服务器

服务器是一台为客户机在网络上提供各种各样服务的计算机，在整体结构上和PC相似。它主要负责网络中数据存储、转发和发布等重要的任务，是整个网络系统的基础与核心^[1]。 服务器是整个网络的中心，它为整个网络的内容和服务提供了基础^[2]。

中文名称服务器分类数据库服务器、应用服务器、文件服务器、Web服务器、接入服务器等外文名称server构成中央处理器、硬盘、内存、系统总线等特性可扩展性、易使用性、可用性、易管理性外形机架式、刀片式、塔式、机柜式

随着互联网的不断发展以及大数据时代的来临，服务器开始承担起特殊的、重要的工作，如存储大量数据和提供稳定、快速的网络连接等。服务器在研发设计和生产方面与传统计算机不同，因此有自身的特殊性要求，这些要求反映在四个主要特征上，可扩展性、易实用性、易管理性和可用性。这四个特性增加了服务器的技术复杂性，因此现在的主要服务器制造商都是非常有实力的大公司，如国外制造商IBM、惠普和戴尔，以及国内制造商联想、浪潮和曙光等^[3]。

与一般的计算机相比，服务器需要质量更高的硬件，而且服务器配件通常是按照 "稳定第一 "的原则建造的，在此原则下，任何对服务器稳定性有重大影响的组件都需要使用区别于普通计算机的特别技术，比如 CPU，内存储器，磁盘等。除了外部设备之外，影响服务器稳定性的因素还有很多，如服务器本身主板的稳定性、以及主板的可靠性等等，而在主板的设计中，各个接口总线的信号完整性对接口总线的稳定性、可靠性起着至关重要的作用^[3]。

服务器是一种高性能计算机，作为网络的节点，它可以存储、处理网络上80%的数据和信息，因此也被称为网络的灵魂。打一个形象的比方:服务器就像是电信局的交换机，而微机、笔记本、手机等固定或移动的网络终端，就如散落在家里和各个公共场所的电话机。我们与外界日常的生活、工作中的电话交流、沟通，必须经过交换机，才能到达目标电话；同样如此，网络终端设备如家庭、企业中的微机上网，获取资讯，与外界沟通、娱乐等，也必须经过服务器，因此也可以说是服务器在“组织”和“领导”这些设备^[4]。

这种塔式服务器的外形与传统的立式 PC非常类似。目前，在现在已有的服务器中，最常用、应用最为广泛的就是塔型服务器。其外观与如今普遍使用的台式电脑类似，但是它的组件和硬盘更多，因此机箱更大、机架更多^[3]。

由于塔式服务器具有更好的可扩展性和散热能力，以及相当大的硬件配置空间，所以它常常被用于高性能、多场景的应用，例如最常见的通用服务器。塔式服务器可以作为常规服务器进行数据存储、运算，也可被配置为各种服务器角色，如云存储、多线程级联运算、网络管理等。这类服务器的应用场景相对广泛，塔式服务器通常应用于比较常见的入门级和工作站级服务器。总的来说，塔式服务器价格较低，但具有强大的功能和性能。因此，它不仅有着很高的市场占有率，而且有着很高的性价比^[3]。

机架式服务器并不符合传统意义上服务器的外形，而更像交换机，高度以U为单位。机架式服务器结构紧凑，所占空间较小。这是一种较为新型的服务器。此类结构在很多的网络设备上都有应用，如交换机、路由器、防火墙等等^[3]。

如果说塔式服务器是台式计算机的话，那么机架式服务器就是一台笔记本电脑。同样的配置下，尽管机架服务器的性价比不如塔型服务器，但机架服务器能为用户节省大量的空间，也能让服务器的升级变得更加容易^[3]。它的优点是占用空间小, 但由于内部空间限制, 扩充性较受限制, 例如大多数1U的服务器只有1-2个PCI扩充槽。此外, 散热性能也是一个需要注意的问题, 同时还需要有机柜等设备, 因此这类服务器大多用于服务器较多的大型企业。此外，不少企业也采用这种类型的服务器, 但将服务器交付给专门的托管机构，目前很多网站的服务器都采用这种方式^[5]。

刀片式服务器看起来像 “刀片”一样，每个“刀片”实际上是一个系统主板。刀片服务器可以理解为机架服务器的改进版，其外观采用业界统一标准的机箱，它的机箱里可以安装有许多的服务器单元，刀片式服务器是一种结构紧凑、相对廉价的服务器，专为特殊的行业，例如数据中心和高密度的计算机环境而设计，每一个单一服务器都是一个“刀片”^[2]。

一般情况下，机柜式服务器包括刀片式服务器、机架式服务器和其它设备。机架式服务器的概念始于惠普公司在各大城市举办的机柜式服务器管理研讨会，以帮助ISP/ICP用户更深入了解使用机柜式服务器管理的好处^[6]。

