Úvod do serverů
Většina uživatelů pracuje s osobním počítačem nebo notebookem, na kterém je nainstalován klientský operační systém, například Microsoft Windows 11. Takový počítač je zpravidla určen jednomu uživateli, který na něm spouští aplikace, vytváří dokumenty, komunikuje prostřednictvím internetu a ukládá vlastní data. V domácím prostředí je tento způsob používání obvykle dostačující.
Situace se však mění ve školách, firmách, nemocnicích, úřadech nebo výrobních podnicích, kde společně pracují desítky až tisíce uživatelů a počítačů. Uživatelé potřebují sdílet data, tiskárny, aplikace a další prostředky. Organizace zároveň musí řídit, kdo se může do sítě přihlásit, ke kterým informacím má přístup a jaká nastavení budou na jednotlivých počítačích používána.
Představme si například střední školu. Žáci a učitelé se potřebují přihlašovat na různých počítačích, přistupovat ke svým souborům, používat síťové tiskárny a pracovat se školními informačními systémy. Správce zároveň musí zajistit, aby měli jednotliví uživatelé pouze taková oprávnění, která odpovídají jejich roli. Kdyby každý počítač fungoval samostatně, bylo by nutné na každém zařízení zvlášť vytvářet účty, instalovat programy, nastavovat tiskárny a provádět změny konfigurace.
Právě tyto úlohy řeší serverové prostředí. Server představuje jeden ze základních prvků serverového prostředí a poskytuje služby ostatním počítačům a uživatelům v síti. Může například ukládat a sdílet data, ověřovat uživatelské účty, přidělovat síťovou konfiguraci, spravovat tiskárny, provozovat databáze nebo poskytovat webové aplikace.
Hlavním přínosem serverového prostředí je centralizace. Důležité služby, data a nastavení jsou soustředěny na jednom nebo několika serverech, takže správce nemusí konfigurovat každý počítač samostatně. Centralizovaná správa také usnadňuje zabezpečení, zálohování, instalaci aktualizací a řízení přístupových oprávnění.
Moderní servery jsou obvykle navrženy pro dlouhodobý a nepřetržitý provoz. Nemusí však vždy existovat jako samostatné fyzické počítače. Často jsou provozovány jako virtuální servery nebo jako služby poskytované prostřednictvím cloudových datových center.
V následujících částech se podrobně seznámíme s významem pojmu server, serverovým hardwarem a softwarem, principem komunikace klient–server, vzdálenou správou, virtualizací, jednotlivými druhy serverových služeb, serverovnami a serverovými operačními systémy.
Co je to server
Pojem server pochází z anglického slovesa to serve, které znamená sloužit nebo obsluhovat. Server tedy poskytuje určitou službu jiným zařízením, uživatelům nebo programům připojeným prostřednictvím počítačové sítě.
Zařízení nebo program, který službu využívá, se označuje jako klient. Klient odešle serveru požadavek, server jej přijme, zpracuje a následně odešle odpověď. Tímto způsobem funguje například načítání webových stránek, přístup ke sdíleným souborům, tisk prostřednictvím síťové tiskárny nebo přihlašování uživatele do školní či podnikové sítě.
Pojem server lze chápat dvěma základními způsoby:
- jako hardwarové zařízení,
- jako program nebo softwarovou službu.
Je důležité tyto významy rozlišovat. V běžné řeči se slovem server často označuje fyzický počítač umístěný v serverovně. Z technického hlediska však může být serverem také konkrétní program, který poskytuje určitou službu.
Server jako hardware
V hardwarovém pojetí je server fyzický počítač určený k dlouhodobému, spolehlivému a často nepřetržitému poskytování služeb. Může obsluhovat několik uživatelů, ale také stovky nebo tisíce klientských zařízení současně.
Serverový počítač používá podobné základní součásti jako běžná pracovní stanice. Obsahuje procesor, operační paměť, úložná zařízení, základní desku, síťová rozhraní a napájecí zdroj. Tyto součásti však bývají přizpůsobeny vyšším nárokům na výkon, spolehlivost, nepřetržitý provoz a možnost rychlé údržby.
Server může obsahovat například:
- jeden nebo více výkonných procesorů,
- velké množství operační paměti,
- několik síťových rozhraní,
- více pevných disků nebo SSD,
- redundantní napájecí zdroje,
- hardwarový řadič diskového pole,
- systém vzdálené správy nezávislý na operačním systému,
- výkonnější chlazení,
- prvky pro sledování stavu hardwaru.
Výkon serveru se vždy volí podle úlohy, kterou má vykonávat. Souborový server potřebuje především rychlé a spolehlivé úložiště, databázový server může vyžadovat velké množství operační paměti a virtualizační server obvykle potřebuje vysoký počet procesorových jader, dostatek paměti a rychlá disková zařízení.
Serverový hardware bývá navržen pro provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Na rozdíl od běžného osobního počítače se server pravidelně nevypíná po skončení pracovní doby. Jeho služby musí být často dostupné nepřetržitě, protože na nich může záviset práce celé organizace.
Z tohoto důvodu se při návrhu serverů používá princip redundance. Redundance znamená, že je důležitá součást zařízení zastoupena vícekrát. Pokud jedna součást selže, druhá může převzít její funkci a server může pokračovat v provozu.
