Server (servidor): Apenas hardware, software ou serviço?

O que os servidores Asus, HP, Dell, IBM e Lenovo tem em comum com serviços como Azure, Netflix e Amazon AWS? A resposta direta é que, de certa forma, todos estão classificados na mesma categoria, porém alguns são vistos como equipamentos enquanto outros como serviços.

O termo server (servidor) pode estar associado a um computador com alto poder de processamento, um sistema capaz de atender requisições de dispositivos clientes ou um serviço prestado por uma grande infraestrutura computacional.

A maioria de nossos dispositivos eletrônicos trabalha de forma interconectada. Televisores possuem softwares para se conectar a servidores de streaming como a Netflix, celulares funcionam graças aos equipamentos das operadoras e nossos computadores acessam facilmente a internet através de roteadores.

O modelo client-server

Essa comunicação entre dispositivos acontece graças a uma estrutura conhecida como client-server. Um dispositivo-cliente, como um computador ou celular, utiliza uma rede (como a internet) para acessar serviços de buscas de um sistema central, como o site do Google.

Nesse caso, os computadores e celulares são dispositivos-clientes, o serviço é a pesquisa realizada pelo usuário e o site do Google é o servidor.

O modelo client-server é uma estrutura que permite acessar dados e aplicações distribuídas por uma rede, realizar tarefas ou suportar cargas de trabalho de requisitantes (clientes) através de um sistema computacional chamado servidor.

Dispositivos clientes e servidores geralmente são equipamentos diferentes, se comunicam por uma rede de computadores e possuem hardware próprio, porém tanto o cliente quanto servidor podem, em alguns casos, estar integrados e compor a mesma estrutura.

O que é server?

Um server é um sistema computacional, formado por hardware e software que fornece recursos, dados, executa programas ou serviços para computadores clientes dentro da mesma rede. Em teoria, qualquer dispositivo que compartilha recursos com outros equipamentos é considerado um servidor.

A evolução do servidor

Computadores como o IBM S/360 (1964) e seus sucessores como os modelos 4300 (4341, 4361 e 4381) foram os precursores da estrutura client-server que conhecemos. Esses equipamentos eram conhecidos como mainframes, ocupavam salas inteiras e podem ser considerados os primeiros servidores disponíveis.

Inicialmente, esses servidores eram conectados a clientes conhecidos como terminais, que não executavam nenhuma tarefa de computação real, apenas eram mecanismos de acesso ao computador principal.

Os terminais de acesso, também conhecidos como “terminais burros”, existiam simplesmente para fazer a entrada de dados através de um teclado ou leitor de cartão e posteriormente exibir resultados de consultas ou cálculos em seus monitores ou impressoras.

A chegada dos microcomputadores

Até a chegada dos PCs que conhecemos, os servidores eram frequentemente caracterizados por serem computadores únicos, com alto poder de processamento, conectados por uma rede e acessados por vários dispositivos-clientes menos sofisticados.

Essa mudança de cenário melhorou a definição do modelo client-server, pois a chegada dos PCs permitiu que tanto o computador cliente quanto o servidor dividissem a responsabilidade de processamento.

Em modelos de computação anteriores, como o modelo “mainframe-terminal”, o mainframe agia como um servidor, embora não fosse chamado por esse nome.

Apesar de certas tarefas estarem ainda delegadas apenas aos servidores, a capacidade de processamento dos microcomputadores diminuiu o poder desses grandes computadores e introduziu o conceito de computação distribuída.

Os servidores dedicados

Com o passar do tempo, algumas aplicações importantes começaram a ser migradas dos grandes computadores para estruturas cliente-servidor baseadas em microcomputadores PC.

Essa mudança exigiu que os servidores incorporassem novos recursos, como a performance e a segurança existentes nos sistemas baseados em mainframes.

Durante a primeira fase dessa transição, a maioria dos servidores nada mais eram do que computadores desktop maiores e mais poderosos.

Esses servidores geralmente eram mais caros, pois possuíam mais memória e espaço em disco do que a maioria dos computadores clientes.

Cada servidor era uma unidade independente, com sua própria placa-mãe, processador, memória, unidades de disco e fonte de alimentação.

A virtualização e os novos servidores

A tecnologia evoluiu e a definição para servidor também. Hoje em dia, um server pode ser apenas um software, executado em um ou mais dispositivos físicos de computação agrupados. Esses servers são subsistemas de um ambiente computacional maior e são conhecidos como servidores virtuais.

