40. Сетевые и серверные возможности

Linux-системы изначально разрабатывались именно для работы в сетях.

На данный момент Linux обеспечивает полный набор протоколов TCP/IP для сетевой работы. Это включает драйверы устройств для многих популярных карт Ethernet, SLIP (Serial Line Internet Protocol, обеспечивающие доступ по TCP/IP при последовательном соединении), PLIP (Parallel Line Internet Protocol), PPP (Point-to-Point Protocol), NFS (Network File System), и так далее. Поддерживается весь спектр клиентов и услуг TCP/IP, таких как FTP, telnet, NNTP и SMTP.

Настройка сетевого соединения, устанавливаемого по протоколу TCP/IP в операционной системе Linux, и управление им — не столь сложная задача, как принято считать. Для пользователя в системе имеется ряд конфигурационных файлов, при помощи содержимого которых система производит настройку и управление сетевыми соединениями. Многими из этих файлов можно управлять с помощью конфигурирующих программ из набора утилит администратора, например, утилитой netcfg. Также очень желательно использовать программы netstat, ifconfig, route. Вообще конфигурационные файлы легко отредактировать при помощи любого текстового редактора. Перечислим программы для настройки и работы с сетевым соединением:

• netcfg — программа конфигурирования сетевых интерфейсов и управления ими;

• ifconfig — программа конфигурирования сетевого интерфейса;

• route — программа маршрутизации сетевого интерфейса (при запуске без параметров выдает таблицу маршрутизации);

• ping — проверяет доступность удаленной системы;

• netstat — выдает отчет о состоянии сетевых соединений;

• hostname — выдает текущее имя вашей системы.

Универсальные серверы — особый вид серверной программы, не предоставляющий никаких услуг самостоятельно. Вместо этого универсальные серверы предоставляют серверам услуг упрощённый интерфейс к ресурсам межпроцессного взаимодействия и/или унифицированный доступ клиентов к различным услугам. Существуют несколько видов таких серверов:

• inetd (от англ. internet super-server daemon — демон сервисов IP) — стандартное средство UNIX-систем — программа, позволяющая писать серверы TCP/IP (и сетевых протоколов других семейств), работающие с клиентом через перенаправленные inetd потоки стандартного ввода и вывода (stdin и stdout).

• RPC (от англ. Remote Procedure Call — удалённый вызов процедур) — система интеграции серверов в виде процедур, доступных для вызова удалённым пользователем через унифицированный интерфейс. Интерфейс, изобретённый Sun Microsystems для своей операционной системы (SunOS, Solaris; Unix-система), в настоящее время используется как в большинстве Unix-систем, так и в Windows.

Универсальные серверы часто используются для написания всевозможных информационных серверов — серверов, не нуждающихся в специфической работе с сетью и не имеющих никаких задач, кроме обслуживания клиентов. Например, в роли серверов для inetd могут выступать обычные консольные программы и скрипты.

Большинство внутренних и сетевых специфических серверов Windows роботают через универсальные серверы (RPC, (D-)COM).

Маршрутизация

Строго говоря, сервер маршрутизации не является сервером в классическом смысле, а является базовой функцией поддержки сети операционной системой.

Для TCP/IP маршрутизация является базовой функцией стека IP (кода поддержки TCP/IP). Маршрутизацию своих пакетов к месту назначения выполняет любая система в сети, маршрутизацию же чужих пакетов (форвардинг) выполняют только маршрутизаторы (также известные как роутеры или шлюзы). Задачи маршрутизатора при форвардинге пакета:

• принять пакет

• найти машину, на которую следует этот пакет, или следующий маршрутизатор по маршруту к ней (в таблице маршрутов)

• передать пакет или вернуть ICMP-сообщение о невозможности его доставки по причинам:

• назначение недостижимо (англ. Destination unreachable) — у пакета кончилось «время жизни» прежде чем он достиг места назначения

• хост недостижим (Host unreachable) — компьютер или следующий маршрутизатор выключен или не существует

• сеть недостижима (Network unreachable) — маршрутизатор не имеет маршрута в сеть назначения

• если пакет не может быть доставлен по причине перегрузки маршрутизатора (или сети) — отбросить пакет без уведомлений

Динамическая маршрутизация

Решения динамической маршрутизации призваны собирать информацию о текущем состоянии сложной сети и поддерживать таблицу маршрутов через эту сеть, чтобы обеспечить доставку пакета по кратчайшему и самому эффективному маршруту.

Из этих решений клиент-серверную модель использует только BGP (англ. Border Gateway Protocol — протокол пограничного шлюза), применяемый для глобальной маршрутизации. Локальные решения (RIP OSPF) используют в своей работе бродкастовые и мультикастовые рассылки.

Сетевые службы обеспечивают функционирование сети; например, серверы DHCP и BOOTP обеспечивают стартовую инициализацию серверов и рабочих станций, DNS — трансляцию имён в адреса и наоборот.

Серверы туннелирования (например, различные VPN-серверы) и прокси-серверы обеспечивают связь с сетью, недоступной роутингом.

Серверы AAA и Radius обеспечивают в сети единую аутентификацию, авторизацию и ведение логов доступа.

Информационные службы

К информационным службам можно отнести как простейшие серверы, сообщающие информацию о хосте (time, daytime, motd) и пользователях (finger, ident), так и серверы для мониторинга, например SNMP. Большинство информационных служб работают через универсальные серверы.