Typickým příkladem jsou dva napájecí zdroje. Každý z nich může být připojen k jinému elektrickému okruhu nebo záložnímu zdroji UPS. Pokud jeden zdroj nebo přívod elektřiny selže, druhý pokračuje v napájení serveru.
Redundance může být použita také u:
- pevných disků,
- síťových karet,
- ventilátorů,
- řadičů úložiště,
- síťového připojení,
- napájecích cest.
Samotná redundance však neznamená, že server nikdy nemůže selhat. Pouze snižuje pravděpodobnost, že porucha jedné součásti způsobí okamžité přerušení provozu.
Některé serverové komponenty podporují technologii označovanou jako hot-swap. Takovou součást lze vyměnit za provozu, aniž by bylo nutné server vypnout. Nejčastěji se tímto způsobem mění vadné pevné disky, SSD, napájecí zdroje nebo ventilátory. Tato vlastnost je důležitá zejména tam, kde by odstávka serveru způsobila omezení provozu organizace. Ne každá komponenta serveru je automaticky hot-swap. Tuto možnost musí podporovat konkrétní zařízení i jeho konstrukce.
Serverové počítače také často používají operační paměti typu ECC. Zkratka ECC znamená Error Correcting Code. Tyto paměti dokážou rozpoznat a opravit některé chyby, které mohou vzniknout při ukládání dat v operační paměti. Tím se snižuje riziko poškození dat, nestability systému nebo neočekávaného pádu serveru.
Dalším charakteristickým prvkem serverů je možnost vzdálené správy nezávislé na nainstalovaném operačním systému. Správce může prostřednictvím samostatného řídicího rozhraní kontrolovat stav serveru, sledovat teploty, zapnout nebo vypnout zařízení, zobrazit obrazovku serveru nebo zahájit instalaci operačního systému. Tato správa může fungovat i tehdy, když je operační systém poškozený nebo vůbec není spuštěný.
Serverový hardware tedy není charakteristický pouze použitými komponentami. Důležitý je především důraz na spolehlivost, dostupnost, nepřetržitý provoz, snadnou údržbu a možnost řešit některé poruchy bez přerušení poskytovaných služeb.
Zdroj obrázku: https://en.wikipedia.org/wiki/Blade_server
Server a pracovní stanice
Běžný uživatelský počítač se označuje jako pracovní stanice (v anglické terminologii se značí jako workstation). Jedná se o zařízení určené především pro každodenní práci jednoho uživatele. Na pracovní stanici uživatel spouští aplikace, vytváří dokumenty, pracuje s internetem, odesílá elektronickou poštu nebo využívá další programy potřebné ke své práci.
Naproti tomu server je počítač určený k poskytování služeb ostatním zařízením nebo uživatelům v počítačové síti. Zatímco pracovní stanice služby využívá, server je poskytuje. Jeden server tak může současně obsluhovat několik desítek, stovek nebo dokonce tisíců klientských zařízení.
Zdroj obrázku: http://mikrotik-network1.blogspot.com/2013/11/host-workstation-and-server.html
Hlavní rozdíl mezi serverem a pracovní stanicí tedy nespočívá pouze ve výkonu nebo použitém hardwaru, ale především v účelu, ke kterému je zařízení určeno. Pracovní stanice slouží jednomu uživateli, zatímco server poskytuje služby celé organizaci.
Například ve školní počítačové síti představují pracovní stanice počítače umístěné v učebnách nebo kabinetech. Žáci a učitelé je používají ke své práci, přihlašují se ke svým účtům, vytvářejí dokumenty nebo využívají školní informační systémy. Server mezitím zajišťuje ověřování uživatelů, ukládání souborů, sdílení tiskáren nebo poskytování dalších síťových služeb.
Z hardwarového hlediska mohou být server i pracovní stanice velmi podobné. Oba obsahují procesor, operační paměť, úložná zařízení, síťovou kartu i základní desku. Serverový hardware však bývá navržen pro vyšší spolehlivost, nepřetržitý provoz a možnost snadné údržby. Často obsahuje redundantní napájecí zdroje, větší množství operační paměti, více pevných disků nebo pokročilé nástroje pro vzdálenou správu. Důležitým rozdílem je také použitý operační systém. Na pracovních stanicích se nejčastěji používají klientské operační systémy, například Windows 11, které jsou optimalizovány pro práci běžného uživatele. Servery naopak využívají serverové operační systémy, například Windows Server, které obsahují nástroje pro správu uživatelů, poskytování síťových služeb nebo vzdálenou správu celé infrastruktury.
Server jako software
V softwarovém pojetí je server program, proces nebo systémová služba, která přijímá požadavky klientů, zpracovává je a odesílá odpovědi. Serverová služba obvykle běží na pozadí operačního systému a čeká na příchozí komunikaci.
Například webový server přijímá požadavky webových prohlížečů a odesílá jim obsah webových stránek. DNS server přijímá požadavky na překlad doménových jmen a vrací odpovídající IP adresy. Souborový server zpřístupňuje sdílené složky a tiskový server zpracovává tiskové úlohy uživatelů.
Serverová služba obvykle naslouchá na určité síťové adrese a portu. Port lze zjednodušeně chápat jako číselné označení konkrétní služby na daném zařízení. Jeden server tak může současně poskytovat několik různých služeb, protože každá z nich komunikuje prostřednictvím jiného síťového portu nebo protokolu.
