サーバーについて

サーバーとは、もともと「server(=サーバ)」とは「ネットワークで繋がったコンピュータ上で他のコンピュータにファイルやデータ等を提供するコンピュータ、またそのプログラム」を指します。サーバからファイルやデータなどを受け取る側を「client(=クライアント)」といいます。コンピュータの分野では、ユーザー(クライアント)からの要求に対して何らかのサービスを提供するシステムのことです。サーバはコンピュータとコンピュータの真ん中にあって、色々な「リクエスト」に応えています。メールの確認もデータの受け渡しもウェブページ閲覧も全てクライアントであるコンピュータのリクエストにサーバが応えているのです。この関係は家の中や社内、インターネットを経由した遠距離間でも大がかりでも小規模でも複雑でも単純でも基本的には同じです。サーバが中心になっているのです。

サーバーの括り

サーバーは、本来はコンピュータネットワークで使用される分散コンピューティング技術の1つで、クライアントサーバモデルでの用語・ソフトウェアの用語ですが、サーバーソフトウェアを稼動させているホストそのものも、サーバーと呼ばれるようになりました。物理的にひとつのホスト・コンピュータの中には、サーバとクライアントとが並存することもありえますし、FTPサーバとウェブサーバなど、複数のサーバーが並存することもあります。しかし、業務用の比較的大型で信頼性を重視したシステムの場合、ひとつサーバを稼動させるのに、物理的にひとつのホスト・コンピューターを専用に割り当てる場合が多いので、ホスト・コンピュータそのものも「サーバ」と呼ぶこともあります。当初は分散システム(日本ではオープンシステムとも呼ばれます)のUNIX搭載サーバーやPCサーバーが主に「サーバコンピュータ」(サーバマシン、サーバ機)と呼ばれましたが、1990年代にはメインフレームなどもサーバ用のオープン標準対応が進み、大型のコンピュータ全般を「サーバ」と呼ぶ場合もあります。

サーバの役割

サーバーはクライアントからの要求(リクエスト)に応じて、何らかのサービス(処理)を提供する側のソフトウェアです。提供するサービスはサーバの種類によって異なり、例えばファイルサーバであれば保管しているファイル(データ)の提供、プリントサーバであればプリンタへの印刷処理の提供、ウェブサーバであればウェブページを構成するHTMLファイルや画像ファイルなどのデータの提供をするなど、さまざまです。

サーバーマシン

24時間365日、止まることなく常に動き続けているサーバマシンはパソコンより高い耐久性や安定性が求められます。インターネットの黎明期にはサーバ用マシンといえば SunMicrosystems社の製品が一般的でした。その後一般的なパソコンでも動作するPC-UNIXの信頼性が高くなったので、現在では「FreeBSD」や「Linux」等のサーバ用OSが多く使われるようになっています。

サーバーの歴史

1960年代 メインフレームやオフィスコンピュータに代表される集中処理が行われていました。当時コンピュータは非常に高価で、研究機関や大企業の専門部署にごく限られた数しか存在していませんでした。現在と比べると処理能力も貧弱で、多数の利用者が1台のコンピュータの処理能力を分け合っていました。コンピュータ処理の大半は中央の「ホストコンピュータ」側で行われ、「端末」(ターミナル)側は入力チェックや描写などの最低限の画面制御しか担当していませんでした。
1970年代~1990年代 分散処理に移行していきました。コンピュータの性能が向上する一方で価格は下がるダウンサイジングで、「サーバ」を目的別に部課単位で手軽に用意できるようになりました。同時にワークステーションやパーソナルコンピュータなど高機能な「クライアント」も身近になりました。その処理の多くを「クライアント」で行い、「サーバはクライアントからの要求を処理するのみ」というクライアントサーバモデルが普及しました。
1990年代後半~000年代 インターネットが普及すると、サーバはより身近な存在になりました。パソコンの素人でも自宅サーバやホスティングサーバを利用するようになりました。企業のサーバ利用も進んみ、2008年、世界で約810万台、日本で約60万台のサーバが出荷されたといわれています。しかし、サーバの乱立は管理上好ましくないため、サーバをデータセンタなどに集約し、1台のサーバで複数の仕事を行ったり、1台のサーバーの中に複数のサーバーを稼動させる仮想化など新しい形態の集中処理が普及しました。
2010年代 クラウドコンピューティングが普及すると言われています。サーバはサービス提供者に集約していく可能性があります。2008年には世界で出荷されたサーバの2割をマイクロソフト、Google、Yahoo!、Amazon.comの4社が購入したという説があります。

