12] برخلاف مراکز داده بزرگ یا سرورهای رک، سرور موبایل برای استقرار در جاده یا موقت در محیط‌های اضطراری، فاجعه یا محیط‌های موقتی طراحی شده است که سرورهای سنتی به دلیل نیاز به قدرت، اندازه، و آن‌ها امکان‌پذیر نیستند. زمان استقرار ^[13] ذینفعان اصلی فناوری موسوم به “سرور در حال حرکت” شامل مدیران شبکه، توسعه دهندگان نرم افزار یا پایگاه داده، مراکز آموزشی، پرسنل نظامی، مجری قانون، پزشکی قانونی، گروه های امداد اضطراری و سازمان های خدماتی هستند. ^[14] برای تسهیل قابلیت حمل، ویژگی هایی مانند صفحه کلید ، صفحه نمایش، باتری ( منبع تغذیه بدون وقفه ، برای تامین برق اضافی در صورت خرابی)، و ماوس همگی در شاسی یکپارچه شده اند.

 اجاره سرور محاسباتی 

سیستم عامل 

Sun’s Cobalt Qube 3; یک دستگاه سرور کامپیوتر (2002)؛ اجرای لینوکس کبالت (نسخه سفارشی شده از لینوکس رد هت، با استفاده از هسته لینوکس 2.2)، همراه با وب سرور آپاچی.

در اینترنت، سیستم‌عامل‌های غالب در میان سرورها ، توزیع‌های منبع باز شبه یونیکس هستند، مانند سیستم‌های مبتنی بر لینوکس و FreeBSD ، ^[15] و Windows Server نیز سهم قابل‌توجهی دارد. سیستم عامل های اختصاصی مانند z/OS و macOS Server نیز مستقر هستند، اما در تعداد بسیار کمتر.

سیستم عامل های تخصصی سرور گرا به طور سنتی دارای ویژگی هایی مانند:

• رابط کاربری گرافیکی موجود نیست یا اختیاری است
• امکان پیکربندی مجدد و به روز رسانی سخت افزار و نرم افزار تا حدی بدون راه اندازی مجدد
• امکانات پشتیبان گیری پیشرفته برای امکان پشتیبان گیری منظم و مکرر آنلاین از داده های حیاتی ،
• انتقال شفاف داده بین حجم ها یا دستگاه های مختلف
• قابلیت های شبکه انعطاف پذیر و پیشرفته
• قابلیت های اتوماسیون مانند دیمون ها در یونیکس و سرویس ها در ویندوز
• امنیت شدید سیستم، با حفاظت از کاربر، منابع، داده ها و حافظه پیشرفته.
• تشخیص و هشدار پیشرفته در شرایطی مانند داغ شدن بیش از حد، خرابی پردازنده و دیسک. ^[16]

در عمل، امروزه بسیاری از سیستم‌عامل‌های دسکتاپ و سرور ، پایه‌های کد مشابهی را به اشتراک می‌گذارند که عمدتاً در پیکربندی متفاوت هستند.

مصرف انرژی 

در سال 2010، مراکز داده (سرورها، سرمایش و سایر زیرساخت های الکتریکی) مسئول 1.1-1.5٪ از مصرف انرژی الکتریکی در سراسر جهان و 1.7-2.2٪ در ایالات متحده بودند. ^[17] یک تخمین این است که مصرف کل انرژی برای فناوری اطلاعات و ارتباطات با افزایش کارایی، بیش از 5 برابر ردپای کربن آن ^[18] در بقیه اقتصاد صرفه جویی می کند.

مصرف جهانی انرژی به دلیل افزایش تقاضای داده و پهنای باند در حال افزایش است. شورای دفاع از منابع طبیعی (NRDC) بیان می کند که مراکز داده در سال 2013 از 91 میلیارد کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) انرژی الکتریکی استفاده کردند که 3 درصد از مصرف جهانی برق را تشکیل می دهد.

گروه‌های زیست‌محیطی تمرکز خود را بر انتشار کربن از مراکز داده متمرکز کرده‌اند، زیرا در سال 200 میلیون تن دی‌اکسید کربن را تشکیل می‌دهد .