A virtualização de servidores e o agrupamento de recursos físicos (clusterização) no mesmo ambiente trouxeram vantagens como o melhor aproveitamento dos equipamentos disponíveis, transformando vários servidores físicos num único ambiente de computação virtual, com alto poder de processamento, seguro e sempre disponível.

Mesmo antes da virtualização, os grandes servidores físicos começaram a perder espaço para modelos que buscavam maior aproveitamento do hardware, como ter o armazenamento conectado diretamente à rede (storages NAS), eliminando assim a necessidade de cada servidor ter seu próprio armazenamento.

Outras tecnologias, como espelhamento e clustering, permitiram que todo o hardware fosse combinado em servidores virtuais maiores e mais poderosos. Atualmente um virtual server pode ser um recurso formado em vários blades de computadores, dispositivos de armazenamento e linhas de comunicação, agindo como um único dispositivo ou serviço.

Os cloud servers (servidores de nuvem)

A evolução dos meios de transmissão de dados e a otimização de recursos conseguida pela virtualização permitiu que empresas com alto poder de processamento fossem capazes de sublocar serviços e recursos para terceiros.

Esses serviços incluem desde disponibilizar uma área de armazenamento de dados gratuita para milhões de usuários até a locação de ambientes virtuais inteiros para o mercado corporativo, envolvendo servidores e sistemas de backup.

A computação em nuvem é uma atividade, geralmente comercializada como serviço, que tem como objetivos alugar virtual servers e sistemas de armazenamento virtuais dentro de estruturas maiores.

Os cloud servers são sistemas computacionais complexos, dotados dos mesmos recursos que os servidores que conhecemos, porém com a vantagem de conseguir otimizar o uso dos recursos físicos através da economia de escala.

Essa racionalização de recursos é possível graças a capacidade de alocar vários serviços e clientes na mesma estrutura, utilizando os mesmos equipamentos e softwares em diferentes ambientes virtuais, através da mesma infraestrutura.

Os servidores virtuais hospedados em uma infraestrutura de terceiros, dentro uma rede aberta como a Internet, são chamados de servidores em nuvem ou simplesmente servers. Existem vários provedores em nuvem atualmente, incluindo Google Cloud Platform, Microsoft Azure, Amazon AWS e IBM Cloud.

O servidor físico

Servidor físico é um sistema, composto de hardware e software, com poder de processamento e capacidade de armazenamento, voltado para a realização de tarefas solicitadas por um ou mais clientes conectados.

Um servidor pode ser um computador projetado para realizar uma única tarefa, como ser um servidor de e-mail, que aceita e armazena e-mails e os fornece a um cliente solicitante.

Os servidores também podem realizar várias tarefas, como ser um servidor de arquivos e de impressão, que armazena arquivos e gerencia trabalhos de impressão de forma simultânea, atendendo requisições de dados feita por usuários e os enviando as tarefas de impressão para uma impressora conectada à rede.

Um servidor físico pode fornecer recursos para requisitantes e usar recursos de outro sistema ao mesmo tempo. Isso significa que o mesmo dispositivo pode ser simultaneamente servidor e cliente.

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Como funciona um server?

Para funcionar como server, um dispositivo deve ser configurado para atender solicitações de clientes através de uma conexão de rede. Essa responsabilidade geralmente é atribuída ao sistema operacional, algum aplicativo instalado, ou uma combinação dos dois.

O sistema operacional Windows Server Microsoft por exemplo, possui a funcionalidade de receber e responder nativamente às solicitações dos clientes. Novas funções ou serviços podem ser instalados para aumentar os tipos de solicitações do cliente aos quais o servidor pode responder.

Em outro exemplo, um web server Apache responde às solicitações do navegador da Internet por meio de aplicativos e dos protocolos TCP/IP e HTTPS, instalados à partir de um sistema operacional.

Quando um cliente requer dados ou precisa usar recursos de um servidor, ele envia uma solicitação pela rede. O server recebe essa solicitação e responde com as informações apropriadas. Este é o modelo de solicitação e resposta de redes do tipo client-server.

Qualquer solicitação geralmente gera tarefas adicionais simultâneas para o servidor, como verificar a identidade do solicitante, registrar o acesso, verificar se o cliente tem a permissão para acessar os recursos solicitados e formatar os dados, além de responder adequadamente a requisição feita pelo usuário.