入门级服务器是最简单、最低档的服务器。随着计算机技术的发展，大多数入门级服务器配置类似于个人电脑，所以有些人认为入门级服务器就是“个人电脑服务器”。一般如普通的站长或者中小企业，对服务器要求不高，可能就会选择这类的服务器^[7][8]。

工作组服务器比基本服务器配置稍高，但仍处于服务器配置低端档。顾名思义，工作组服务器仅能与一支团队（大约50人左右）的用户进行连接，其网络规模不大，服务稳定性质量也不高^[9]。

部门级服务器是一种中等配置的服务器，它的可靠性、可用性、可扩展性、可管理性都很高^[4]。

企业级服务器是一种高级配置型服务器，它通常采用 4台以上CPU的对称式处理器结构^[9]。

文件服务器是指在计算机网络中，以文件数据的存储与共享为主要功能的服务器，负责中央存储和数据文件管理，处于同一网络环境中的授权用户能随时访问共享文件。文件服务器具有分时系统文件管理的全部功能，增强了数据存储的功能，提高了数据的可用性，同时降低了管理的复杂程度^[10]。

因为数据文件的重要性及数据的文件都较大，数据库服务器一般是指运行在网络中的一台或多台服务器和数据库管理系统软件共同构成的，主要作用是为应用程序提供数据服务。其常用功能主要有：数据库管理、数据的增查删改、数据库的维护等功能。同时具有易扩展的特点，当需要的资源不够时能迅速扩展^[11]。

邮件服务器是专门用来提供邮件收发的服务器，在现在无纸化办公及互联网时代，邮件服务器可以说是每家企业必需的。邮件服务器构成了现在电子邮件系统的核心。现在市场有很多侧重点不同的邮件服务器，如适合政府等的安全性强的邮件服务器，适合外贸企业的海外邮件服务器等等^[12]。

网页服务器主要是指在互联网中存放各种网站的服务器，主要用于企业或个人网站在互联网上的发布、应用，可以说是我们现在使用各种应用及看到的资讯的基础硬件服务器。网页服务器能响应大量IP用户的连接请求^[13]。

FTP服务器是在互联网上提供文件存储和访问服务的服务器，它们依照FTP协议提供服务，简单的来说就是专用于传输文件的服务器。现在单独部署FTP服务器的企业较少，一般都是在网页服务器或文件服务器中支持FTP协议来提供服务^[14]。

服务器的可扩展性指的是服务器的硬件配置可以根据需要灵活配置，例如，在内存、适配器、硬盘、处理器等方面^[15]。

服务器的易使用性主要体现在服务器是否易操作，是否有完善的用户导航系统、用户友好的框架设计、操作系统备份等^[9]。

服务器可用性是指服务器在很长一段时间内都能提供稳定的服务，也就是可靠性^[9]。

服务器的易管理性主要指的是能不能为管理人员提供方便，以及是否具有独立的管理体系^[9]。

与网络服务器有关的软件安全问题可分为以下几类：网络攻击、恶意软件、恶意网络代码和信息破环丢失等。网络攻击是指攻击者用来攻击网络服务器的各种攻击方法。例如，在网络CC攻击中，攻击者控制了网络上的几台傀儡主机，将数据包不断传送到目标服务器，导致服务器耗尽其资源，无法建立正常连接，直至崩溃。一些攻击者利用网络漏洞、服务器漏洞等入侵服务器并植入木马程序造成破坏。例如，通过删除或复制服务器上的重要文件，导致重要文件和重要信息泄露等^[16]。

网络服务器的稳定性受到许多因素的影响，如机房中的温度、湿度和清洁度。由于灰尘、静电或其他污染物会导致服务器系统故障，因此，网络服务器所在的机房必须确保良好的物理环境，以便服务器在日常使用中有效运作^[16]。

管理员在日常维护服务器的过程中没有足够的安全意识，服务器管理员设置的密码太简单，而且长期不更换，容易被黑客破解。例如，如果管理员没有定期检查服务器上的硬件和软件，服务器上的数据没有定期备份，也会出现问题^[16]。

当服务器不能正常运作或开机，且界面不能显示时，则有死机故障或已知的风险。这类故障会对大量依赖于服务器的业务部门带来巨大的损失。通常情况下，故障产生的原因很多，包括硬件问题、线路连接问题、服务器内部系统冲突问题等等。造成服务器死机的常见组件主要有内存条、处理器和主板等等。由于这些组件是计算机的基本构件，如果其中任何一个组件被损坏，服务器将无法正常运作，出现死机故障^[17]。

在服务器硬件发生故障时，往往会因为维护环节发生的问题而引发的各种问题。由于服务器的存放环境不好，会对某些硬件产生一定的影响，从而导致服务器在运行过程中出现各种各样的问题，进而导致系统不能正常工作、稳定运行。如果硬件在计算机服务器运行过程中被损坏，适当的替换和维护可以使服务器的性能得到恢复，保证它的正常工作^[17]。