Jeden fyzický nebo virtuální počítač s operačním systémem Windows Server může například současně fungovat jako:
- doménový řadič,
- DNS server,
- DHCP server,
- souborový server,
- tiskový server,
- webový server.
To znamená, že jeden počítač může provozovat několik samostatných serverových služeb současně. Každá služba přitom plní jinou úlohu a může komunikovat s jinými klienty.
Serverová služba
Serverová služba je program nebo proces, který běží na serveru a poskytuje určitou funkci ostatním zařízením nebo programům v síti. Obvykle pracuje na pozadí operačního systému a čeká na požadavky klientů.
Zjednodušeně komunikace probíhá následovně:
- serverová služba je spuštěna a čeká na požadavky,
- klient odešle požadavek,
- serverová služba požadavek přijme,
- požadavek zpracuje,
- klientovi odešle odpověď.
Například při návštěvě webové stránky vystupuje webový prohlížeč jako klient. Odešle požadavek webovému serveru, který jej zpracuje a odešle zpět požadovaný obsah.
V menších sítích je běžné, že jeden server zajišťuje více funkcí. Organizace tím šetří náklady na hardware, licence, elektrickou energii a správu. Takové řešení však může mít také nevýhody.
Pokud jediný server selže, mohou být současně nedostupné všechny služby, které na něm běží. Jednotlivé služby se také mohou vzájemně ovlivňovat výkonem. Například databázový systém může spotřebovat velké množství operační paměti a zpomalit ostatní služby. Soustředění více služeb na jednom serveru může rovněž zvýšit bezpečnostní riziko.
Ve větších sítích se proto služby často rozdělují mezi více fyzických nebo virtuálních serverů. Jeden server může být určen pro správu uživatelských účtů, další pro databázi a jiný pro ukládání souborů. Rozdělení služeb usnadňuje správu, zvyšuje bezpečnost a omezuje dopad případné poruchy.
Server není určen především podle svého vzhledu, velikosti nebo výkonu, ale podle úlohy, kterou vykonává. I běžný osobní počítač může poskytovat serverovou službu, například sdílet soubory nebo provozovat jednoduchý webový server. Pro dlouhodobý provoz ve firmě nebo škole je však vhodnější použít serverový hardware a serverový operační systém, které jsou navrženy pro vyšší zatížení, spolehlivější provoz a centrální správu.
Je také důležité rozlišovat mezi fyzickým serverem a virtuálním serverem. Fyzický server představuje skutečné hardwarové zařízení. Virtuální server je softwarově vytvořený počítač, který využívá část výkonu fyzického zařízení. Z pohledu uživatele nebo síťové služby se však oba mohou chovat stejným způsobem.
Pojem server tedy neoznačuje pouze konkrétní typ počítače. Může označovat fyzické zařízení, virtuální počítač, program nebo službu. Rozhodující je, že poskytuje určitou službu klientům prostřednictvím počítačové sítě.
Zdroj obrázku: https://vinahost.vn/en/what-is-an-application-server/
Síťové porty
Pokud na jednom serveru běží několik síťových služeb současně, je nutné určit, které konkrétní službě je síťová komunikace určena. K tomu slouží mimo jiné síťové porty.
Port je číselný identifikátor používaný transportními protokoly pro rozlišení jednotlivých síťových služeb nebo aplikací na zařízení.
Jednoduše si můžeme rozdíl představit takto: IP adresa určuje zařízení, port pomáhá určit konkrétní službu na tomto zařízení.
Server tedy může mít jednu IP adresu, ale současně na něm může být dostupných více různých služeb.
Například server s IP adresou: 192.168.1.10 může současně poskytovat:
- webovou službu prostřednictvím HTTPS,
- vzdálenou správu prostřednictvím SSH,
- DNS službu,
- další síťové služby.
Jednotlivé služby lze rozlišit právě pomocí portů.
Číslo portu může nabývat hodnot od 0 do 65535. Některá čísla jsou běžně spojena se známými síťovými službami.
| Služba / protokol | Typický port | Využití |
|---|---|---|
| FTP | 21 | přenos souborů – řídicí spojení |
| SSH | 22 | zabezpečená vzdálená správa |
| SMTP | 25 | přenos elektronické pošty |
| DNS | 53 | překlad doménových jmen |
| HTTP | 80 | nezabezpečený webový provoz |
| POP3 | 110 | přístup ke zprávám elektronické pošty |
| IMAP | 143 | přístup k poštovní schránce |
| HTTPS | 443 | zabezpečený webový provoz |
| RDP | 3389 | vzdálená plocha Windows |
Model klient–server
Většina síťových služeb funguje na principu modelu klient–server. Tento model popisuje způsob komunikace mezi dvěma stranami v počítačové síti.
- Klient je zařízení nebo program, který požaduje určitou službu.
- Server je zařízení nebo program, který tuto službu poskytuje.
Komunikace probíhá jednoduše:
- Klient odešle serveru požadavek.
- Server požadavek přijme a zpracuje.
- Server odešle klientovi odpověď.
- Klient odpověď zobrazí nebo dále zpracuje.
Například při otevření webové stránky odešle webový prohlížeč požadavek na webový server. Server požadavek zpracuje a odešle zpět obsah webové stránky, který se následně zobrazí uživateli.