Tipos de servers

Existem muitos tipos de servidores, cada um voltado para atender algum tipo específico de serviço. Muitas empresas possuem aplicações comuns, que são suportadas pelo mesmo tipo de servidor.

File server (Servidores de arquivos)

Um file server armazena e distribui arquivos dentro da rede. Vários clientes ou usuários podem compartilhar arquivos armazenados em um único servidor.

Dentre as vantagens de ter o armazenamento de arquivos centralizado está a facilidade de fornecer compartilhamento, segurança e integridade para arquivos em todos os dispositivos de uma organização.

O hardware do servidor pode ser projetado para quase exclusivamente armazenar e compartilhar dados em rede.

A ideia consiste em incorporar ao servidor vários protocolos de rede para facilitar a comunicação com os diversos clientes, disponibilizar o espaço de armazenamento necessário e melhorar as velocidades de leitura e gravação para atender as requisições.

Network Attached Storages (NAS) são servidores voltados para esse fim, e cumprem bem essa tarefa. Esses equipamentos são próprios para armazenar e compartilhar dados em rede, fornecendo ainda soluções de backup e de alta disponibilidade para maior segurança do sistema.

Print server (Servidores de impressão)

Os print servers permitem o gerenciamento e distribuição da funcionalidade de impressão. Em vez de conectar uma impressora a cada estação de trabalho, um único servidor de impressão pode responder às solicitações de impressão de vários clientes.

Algumas impressoras corporativas já incorporam seu próprio servidor de impressão embutido, eliminando a necessidade de um computador atuando como servidor de impressão.

Application Server (Servidores de aplicação)

Os servidores de aplicação (application server) executam aplicativos comuns para vários usuários de um único ponto centralizado, e geralmente atendem vários dispositivos clientes através de uma rede.

Esses servidores executam aplicativos que usam recursos comuns, como a mesma base de dados que é atualizada e compartilhada por muitos usuários.

Isso elimina a necessidade de cada cliente ter recursos suficientes para executar os mesmos aplicativos. Ele também elimina a necessidade de instalar e manter o software em muitas máquinas, ao invés de apenas uma.

DNS server (Servidores DNS)

Os servidores Domain Name System (DNS) são servidores que executam aplicativos capazes de converter os nomes de endereços digitados como um domínio (www.controle.net) em endereços IP legíveis por máquina.

O sistema DNS é um banco de dados amplamente distribuído de nomes e outros servidores DNS, cada um dos quais pode ser usado para solicitar um nome de computador desconhecido.

Quando um cliente precisa do endereço de um sistema, ele envia uma solicitação DNS com o nome do recurso desejado para um servidor de domínio e recebe como resposta o endereço IP correspondente.

Mail server (Servidores de correio)

O mail server é um tipo muito comum de servidor de aplicação. Os servidores de correio recebem e-mails enviados a um usuário e os armazenam numa caixa de mensagens, até que eles sejam solicitados pelo respectivo cliente/usuário.

Um servidor de e-mail permite que uma única máquina seja devidamente configurada e fique conectada à rede o tempo todo. Ele está sempre pronto para enviar e receber mensagens, ao invés de exigir que cada usuário tenha seu próprio subsistema de e-mail funcionando 24 horas por dia.

Web servers (Servidores web)

Um dos tipos de servidores mais encontrados dentro de grandes estruturas de data centers é o web server. Um servidor web é um servidor de aplicação, que hospeda programas e dados que podem ser acessados por usuários através da Internet ou por uma intranet.

Os web servers programas como sites e outros serviços baseados na Web, que respondem a solicitações de navegadores de computadores clientes.

Os servidores web mais comuns incluem sistemas operacionais como Apache, Microsoft Internet Information Services (IIS), Nginx e Cloudfare.

Database server (Servidores de banco de dados)

O crescimento exponencial do volume de dados usados pelas empresas exige mecanismos eficientes para armazenar e disponibilizar essas informações de forma segura.

Muitos desses dados são organizados e armazenados em arquivos específicos, desenvolvidos especificamente para montarem um bancos de dados.

Os bancos de dados geralmente precisam estar acessíveis a vários clientes e podem exigir sistemas com maior espaço em disco. Essas duas necessidades resultaram no deslocamento de aplicações que envolvem bancos de dados para servidores apropriados.

Os servidores de banco de dados geralmente executam aplicativos que acessam e alteram informações armazenadas de forma estruturada, além de responder as inúmeras solicitações de clientes.

Os aplicativos de banco de dados mais comuns incluem sistemas da Oracle, o Microsoft SQL Server, DB2 e Informix.

