功能服务器——计算技术的演进与变革
广义上讲,功能服务器指能够提供特定功能服务的计算机系统。这样几乎所有的应用系统中的服务器都可以被叫做功能服务器,因为这些系统都能够满足这个定义。现在的计算模式决定了几乎大部分的应用都会构筑在网络平台上,应用系统的核心是服务器系统和相关的系统平台及应用软件,这些服务器硬件系统和软件系统组合起来在应用系统中提供一种服务或一种功能,如文件/打印服务、Web服务,再如路由功能、网络缓存功能、SSL加速功能、负载均衡功能等,这些系统都可以被称为功能服务器。
单从产品的狭义上讲,功能服务器特指那些能够提供特定功能服务或应用的服务器产品。首先它是一个完整的产品,不需要再增加其他软硬件,就能够完成其定义的功能或服务,而通常一个应用系统中的服务器都需要一些软硬件的配合才能完成相关的功能和服务。比如Web功能服务器产品,不需要其他产品的配合,就可以完成Web服务,但如果用通用服务器构筑Web服务器,还必须配备操作系统和Web服务器软件。本文主要讨论功能服务器产品,也就是前者。
功能服务器具有如下一些特点:
1. 该产品本身必须是提供功能或服务的软件和硬件的集成。一个Web服务器不仅包含服务器硬件平台,还要包含完成Web功能服务所必须的操作系统平台和Web服务器软件。
2. 功能服务器强调系统功能的单一化,通常一种功能服务器产品只承载一种功能或服务,最多再包含一些与完成这种功能相关的另一种或两种功能,作为整个应用系统的功能模块。
3. 功能服务器作为一种功能或服务的专用设备,应该为功能和服务进行优化设计,使其在完成相关功能或服务时具有一定的功能优势和性能优势,可能采用特殊的硬件或软件技术。
4. 功能服务器在软硬件系统的组成上会尽量精简,裁减不必要的硬件和软件,使系统的复杂性大大降低,这样做的好处是:降低成本,减少管理难度,通过简化系统提高系统的可靠性,可以方便地强化与核心任务相关的硬件和软件,为简化系统,有可能采用嵌入式操作系统和软件。
5. 这类产品为了满足特定的需求,往往会采用一些关键的技术,提高系统的功能和性能,这些技术可能是专有的硬件技术。
6. 功能服务器的功能要符合标准,功能的设计要模块化,这样可以方便地与其他系统进行集成。
7. 系统的易用性、可管理性好。
8. 其他所有服务器相关的特性要有侧重地在产品中强化,如系统的性能、可靠性、可扩展性、易用性、可管理性以及可维护性等。
另外功能服务器也被叫做应用服务器,主要是来自Appliance Server这个概念。还有一些服务器软件有时也称作应用服务器,这和本文所讲的产品是有区别的,请读者注意。
功能服务器的起源
功能服务器的出现并不是偶然的,它是整个计算机应用发展过程中的一个必然。从计算机的产生开始,应用模式和计算模式一直在发展演变着,从最早的单机批处理模式到客户机/服务器系统,一直到现在众所周知的浏览器/服务器模式的四层计算,计算机应用系统随着不同时期的计算技术和网络技术的变化在变化着。
目前,计算模式受网络技术和计算机系统工程的影响,演变成了所谓的四层计算模式。在这种计算模式下,计算机系统逐渐演变成客户端、接入服务器、中间应用和后端数据库资源四个层次。计算机使用者通过客户端如PC、手机、PDA、机顶盒等各种设备,通过网络访问接入服务器,接入服务器将用户的需求通过中间应用服务器提交给后端数据库资源服务器系统进行处理,处理的结果逐层反馈回去。在这种四层计算模式中,我们可以看到,后三层都是服务器系统,并且各层的分工明确,功能定义清晰,这使我们非常容易明确功能服务器产品的定位,同时为功能服务器产品的出现作好了技术准备。
由于计算模式和应用系统的环境日渐变得复杂,因此用户为了实现自己的应用,必须组合各种技术和产品。一个完整的应用系统往往要包含计算类的硬件(如服务器)、通信类的硬件(如交换机、路由器)、操作系统、数据库和中间件等等,同时还要进行相关应用软件系统的开发和系统建立以后复杂的维护,这要求用户本身必须有非常强的计算机专业知识,需要大量IT人才的储备。这种趋势促成了资源外包市场的形成,同时也促成了功能服务器市场的形成。功能服务器产品的立意就是针对特定的用户群,发掘应用的共同点和功能需求,针对这种共同的功能需求,确定产品的定位,满足这类用户的需求。功能服务器的价值所在就是向用户提供一种完整的解决方案满足用户的应用需求,这可以使用户不必具备专业IT知识,就能够快速部署应用系统。功能服务器产品的快速部署的能力、易用性和易管理性,为用户提供了其独特的价值。