Stejným způsobem fungují i další síťové služby.
| Požadavek klienta | Odpovídající serverová služba |
| Přidělení síťové konfigurace | DHCP server |
| Překlad názvu na IP adresu | DNS server |
| Ověření uživatelského účtu | Doménový řadič |
| Otevření sdílené složky | Souborový server |
| Odeslání tiskov= úlohy | Tiskový server |
| Načtení webové stránky | Webový server |
| Dotaz na data v databázi | Databázový server |
Model klient–server umožňuje centralizovat správu dat a služeb na serverech, zatímco klientské počítače tyto služby pouze využívají. Díky tomu je správa počítačové sítě jednodušší, bezpečnější a efektivnější.
Zdroj obrázku: https://www.earchiv.cz/a96/a611k150.php3
Vzdálená správa
Servery jsou často umístěny v serverovnách nebo datových centrech a běžně u nich není připojen monitor, klávesnice ani myš. Správce proto většinu úkonů provádí vzdáleně prostřednictvím počítačové sítě.
Existuje několik způsobů vzdálené správy podle použitého operačního systému a požadovaného typu přístupu.
Vzdálená plocha
V prostředí Windows Server lze server spravovat pomocí služby Remote Desktop (RDP). Správce se vzdáleně připojí ke grafickému prostředí serveru a může s ním pracovat podobně, jako kdyby seděl přímo před jeho monitorem.
Vzdálená plocha je vhodná například pro změnu nastavení systému, správu nainstalovaných aplikací, kontrolu událostí, konfiguraci serverových rolí a služeb.
Je však důležité si uvědomit, že RDP závisí na běžícím operačním systému. Pokud se Windows Server nespustí nebo je vážně poškozený, nemusí být vzdálená plocha dostupná.
Server Manager
Součástí Windows Serveru je nástroj Server Manager, který umožňuje spravovat jeden nebo více serverů z jednoho místa. Správce v něm může například instalovat serverové role a funkce, sledovat stav serverů, kontrolovat události, spravovat služby nebo spouštět další administrační nástroje.
Server Manager tak umožňuje centralizovat správu více serverů a není nutné se ke každému zařízení vždy samostatně připojovat pomocí vzdálené plochy.
Windows Admin Center
Moderním nástrojem společnosti Microsoft pro vzdálenou správu je Windows Admin Center. Jedná se o webové administrační rozhraní, prostřednictvím kterého lze spravovat servery, počítače i některé další prvky infrastruktury. Jeho výhodou je, že správce může mnoho běžných úloh provádět z jednoho webového rozhraní.
Vzdálená správa Linuxových serverů
Linuxové servery často vůbec nepoužívají grafické uživatelské rozhraní. Správce je může ovládat vzdáleně prostřednictvím protokolu SSH (Secure Shell). SSH je standardním způsobem vzdálené správy velkého množství linuxových a unixových serverů.
Out-of-band management
Běžná vzdálená správa, například RDP nebo SSH, funguje pouze tehdy, pokud je operační systém serveru spuštěný a síťově dostupný. Skutečné serverové počítače proto často obsahují ještě samostatný systém pro správu označovaný jako out-of-band management.
Jedná se o specializovaný řídicí modul, který pracuje nezávisle na hlavním operačním systému serveru. Má vlastní procesor, firmware a obvykle také vlastní síťové rozhraní.
Výrobci používají pro tato řešení vlastní názvy:
- iDRAC – Dell,
- iLO – HPE,
- XClarity Controller – Lenovo.
Fyzický a virtuální server
Server nemusí vždy existovat jako samostatný fyzický počítač. V moderních serverových prostředích se velmi často používá virtualizace, která umožňuje provozovat více oddělených virtuálních serverů na jednom fyzickém zařízení. Z tohoto pohledu můžeme rozlišovat fyzický server a virtuální server.
Fyzický server
Fyzický server je skutečné hardwarové zařízení. Má vlastní fyzické komponenty, například:
- procesor nebo procesory,
- operační paměť RAM,
- úložiště,
- základní desku,
- síťová rozhraní,
- napájecí zdroje.
Na fyzický server můžeme přímo nainstalovat serverový operační systém a následně na něm provozovat potřebné serverové služby.
Pokud například organizace pořídí fyzický server a nainstaluje na něj Windows Server, může na něm následně provozovat souborové služby, DNS, DHCP nebo další serverové role.
Takové řešení je možné, ale ne vždy efektivně využívá dostupný hardware. Výkonný server může mít například desítky procesorových jader a stovky gigabajtů operační paměti, zatímco jedna konkrétní serverová služba využije pouze malou část těchto prostředků.
Virtualizace
Virtualizace umožňuje vytvořit na jednom fyzickém počítači několik samostatných virtuálních počítačů.
Každý takový počítač označujeme jako: virtuální stroj – VM (Virtual Machine)
Virtuální stroj nemá vlastní fyzický procesor, operační paměť nebo pevný disk. Tyto prostředky mu poskytuje fyzický server prostřednictvím virtualizační technologie.
Virtuálnímu stroji lze například přidělit:
- určitý počet virtuálních procesorů,
- určité množství operační paměti,
- virtuální disk,
- virtuální síťová rozhraní.