サーバ保有台数

事業者 サーバ保有台数
Amazon 7万~10万台(推定)
google 300万台(推定)
Facebook 3万台

ソフトウェアの特徴

サーバ用に提供されるソフトウェアでは通常、個人が利用するソフトウェアと比べ下記のような特徴があります。

  • 多数のユーザーの同時アクセスに対応できる、性能とデータ整合性
  • アカウント管理やポリシー管理やログ管理などの、セキュリティーや対監査性
  • 連続稼働に耐える信頼性、可用性、保守容易性
  • 将来の変更や拡張が容易な、拡張性

●ソフトウェアの種類

サーバ用ソフトウェアは、1台のコンピュータ(ハードウェアやオペレーティングシステム)で複数の種類を稼働させる場合や、ネットワーク上の複数のコンピュータ間で相互に連携する場合があります。また同じ種類のサーバーを複数のコンピュータで稼働させてコンピュータ・クラスター構成として、負荷分散やスケーラビリティや障害対策とする場合もあります。サーバ機能を提供する主なソフトウェアの種類には以下があります。

サーバ機能
データベースサーバデータベース処理
トランザクションサーバトランザクション処理
アプリケーションサーバアプリケーション処理(特にJavaアプリケーションサーバ)
ウェブサーバWebアプリケーション処理(Apacheなど)
メールサーバメールサービス(Sendmailなど)
FTPサーバファイル転送
ファイルサーバファイル共有
プリントサーバプリンタ共有
DNSサーバIPアドレスを調べる
DHCPサーバネットワーク接続
プロキシサーバ高速

OS(オペレーティングシステム)

サーバ用に使用される主なOS(オペレーティングシステム)には以下の2つが有名です。

  • FreeBSD  UNIXベースで現在最も多く使われているサーバ用OSのひとつ。広く普及しているため関連サーバ用ソフトも多い。非常に安定しているサーバ用OS。カリフォルニア大学バークレイ校で開発されたUNIXである「BSD UNIX」がベースとなり、誕生後多くの人たちによって開発・保守され、現在も進化し続けているOS。
  • Linux   UNIX をベースにしたOSのひとつ。フィンランドのリーナス・トーバルズ(LinusTorvalds)氏らが中心になって開発。オープンソース(=プログラムを公開し複製や修正、再配布等を自由に行ってよい事)運動の流れの中で広く利用されるようになりました。ライセンスフリーが特徴。

主に下記のOSも使われています。

  • z/OS
  • MSP/XSP
  • VOS3
  • ACOS
  • OS2200/MCP
  • HP-UX
  • Solaris
  • AIX
  • OS X Server
  • Windows Server

ハードウェアの特徴

サーバとして販売されているハードウェアは、機種やモデルにもよりますが、個人向けコンピュータと比較して以下の特徴があります。

性能 ハイエンドのCPUを多数(1~256コアなど)搭載できる他、高速なバス、周辺機器などを備えています。
連続稼働性 後述の可用性にも関連しますが、業務により求められる24時間365日に近い連続稼働を実現するため、計画停止および計画外停止の時間を最小化するための各種設計が行われています。
信頼性・可用性・保守性(RAS) 個々の部品の信頼性(設計・製造・検査、誤り検出訂正機能付のメインメモリなど)に加え、特定の部品で故障が発生した場合の可用性(重要部品の冗長化、RAIDなど)や、部品の診断や交換が短時間または無停止で行えます。各種のログ機能、診断プログラム、ホットスワップなど、保守性を備えます。内部のハードウェアを完全に二重化し、フォールトトレラントコンピュータ、一部のハイエンドサーバといった専用サーバの他、通常のサーバを複数使用してコンピュータ・クラスターを構成する場合も多くあります。またメーカー側は保守部品の長期保管や、保守契約に応じて24時間365日の緊急出荷体制などを行っています。
運用管理 多数のサーバの稼働状況を遠隔地からも集中管理できる機能が、ハードウェアおよびソフトウェアにて提供されています。管理はGUIツールの他、遠隔地でも軽くて履歴が残り手順書などに再利用が容易なキャラクタユーザインタフェースが組み合わされる場合も多くあります。またネットワークや電話回線経由でメーカーへ障害情報を自動通知できるものもあります。
設備 特にデータセンタ用のモデルは、専用のラック、電源(200V、無停電電源装置など)、空調などを必要とするものが多くあります。集積度が高いものは、発熱やファンの騒音が大きいものも多く、空冷の他に水冷を採用したサーバやラック

種類

サーバとして販売されるコンピュータ(ハードウェア)には、多種多様の物が存在します。

●アーキテクチャ

アーキテクチャによるサーバの分類には以下があります。

  • PCサーバ(x86サーバ、IAサーバ)
  • UNIXサーバ - ハードウェアの分類上は、CPUにRISCまたはIA-64を搭載したUNIX専用サーバを指す場合が多いといえます。
  • ミッドレンジサーバ(フォールトトレラントコンピュータ、オフィスコンピュータなど)
  • メインフレームサーバ