Virtual Servers e Virtual Private Servers (Servidores virtuais e servidores virtuais privados)

Ao contrário dos servidores físicos, que possuem hardware próprio e um sistema operacional definido e instalado, os servidores virtuais são subsistemas que coexistem dentro de estruturas maiores.

Esses servidores geralmente são entregues como serviço, funcionam como uma área de processamento remota e são gerenciados por terceiros, através de um software especializado chamado hypervisor.

Cada hypervisor pode executar centenas, ou até milhares, de virtual servers ao mesmo tempo. O hypervisor entrega para cada cliente um hardware virtual, com as mesmas características que servidores físicos reais.

A diferença é que o controle do hardware, software e operação real fica por conta do administrador do data center, que tem acesso ao hypervisor e a infraestrutura disponível.

Em estruturas profissionais é possível ainda a contratação de um hardware exclusivo para a instalação de um hypervisor bare-metal.

Em ambos os casos, o hardware em si geralmente é distribuído em vários servidores blade, sistemas de armazenamento em rede e fontes de alimentação, resultando em um ambiente onde é impossível dizer onde um servidor individual termina e outro começa.

Proxy server (Servidores proxy)

Um servidor proxy atua como intermediário entre um cliente e um servidor. Frequentemente usado para isolar clientes ou servidores para fins de segurança, um servidor proxy recebe a solicitação do cliente.

Em vez de responder ao cliente, ele passa a solicitação para outro servidor ou processo. O servidor proxy recebe a resposta do segundo servidor e então responde ao cliente original como se estivesse respondendo sozinho. Dessa forma, nem o cliente nem o servidor de resposta precisam estar conectados diretamente.

Servidores de monitoramento e gerenciamento

Alguns servidores existem para monitorar ou gerenciar outros sistemas e clientes. Existem muitos tipos de servidores existem apenas para monitorar a integridade da rede e da comunicação de dados.

O servidor de monitoramento pode acompanhar todo o tráfego da rede, bem como o funcionamento e as solicitações e respostas de clientes e servidores, sem interferir nessas operações.

Um servidor de monitoramento responderá às solicitações de clientes com acesso autorizado, como aqueles executados por administradores de rede.

Vários desses sistemas ouvem a rede e recebem todas as solicitações do cliente e respostas do servidor, mas não solicitam ou respondem aos dados por conta própria.

Blade server (Servidores blade)

Inicialmente o hardware de um servidor físico possuía dimensões avantajadas, era pesado e ocupava muito espaço dos racks dentro das estruturas de TI.

Com o tempo o hardware evoluiu, a indústria diminuiu as placas-mãe, fontes de alimentação e outros componentes. Outras partes como os sistemas de discos também foram removidos do servidor principal e transformados em sistemas adicionais conhecidos como storages.

Ao remover discos rígidos, diminuiu também a necessidade de resfriamento interno. Essas mudanças, associadas à miniaturização contínua de peças de computação, permitiram que os servidores fossem reduzidos a um único servidor menor e mais poderoso em processamento, conhecido como servidor blade.

Os sistemas operacionais que equipam um servidor

Todo computador precisa de um sistema operacional e de aplicativos para funcionar. Não é diferente com os servidores. A Microsoft foi uma das pioneiras em disponibilizar um sistema operacional amigável para os servidores que conhecemos. Além dela, Novell, iniciativas Unix como a Solaris, Linux Ubuntu e FreeBSD são exemplos de sistemas operacionais de servidores. 

Pode-se argumentar que o Windows para Workgroups foi o primeiro sistema operacional de servidor da Microsoft. Nessa versão, certos computadores podiam ser configurados para compartilhar recursos e responder a solicitações de clientes, o que os tornava servidores por definição.

O primeiro sistema operacional de servidor real da Microsoft foi o Windows NT. Suas versões 3.5 e 3.51 rodavam em muitas redes de negócios até que a Microsoft lançou sua linha Windows Server, que continua a existir hoje.

A versão mais atual de sistemas operacionais para servidores da Microsoft é o Windows Server 2019. Essa versão oferece suporte a vários aplicativos e bancos de dados, bem como um hypervisor que permite servidores virtuais.

Outro grupo de sistemas operacionais de servidor importante são baseados nas distribuições Linux / Unix. Existem várias versões desses sistemas, algumas gratuitas e outras pagas, incluindo Red Hat Enterprise Linux, Debian, Apache e CentOS.

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