Z pohledu operačního systému se však virtuální stroj chová podobně jako samostatný počítač.
Můžeme na něj nainstalovat například:
- Windows Server,
- Linux,
- případně jiný podporovaný operační systém.
Virtuální stroj následně může poskytovat vlastní serverové služby.
Více virtuálních serverů na jednom fyzickém serveru
Jeden dostatečně výkonný fyzický server může současně provozovat několik virtuálních serverů.
Například fyzický server může mít:
Fyzický server
→ VM1 – Windows Server – doménový řadič
→ VM2 – Windows Server – souborový server
→ VM3 – Linux – webový server
→ VM4 – Linux – databázový server
Všechny čtyři virtuální servery využívají hardware jednoho fyzického serveru, ale z pohledu operačních systémů a sítě se mohou chovat jako samostatné počítače.
Každý virtuální server může mít:
- vlastní operační systém,
- vlastní konfiguraci,
- vlastní IP adresu,
- vlastní serverové služby,
- vlastní přidělené hardwarové prostředky.
To umožňuje jednotlivé serverové služby lépe oddělit, aniž by pro každou z nich bylo nutné pořizovat samostatný fyzický server.
Proč se používá virtualizace?
Jedním z hlavních důvodů je lepší využití serverového hardwaru.
Představme si organizaci, která potřebuje čtyři servery. Každý z nich potřebuje pouze malou část výkonu moderního fyzického serveru.
Bez virtualizace by organizace mohla provozovat 4 služby → 4 fyzické servery. Každý server by přitom mohl většinu času využívat pouze malou část svého výkonu.
S virtualizací může být situace například 1 fyzický server → 4 virtuální servery. Výpočetní výkon, operační paměť a další prostředky fyzického serveru se rozdělí mezi jednotlivé virtuální stroje.
Mezi výhody virtualizace patří zejména:
- lepší využití hardwaru – výkon jednoho fyzického serveru může využívat více virtuálních serverů,
- menší počet fyzických zařízení – není nutné pořizovat samostatný hardware pro každou serverovou službu,
- oddělení serverů – jednotlivé služby mohou běžet v samostatných virtuálních strojích,
- flexibilnější přidělování prostředků – jednotlivým VM lze přidělovat různé množství CPU, RAM nebo úložného prostoru,
- jednodušší správa infrastruktury – virtuální servery lze spravovat prostřednictvím virtualizační platformy.
Poruchy
Virtualizace přináší mnoho výhod, ale sama o sobě nezajišťuje vysokou dostupnost. Pokud například na jednom fyzickém serveru běží doménový řadič, souborový server, webový server, databázový server. A tento fyzický server selže, mohou být současně nedostupné všechny virtuální servery, které na něm běžely.
Jeden fyzický server tak může představovat Single Point of Failure (SPOF). Ve větších a důležitějších prostředích se proto používá více fyzických serverů a další technologie vysoké dostupnosti.
Typické druhy serverů
Servery lze rozdělit podle služby, kterou poskytují. V praxi se často setkáme s tím, že jeden server vykonává pouze jednu specializovanou úlohu. V menších organizacích však může jeden server poskytovat několik různých služeb současně. Výběr konkrétních serverových rolí závisí na velikosti organizace, počtu uživatelů a požadavcích na výkon, bezpečnost a dostupnost.
Souborový server
Souborový server (File Server) slouží k centrálnímu ukládání a sdílení souborů. Uživatelé mohou přistupovat ke společným složkám prostřednictvím počítačové sítě, přičemž správce určuje, kdo může jednotlivé soubory číst, upravovat nebo odstraňovat.
Výhodou centrálního ukládání dat je jednodušší zálohování, vyšší bezpečnost a možnost sdílení dokumentů mezi více uživateli. Ve školním prostředí může souborový server například uchovávat domácí úkoly, studijní materiály nebo dokumenty zaměstnanců školy.
Tiskový server
Tiskový server (Print Server) spravuje síťové tiskárny a tiskové úlohy. Uživatelé odesílají dokumenty na server, který je následně předává vybrané tiskárně.
Správce může centrálně instalovat ovladače, nastavovat oprávnění uživatelů nebo sledovat tiskovou frontu. Díky tomu není nutné konfigurovat každou tiskárnu zvlášť na všech počítačích.
Webový server
Webový server (Web Server) poskytuje webové stránky a webové aplikace prostřednictvím protokolů HTTP a HTTPS. Po přijetí požadavku od webového prohlížeče odešle klientovi požadovaný obsah.
Ve Windows Serveru se webové služby nejčastěji provozují pomocí role Internet Information Services (IIS). Webový server může hostovat například firemní webové stránky, školní informační systém nebo interní webové aplikace.
Databázový server
Databázový server ukládá a zpracovává strukturovaná data. Klientské aplikace odesílají databázovému serveru dotazy a server vrací požadované informace.
Databázové servery využívají například informační systémy škol, nemocnic nebo e-shopy. V prostředí Microsoft se často používá Microsoft SQL Server.
Poštovní server
Poštovní server zajišťuje příjem, odesílání a ukládání elektronické pošty. Kromě e-mailů může poskytovat také kalendáře, kontakty nebo sdílené schránky.
Dnes mnoho organizací využívá cloudové poštovní služby, například Microsoft Exchange Online nebo Google Workspace, princip fungování je však obdobný.