上記の分類の他に「大規模な企業向けのサーバ」との意味で「エンタープライズサーバ」との呼称も使われますが、実際のアーキテクチャはメーカーにより異なり、ハイエンドのPCサーバーを指す場合、メインフレームやフォールトトレラントコンピュータなど専用のコンピュータを指す場合、それらを総称する場合など、さまざまです。また以上の他、NASなどのネットワーク・アプライアンスもサーバの分類に含まれる場合があります。

筐体の形状

筐体の形状による分類には以下があります。

●ラックマウント型

インターネットデータセンター等に設置されているサーバ用のラック(19インチラック)にマウントするのに適した形状のサーバです。ラックサーバとも呼ばれます。

●タワー型(ペディスタル型)

床置きするタイプのサーバで、タワー型PCと同様な形をしています。大きさはPC/AT互換機のミニタワーサイズから冷蔵庫大サイズまで様々あります。

●ブレード型

シャーシと呼ばれる筐体にブレードと呼ばれる薄いサーバを複数差し込む形態のサーバです。

サーバーのドメイン

色々なコンピュータがアクセスしてくるサーバ。サーバはどのように情報をやりとりしているのでしょうか。それは、それぞれのサーバやパソコンには固有のIPアドレスが必ず割り当てられていて、これを元に相手先のコンピュータと通信を行っているのです。サーバやパソコンは、自分以外のIPアドレスを知りませんので、道案内をするものとしてルータと呼ばれる機器やDNSというサービスが稼動しているサーバが存在しています。

レンタルサーバーについて

レンタルサーバーとは、サーバの利用者自身でサーバの運営・管理をしなくてもいいように、有料または無料でサーバ機のHDDの記憶スペースや情報処理機能などを利用させるサービスを指します。サーバホスティング、または俗に「レンタルサーバ」とも呼ばれます。サーバの運営・管理はプロバイダや通信事業者が行っているものから、SOHOで個人的に行っているものまでありますが、総じて1台のサーバを仕切ってクォータとして複数の利用者に貸し出す形を取る場合が多くあります。サーバ機が設置・稼動している場所はインターネットデータセンター(IDC)と呼ばれています。 一般にはサービス提供者が所有する1台のサーバ機を複数の利用者で使用するものが多いのですが、サービスによってはサーバ機一台を丸ごと占有できる専用サーバもあり、サーバ機をサービス提供者の所有ではなく利用者の所有としてデータセンターに設置し、通常の運用を委託するハウジング、コ・ロケーションタイプのものもあります。

レンタルサービスのメリット・デメリット

●メリット

個々にサーバを設置する場合に比べ、以下のメリットがあります。

  • 運用コストの低減・・・ダウンに対する代替機の用意や通信料等の削減、サーバソフトウェアの更新をセンタで行ってくれる。
  • 管理業務の簡略化・・・多くの場合、メールアカウントの管理やログの確認、アクセス制限などといった日常的な管理作業をWeb上で設定できるツールが提供されます。これにより専門知識が乏しくとも管理が可能。
  • セキュリティの強化・・・24時間監視のデーターセンターに保管されているので、IPSなどを導入しDoS攻撃などにも対応している場合は安全性も高い。

●デメリット

一方で、次のようなデメリットもあります。

  • サーバ機にCPUや回線負荷をかける大規模なデータベースやCGI、ストリーミング送出などのアプリケーションは動かしにくいといえます。
  • サーバ機上でのデータベースなどのアプリケーションソフトのテスト作業が困難。
  • 月間の最大データ転送量が決められている場合、DoS攻撃など、サーバ使用者でコントロールできない不測のアクセス頻度の増加で使用料金が跳ね上がることがある。
  • 有害サイトが作られる。

自宅サーバー

自宅サーバーとは、自宅サーバまたはホームサーバ(Home Server)とは、主に個人が自宅で趣味または複数台のパソコンを管理として運用するインターネットまたはイントラネット向けのサーバを指します。

●自宅サーバーの機器

機器は、個人の趣味嗜好により様々な種類が使われます。本格的なサーバ環境を目指す人は、サーバ専用機器を利用し、専用ラックに載せて運用しています。とはいえ専用のものを使うことは少なく、パソコンをそのまま用いることが多いといえます。近年では主に中古のノートパソコンが好まれています。自宅サーバ向けに超小型のプラグコンピュータも販売されています。玄箱のようなNAS機器を転用して運用することもあります。これは自宅環境では専用のサーバルームを用意しにくいため、静音性を重視せざるを得ない事情もあります。また、電気代についても常時稼動させることになるので、ある程度重視しないといけません。省電力の機器は通常のものと比較して性能に差が出るため、トレードオフの要因のひとつになっています。

●自宅サーバーの課題

セキュリティの面に課題があります。外部ネットワークからの通信を許す為、乗っ取りなど侵入される危険性が高くなります。