当服务器不能访问网络时，必须要考虑到 内部系统问题，例如IP地址冲突，这极有可能是由于人为因素或服务器自身存在的问题而导致的IP地址冲突。从人为角度来看，通常是因为用户的操作不正确，使得 IP地址发生了变化，从而产生了 IP地址的冲突。由于服务器外部环境的改变，例如交换机配置变化等，都会对服务器的硬件环境产生一定的影响，最终导致服务器 IP地址的冲突。同时，服务器自身的软硬件问题，也会对 IP地址产生直接的影响，造成 IP地址的错误。系统存在运行问题，或者是改变了网络的属性，IP地址也会受到影响，出现冲突性的故障^[17]。

服务器硬件设备通常存放在专用的服务器机房内，机房内有空调以保持恒定的温度和湿度，并配备有环境保障系统，如防火、监控和UPS。 服务器硬件维护通常包括添加或移除设备、清除静电和灰尘^[18]。

增添或移除硬件设备。在硬件系统维护过程中，网络服务应用规模增大，以及服务器面临访问瓶颈时，可通过改善服务器本身的硬件配置以提高性能。例如，通过增加内存和硬盘空间，或更换高性能的网络适配器。升级服务器的内存可以提高性能，升级硬盘可以提高服务器的存储容量^[18]。在更换服务器的硬件设备时，请保证服务器的电源完全切断，服务器的接地状况良好^[19]。为了防止静电对设备造成损坏，不能随便拆下热插拔设备。所以，在维护服务器时，一定要按照正确的开机与关机步骤，在关闭服务器电源时，请遵循以下顺序：关闭操作系统、关闭主机电源、关闭外部设备电源、关闭机柜电源、关闭总电源，然后按相反的顺序开机^[18]。静电防护。静电是破坏电子设备的主要原因，电子元件一旦受到静电所引起的瞬时高压电流，就会对其造成不可逆转的破坏。在服务器机房内，人的活动、化纤衣物摩擦、电子设备工作等都会引起静电，而这些静电的释放会对服务器造成毁灭性的损害。一般情况下，应在服务器机房内安装防静电地板，可有效降低静电，同时要注意服务器设备的接地，保证服务器、机柜等设备能够及时地释放静电；工作人员在操作服务器时必须戴上防静电手套^[20][19]。散热和防尘。尽管大部分机房都有较为全面的环境保障系统，但机房中服务器配置安装不当也会造成服务器机柜的局部散热问题。比如为了节省空间而将多台服务器堆放在一个机柜上，这样散热得不到保障，可以通过在机柜上安装层板间隔放置，使得设备之间空隙增大，改善散热效果。机房内的灰尘对服务器的运行也是极为不利的，因此，对服务器进行清扫也是一种常规的维护工作。一些计算机机房的服务器在空气中长期处于暴露状态，灰尘和空气混杂在一起时，服务器中的风扇会超负荷运转；另外，进入服务器中的灰尘对其中的大部分设备，包括主板、处理器的寿命都有很大损害。因此，有条件的机房，最好购置专用的服务器机柜；员工作人员在进入机房之前，应穿戴一次性防尘罩或洁净的专用拖鞋；计算机机房原则上禁止未经授权人员进入^[19][2]。

操作系统升级。服务器操作系统是高度复杂的软件系统，不可避免地存在许多漏洞，这些漏洞会被病毒、恶意脚本和黑客等利用，从而对系统性能和网络安全产生严重影响。微软在其网站上不定期地更新了安全漏洞补丁，维护人员应该经常登陆该网站，及时下载并安装补丁，以保证其系统不会受到任何的攻击^[20]。安全策略。机房技术人员要做好软件系统的安全管理，维护和检查用户登录、数据恢复、权限管理等^[20]。数据库的维护。技术人员要及时对数据库数据进行备份，以避免在更新或扩展数据库时丢失重要数据，可以说，数据库的维护直接影响到整个应用系统的稳定运行^[20]。

物理安全。服务器机房是服务器运行的核心场所，应配备门禁和监视系统，以确保其安全性，并防止未经授权者进入服务器机房^[19][21]。设置安全。应采取严格的措施来管理服务器的安全，包括进行口令加密和加载严格的访问列表等^[22]。

及时地安装补丁程序。如果服务器操作系统发布之后，在使用过程中发现了安全漏洞，则可能会被黑客利用以攻击用户和系统。为了应对黑客们的攻击，软件厂商们采取了一系列措施，他们推出新的应用程序（称为“补丁”）以此修补已有的漏洞^[18]。监测系统日志。系统日志是一个实时数据库，记录了服务器系统在任何特定时间的运行信息。运维人员用它来排除服务器的问题，并搜寻入侵者留下的 "指纹"^[19]。及时关闭不必要的服务和端口。服务器在运行的时候，会产生一些不必要的服务，这会消耗系统的资源，也会给系统带来更大的威胁，而那些短时间内不会使用的服务，也可以被关掉^[19][23]。