DHCP server
DHCP server (Dynamic Host Configuration Protocol) automaticky přiděluje klientským zařízením síťovou konfiguraci. Klient získá například IP adresu, masku sítě, adresu výchozí brány nebo adresy DNS serverů.
Bez DHCP serveru by bylo nutné nastavovat síťové parametry každého počítače ručně, což by bylo ve větších sítích velmi nepraktické.
DNS server
DNS server (Domain Name System) překládá doménová jména na IP adresy. Díky tomu nemusí uživatelé zadávat číselné IP adresy serverů, ale mohou používat snadno zapamatovatelné názvy, například www.mesos.cz.
DNS patří mezi nejdůležitější síťové služby a využívá se prakticky při každé komunikaci v počítačové síti i na internetu.
Doménový řadič
Doménový řadič (Domain Controller) je server, který spravuje databázi Active Directory. Uchovává informace o uživatelích, počítačích, skupinách a dalších objektech v doméně.
Jeho hlavním úkolem je ověřování uživatelů při přihlášení, správa uživatelských účtů, řízení přístupových oprávnění a distribuce zásad skupiny (Group Policy). Doménový řadič představuje jeden z nejdůležitějších serverů v prostředí Windows Server.
Virtualizační server
Virtualizační server umožňuje provozovat více virtuálních počítačů na jednom fyzickém serveru. Každý virtuální počítač má vlastní operační systém, virtuální hardware i síťové připojení a pracuje nezávisle na ostatních.
Ve Windows Serveru se pro virtualizaci nejčastěji používá technologie Hyper-V. Virtualizace snižuje náklady na hardware, zjednodušuje správu serverů a umožňuje efektivněji využívat výkon fyzického zařízení.
Serverovna a datové centrum
Serverovna je specializovaná místnost určená pro provoz serverů a další IT infrastruktury. Nejde pouze o místnost, ve které jsou umístěny servery. Musí poskytovat vhodné podmínky pro jejich bezpečný, spolehlivý a často nepřetržitý provoz.
Menší organizace, například školy nebo menší firmy, obvykle provozují vlastní serverovnu. Jedná se o samostatnou místnost, ve které jsou umístěny servery, síťová zařízení a další potřebná infrastruktura. Velké společnosti nebo poskytovatelé cloudových služeb využívají rozsáhlá datová centra, která mohou obsahovat stovky až tisíce serverů rozmístěných v mnoha serverových rozvaděčích.
Typická serverovna obsahuje zejména:
- serverové rozvaděče (racky),
- fyzické servery,
- síťové přepínače (switche),
- směrovače (routery),
- záložní zdroje napájení (UPS),
- klimatizaci,
- požární signalizaci a hasicí systémy,
- systémy kontroly vstupu,
- zálohovací zařízení.
Serverový rozvaděč (RACK)
Většina serverů není umístěna na stole nebo v běžné počítačové skříni, ale v serverovém rozvaděči, označovaném také jako rack. Jedná se o kovovou skříň standardizované šířky 19 palců, která umožňuje přehledné a bezpečné umístění serverů i síťových zařízení.
Rack usnadňuje organizaci kabeláže, zajišťuje správné proudění vzduchu a umožňuje snadný přístup při údržbě nebo výměně zařízení. Kromě serverů se do něj často instalují také switche, patch panely, UPS nebo další síťové prvky.
Zdroj obrázku: https://www.schrack.cz/eshop/19-stojanovy-rozvadec-s-rack-20u-600-x-600mm-dt206060.html
Rack Unit – jednotka U
Výška zařízení určených do racku se udává v jednotkách U (Rack Unit). Platí, že 1 U = 44,45 mm.
Zařízení může mít například velikost:
- 1U – výška 44,45 mm,
- 2U – výška 88,9 mm,
- 4U – výška 177,8 mm.
Běžný vysoký serverový rack může mít například kapacitu 42U.
Jednotka U udává pouze výšku zařízení nebo využitého prostoru v racku. Nevypovídá o výkonu serveru. Výkonný server může mít velikost 1U stejně jako několik U – záleží na jeho konstrukci.
Napájení
Serverová infrastruktura je závislá na spolehlivém elektrickém napájení. Výpadek elektrické energie může způsobit nedostupnost serverových služeb a při nevhodném ukončení provozu také problémy se zpracovávanými daty.
U důležitých systémů se proto napájení navrhuje s důrazem na redundanci. Server může například obsahovat dva napájecí zdroje připojené k různým napájecím větvím.
UPS
Důležitou součástí serverovny je UPS (Uninterruptible Power Supply) neboli nepřerušitelný zdroj napájení. UPS obsahuje akumulátory, které při výpadku elektrické energie okamžitě převezmou napájení serverů.
Krátkodobý výpadek elektřiny tak nemusí provoz serverů vůbec ovlivnit. Pokud výpadek trvá delší dobu, UPS poskytne dostatek času pro bezpečné vypnutí serverů nebo překlenutí doby, než se spustí záložní dieselový generátor. Tím se minimalizuje riziko poškození dat nebo souborových systémů.
PDU
PDU (Power Distribution Unit) je zařízení určené k distribuci elektrické energie mezi zařízení v serverovém racku. Základní PDU slouží především k rozvodu elektrické energie. Pokročilejší modely mohou umožňovat také měření spotřeby, sledování zatížení nebo vzdálenou správu některých výstupů.