Особым видом информационных служб являются серверы синхронизации времени — NTP; кроме информировании клиента о точном времени NTP-сервер периодически опрашивает несколько других серверов на предмет коррекции собственного времени. Помимо времени, анализируется и корректируется скорость хода системных часов. Коррекция времени осуществляется ускорением или замедлением хода системных часов (в зависимости от направления коррекции), чтобы избежать проблем, возможных при простой перестановке времени.

Файловые серверы представляют собой серверы для обеспечения доступа к файлам на диске сервера.

Прежде всего это серверы передачи файлов по заказу, по протоколам FTP, TFTP, SFTP и HTTP. Протокол HTTP ориентирован на передачу текстовых файлов, но серверы могут отдавать в качестве запрошенных файлов и произвольные данные, например динамически созданные веб-страницы, картинки, музыку и т. п.

Другие серверы позволяют монтировать дисковые разделы сервера в дисковое пространство клиента и полноценно работать с файлами на них. Это позволяют серверы протоколов NFS и SMB. Серверы NFS и SMB работают через интерфейс RPC.

Недостатки файл-серверной системы:

• Очень большая нагрузка на сеть, повышенные требования к пропускной способности. На практике это делает практически невозможной одновременную работу большого числа пользователей с большими объёмами данных.

• Обработка данных осуществляется на компьютере пользователя. Это влечёт повышенные требования к аппаратному обеспечению каждого пользователя. Чем больше пользователей, тем больше денег придётся потратить на оснащение их компьютеров.

• Блокировка данных при редактировании одним пользователем делает невозможной работу с этими данными других пользователей.

• Безопасность. Для обеспечения возможности работы с такой системой Вам будет необходимо дать каждому пользователю полный доступ к целому файлу, в котором его может интересовать только одно поле.

Серверы доступа к данным обслуживают базу данных и отдают данные по запросам. Один из самых простых сервисов подобного типа — LDAP (англ. Lightweight Directory Access Protocol — облегчённый протокол доступа к спискам).

Для доступа к серверам баз данных единого протокола не существует, однако ряд баз данных объединяет использование единых правил формирования запросов — языка SQL (англ. Structured Query Language — язык структурированных запросов). На ряду с ними есть и другие — NoSQL базы данных.

Службы обмена сообщениями позволяют пользователю передавать и получать сообщения (обычно — текстовые).

В первую очередь это серверы электронной почты, работающие по протоколу SMTP. SMTP-сервер принимает сообщение и доставляет его в локальный почтовый ящик пользователя или на другой SMTP-сервер (сервер назначения или промежуточный). На многопользовательских компьютерах пользователи работают с почтой прямо на терминале (или в веб-интерфейсе). Для работы с почтой на персональном компьютере почта забирается из почтового ящика через серверы, работающие по протоколам POP3 или IMAP.

Для организации конференций существует серверы новостей, работающие по протоколу NNTP.

Для обмена сообщениями в реальном времени существуют серверы чатов. Существует большое количество чат-протоколов, например, IRC, Jabber и OSCAR.

Серверы удалённого доступа, через соответствующую клиентскую программу, обеспечивают пользователя аналогом локального терминала (текстового или графического) для работы на удаленной системе.

Для обеспечения доступа к командной строке служат серверы telnet, RSH и SSH.

Графический интерфейс для Unix-систем — X Window System — имеет встроенный сервер удалённого доступа, так как с такой возможностью разрабатывался изначально. Иногда возможность удалённого доступа к интерфейсу Х-Window неправильно называют «X-Server» (этим термином в X-Window называется видеодрайвер).

Стандартный сервер удалённого доступа к графическому интерфейсу Microsoft Windows называется терминальный сервер.

Некоторую разновидность управления (точнее, мониторинга и конфигурирования) также предоставляет протокол SNMP. Компьютер или аппаратное устройство для этого должно иметь SNMP-сервер.

Игровые серверы служат для одновременной игры нескольких пользователей в единой игровой ситуации. Некоторые игры имеют сервер в основной поставке и позволяют запускать его в невыделенном режиме (то есть позволяют играть на машине, на которой запущен сервер).

Серверные решения — операционные системы и/или пакеты программ, оптимизированные под выполнение компьютером функций сервера и/или содержащие в своем составе комплект программ для реализации типичного набора сервисов.

В качестве примера серверных решений можно привести Unix-системы, изначально предназначенные для реализации серверной инфраструктуры.

Также необходимо выделить пакеты серверов и сопутствующих программ (например комплект веб-сервер/PHP/MySQL для быстрого развёртывания хостинга) для установки под Windows (для Unix свойственна модульная или «пакетная» установка каждого компонента, поэтому такие решения редки, но они существуют. Наиболее известное — LAMP).

В интегрированных серверных решениях установка всех компонентов выполняется единовременно, все компоненты в той или иной мере тесно интегрированы и предварительно настроены друг на друга. Однако в этом случае замена одного из серверов или вторичных приложений (если их возможности не удовлетворяют потребностям) может представлять проблему.

Серверные решения служат для упрощения организации базовой ИТ-инфраструктуры компаний, то есть для оперативного построения полноценной сети в компании, в том числе и «с нуля». Компоновка отдельных серверных приложений в решение подразумевает, что решение предназначено для выполнения большинства типовых задач; при этом значительно снижается сложность развёртывания и общая стоимость владения ИТ-инфраструктурой, построенной на таких решениях.