在这种思路之下,很多传统的应用和传统的功能都能够通过功能服务器来实现。同时很多新的功能和应用,也倾向于采用这种解决方案提供给用户。这无形中促成了这样一个市场,在理想状态下,用户确定其系统的应用环境和功能需求,只要到市场上去寻找相应的功能服务器产品,将它们连接起来,就可以快速地构建一个满足功能需求的应用系统。我们可以大胆地预言,以后计算机应用系统的建设,将会像搭积木一样简单,把能够实现各种功能的服务器产品作为系统的模块连接起来,通过简单地设置,就可以组成一个完整的系统。
今天,整个计算模式还在不停地向前发展,Internet和网络通信系统的发展,使计算机应用系统的技术变得更加复杂和难以掌握。不远的将来,在3G和宽带等技术的推动下,计算模式将会向三网合一的方向发展,语音、视频和数据将会是计算机应用系统要处理的主要信息,对用户来讲,这样的应用系统实现起来的难度将会变得越来越大,这就为功能服务器提供了更加广阔的发展空间。
功能服务器发展历程
功能服务器的发展历程可以追溯到很远,在这个发展过程中有很多光辉显赫的名字出现在我们的视野当中。首先我们提到的是Cisco公司,为什么说Cisco是功能服务器的厂商呢?实际上,从概念上讲Cisco的路由器就是一种功能服务器产品。Cisco公司令人眩目的发展历程,让人看到了功能型产品的发展潜力,随着Internet的发展,路由器和智能交换设备作为整个Internet数据交换的核心产生了巨大的市场需求,Cisco紧紧把握这个市场机会,创造了辉煌的业绩。
同样在存储设备市场,NAS作为一种功能服务器产品,也造就了成功的典范。比如Network Appliance公司看到了网络存储市场的特定功能需求,为用户能够实现跨平台的网络存储提供了完善的功能型产品,使用户以往难以解决的复杂问题有了一个简单的答案。
伴随着Internet发展产生出新的功能需求,例如为了提高Web系统的响应速度而产生的对Internet缓存技术、负载均衡及SSL加速产品的需求,为了系统的安全产生的防火墙、VPN虚拟专用网及CA认证系统的需求。国际著名的IT公司像IBM、Intel、Cisco等也采取了积极的策略发展这类产品,IBM进入NAS市场,Intel并购Dialogic,Cisco通过并购扩大其产品线,这些动作都说明了整个功能服务器市场的潜力。
功能服务器产品的竞争主要是技术和市场的竞争。市场竞争在于谁先发现一个新兴的市场,谁能够更快地把握市场的需求,并准确地分析出市场需求的共性。技术上的竞争表现在为了满足特定用户群的共同需求,谁能够以最快的速度设计出相应的产品,这需要多年的技术积累和坚持不懈的技术创新。总之,功能服务器的价值就在于作为一个产品,向用户提供的是包含在产品中的计算应用技术以及对用户需求的理解。
产品分类与相关技术
功能服务器向用户需求的深层延伸,必然造成了产品的多样性,而且其多样性还在不断地加强。这类产品可以分成应用型和功能型两大类。应用型功能服务器直接面对用户的应用,如托管功能服务器实现Web、E-mail等服务,接入功能服务器实现Internet接入和代理服务;功能类服务器与应用类有所不同,它定位于用户实现系统的特定功能,如路由、负载均衡、SSL加速、虚拟专网和缓存功能等等,不直接针对用户应用,但为用户的应用提供功能平台支持,使用户可以获得品质更加优良的服务,比如更加快速的Web访问、更加安全的通信等等。
这类产品的相关技术几乎覆盖了计算机和通信技术的全部,包括各种硬件和软件技术,实在难以一一叙述。举例来说,在安全的Web通信协议中,HTTP协议作为标准,得到了广泛应用,SSL技术是HTTP协议的基础,但SSL技术要进行大量加密和解密运算,这样就对Web服务器的处理器计算能力造成很大压力。在现实情况中,Web服务器在接受了有限的SSL请求后,虽然I/O带宽和网络带宽还允许服务器处理更多的服务请求,但密码算法已经消耗完了处理器的计算能力。SSL加速功能服务器提供了SSL加速的功能,它被放置在Web服务器与路由器之间,通过硬件加密加速技术,分担了服务器的负担,使服务器的处理能力能够更集中在Web请求处理上,缩短了系统的响应时间。这类产品涉及到了硬件加密加速技术、SSL协议、Web服务器技术等。再比如,接入功能服务器主要用于满足小办公环境里的Internet接入,要求系统能够为内部网中的计算机提供一种接入Internet的方便途径,这就要求服务器能够提供代理服务、ISDN或拨号接入Internet功能,这种系统往往会涉及到各种非专线的Internet接入技术和代理服务器技术。
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