Chlazení serverovny
Servery při svém provozu spotřebovávají elektrickou energii, která se z velké části mění na teplo. Čím vyšší je výkon serveru, tím více tepla vzniká. Pokud by nebylo zajištěno dostatečné chlazení, mohlo by dojít k přehřátí zařízení, snížení výkonu, nestabilitě systému nebo dokonce k poškození hardwaru.
Proto jsou serverovny vybaveny výkonnou klimatizací, která udržuje stálou teplotu i vlhkost vzduchu. Ve větších datových centrech bývá proudění vzduchu pečlivě řízeno tak, aby byl studený vzduch přiváděn k serverům a ohřátý vzduch odváděn mimo technologii.
U rackových serverů je důležité správné proudění vzduchu (airflow). Typický rackový server nasává chladnější vzduch přední částí a ohřátý vzduch odvádí zadní částí. Cílem je zabránit tomu, aby server znovu nasával teplý vzduch, který právě vyprodukovala jiná zařízení.
Ve větších serverovnách a datových centrech mohou být racky uspořádány do studených a teplých uliček.
Studená ulička – proti sobě jsou přední části racků a přivádí se k nim chladnější vzduch.
Teplá ulička – proti sobě jsou zadní části racků, kterými servery odvádějí ohřátý vzduch.
Síťová infrastruktura
Serverovna obsahuje kromě serverů také zařízení zajišťující jejich připojení k počítačové síti. Patří sem například: metalická a optická kabeláž, switche, routery, firewally a patch panely. U důležitých systémů může být redundantní také síťová infrastruktura. Server může například používat více síťových rozhraní a síť může obsahovat více cest nebo síťových prvků.
Kabeláž
S rostoucím počtem zařízení roste také množství napájecích a datových kabelů. Kabeláž v serverovně proto musí být přehledná, organizovaná a označená. Používají se například patch panely, kabelové organizéry a označení jednotlivých kabelů. Správně provedená kabeláž usnadňuje údržbu, rozšiřování infrastruktury a hledání závad.
Bezpečnost serverovny
Protože servery často obsahují důležitá data celé organizace, musí být serverovna dobře zabezpečena. Přístup do ní mají pouze oprávněné osoby, například správci sítě. Vstup bývá chráněn čipovou kartou, kódem nebo biometrickým ověřením.
Součástí serverovny jsou také požární detektory a speciální hasicí systémy, které dokážou uhasit požár, aniž by poškodily elektronická zařízení. Běžné vodní hasicí systémy se v serverovnách zpravidla nepoužívají.
Datové centrum
Datové centrum představuje rozsáhlé zařízení určené k provozu velkého množství serverů. Oproti běžné serverovně disponuje výrazně vyšší kapacitou, několikanásobně zálohovaným napájením, více internetovými přípojkami, výkonnějším chlazením a nepřetržitým dohledem.
Právě v datových centrech dnes běží většina cloudových služeb, internetových obchodů, bankovních systémů nebo sociálních sítí. Uživatelé přitom často ani netuší, že data jejich aplikací jsou uložena na serverech vzdálených stovky nebo tisíce kilometrů.
Monitoring serverovny
Provoz serverovny je vhodné průběžně monitorovat. Nesleduje se pouze stav operačních systémů a serverových služeb, ale také prostředí, ve kterém zařízení pracují. Při zjištění problému může monitorovací systém automaticky upozornit správce. Díky tomu lze některé problémy řešit ještě předtím, než způsobí výpadek serverových služeb.
Serverový operační systém
Serverový operační systém je operační systém navržený pro poskytování síťových služeb, správu většího počtu uživatelů a dlouhodobý nepřetržitý provoz. Na rozdíl od klientských operačních systémů, které jsou určeny především pro práci jednoho uživatele, je jeho hlavním úkolem zajišťovat služby ostatním počítačům a zařízením v síti.
Stejně jako běžný operační systém zajišťuje správu procesoru, operační paměti, disků, souborového systému nebo připojených zařízení. Kromě toho však obsahuje řadu serverových nástrojů a služeb, které umožňují například správu uživatelských účtů, sdílení souborů, poskytování webových služeb nebo automatickou konfiguraci počítačů v síti.
Mezi nejznámější serverové operační systémy patří:
- Microsoft Windows Server
- Ubuntu Server
- Debian
- Red Hat Enterprise Linux (RHEL)
- SUSE Linux Enterprise Server (SLES)
- Oracle Linux
- další systémy založené na Unixu nebo BSD.
Každý z těchto systémů má své výhody a využití. Některé organizace dávají přednost komerčním řešením s technickou podporou, jiné využívají open-source systémy, které nabízejí vysokou flexibilitu a nižší pořizovací náklady.
Volba serverového operačního systému závisí především na požadavcích organizace, používaných aplikacích, zkušenostech správců, ceně licencí i požadované úrovni technické podpory. Důležitou roli hraje také kompatibilita s ostatními systémy a technologiemi, které organizace využívá.
V prostředí, kde převažují počítače s operačním systémem Windows, se nejčastěji používá Microsoft Windows Server. Nabízí úzkou integraci s klientskými verzemi systému Windows a obsahuje řadu nástrojů určených pro správu podnikových sítí. Mezi nejvýznamnější patří například Active Directory, DNS, DHCP, Group Policy, Hyper-V nebo Internet Information Services (IIS). Díky těmto technologiím lze z jednoho místa spravovat uživatelské účty, počítače, síťové služby i přístupová oprávnění.
Serverové operační systémy jsou navrženy s důrazem na stabilitu, bezpečnost a vysokou dostupnost. Očekává se, že budou spolehlivě fungovat nepřetržitě po dlouhou dobu a zvládnou obsloužit velké množství uživatelů nebo zařízení současně. Z tohoto důvodu podporují například redundantní hardware, pokročilé možnosti zálohování, virtualizaci nebo vzdálenou správu.
Přestože serverový operační systém může na první pohled připomínat běžný operační systém pro osobní počítače, jeho úloha je zcela odlišná. Zatímco klientský operační systém je určen především pro práci jednoho uživatele, serverový operační systém poskytuje služby celé organizaci a tvoří základ moderních podnikových počítačových sítí.
Shrnutí a kontrolní otázky
Server je zařízení, virtuální počítač, program nebo služba, která poskytuje určitou službu jiným zařízením, uživatelům nebo programům. Zařízení nebo program využívající službu serveru označujeme jako klienta.
Serverový hardware používá podobné základní komponenty jako běžný počítač, je však často navržen s důrazem na spolehlivost, dostupnost, nepřetržitý provoz a snadnou údržbu. Využívá například redundantní napájecí zdroje, ECC paměti, hot-swap komponenty nebo samostatné systémy vzdálené správy.
V softwarovém pojetí server přijímá a zpracovává požadavky klientů. Jednotlivé síťové služby mohou být rozlišovány pomocí síťových portů. IP adresa pomáhá určit zařízení v síti, zatímco port pomáhá určit konkrétní službu na daném zařízení.
Komunikace často probíhá podle modelu klient–server. Klient odešle požadavek, server jej přijme a zpracuje a následně klientovi odešle odpověď. Klientem i serverem přitom může být zařízení nebo konkrétní program.
Servery se obvykle spravují vzdáleně. V prostředí Windows Server lze využít například RDP, Server Manager nebo Windows Admin Center, u linuxových serverů se často používá SSH. Fyzické servery mohou obsahovat také out-of-band management, který umožňuje některé úkony provádět nezávisle na stavu hlavního operačního systému.
Server může být fyzický nebo virtuální. Virtualizace umožňuje provozovat několik oddělených virtuálních serverů na jednom fyzickém zařízení. Virtuální stroje sdílejí prostředky fyzického serveru, ale mohou mít vlastní operační systém, IP adresu, konfiguraci a serverové služby. Virtualizace zlepšuje využití hardwaru, sama o sobě však nezajišťuje vysokou dostupnost.
Podle poskytované služby rozlišujeme například souborové, tiskové, webové, databázové, poštovní, DHCP, DNS, doménové a virtualizační servery. Jeden fyzický nebo virtuální server může současně poskytovat více služeb.
Fyzické servery a další síťová zařízení bývají umístěny v serverovnách nebo datových centrech. Pro jejich spolehlivý provoz je důležité zajistit vhodné napájení, chlazení, síťovou infrastrukturu, fyzickou bezpečnost a správnou organizaci kabeláže. Servery se často instalují do racků, jejichž využitelná výška se udává v jednotkách U. K napájení a jeho distribuci se používají například UPS a PDU.
Pro provoz serverových služeb se používají serverové operační systémy, například Microsoft Windows Server nebo různé linuxové distribuce. Serverový operační systém poskytuje nástroje a služby potřebné pro správu uživatelů, zařízení, síťových služeb a dalších částí serverové infrastruktury.
- Vysvětli pojem server a uveď, v jakých významech se s tímto pojmem můžeme setkat.
- Jaký je hlavní rozdíl mezi serverem a pracovní stanicí? Je server vždy výkonnější? Vysvětli.
- Co znamená redundance a proč se u serverového hardwaru používá? Uveď alespoň dva příklady.
- Co znamená označení hot-swap a jakou výhodu přináší při provozu serveru?
- K čemu slouží ECC paměť a proč se používá zejména u serverů?
- Vysvětli princip modelu klient–server na konkrétním příkladu. Urči klienta, server a požadovanou službu.
- Jaký je rozdíl mezi IP adresou a síťovým portem z hlediska komunikace se serverovou službou?
- Proč může na jednom serveru současně běžet několik různých serverových služeb?
- Porovnej RDP/SSH a out-of-band management. V čem spočívá zásadní rozdíl?
- Vysvětli rozdíl mezi fyzickým a virtuálním serverem.
- Proč se používá virtualizace? Uveď alespoň tři její výhody a jedno možné riziko.
- Přiřaď vhodný druh serveru k následujícím požadavkům: automatické přidělení IP adresy, překlad doménového jména, centrální ukládání souborů, ověřování uživatelských účtů a poskytování webových stránek.
- Jakou úlohu mají v serverovně rack, UPS a PDU?
- Proč je v serverovně důležité chlazení a správné proudění vzduchu?
- Co je serverový operační systém? Uveď alespoň tři příklady a vysvětli, čím se jeho účel liší od klientského operačního systému.