Кіріспе

Дисксіз жұмыс станциясы – дискі жоқ жұмыс станциясы немесе желілік жүктеу арқылы серверден операциялық жүйесін жүктететін дербес компьютер. (Компьютердің дискілері пайдаланылмаса және желілік жүктеу қолданылса, ол дискісіз түйін ретінде жұмыс істейді деуге болады.) Дискісіз түйіндер (немесе осы сияқты жұмыс істейтін компьютерлер) кейде желілік компьютерлер немесе гибридті клиенттер деп аталады. Гибридті клиент дискісіз түйін дегенді ғана білдіруі мүмкін, немесе жұқа клиенттік есептеу архитектурасындағыдай, кейбір ғана қосымшаларды қашықтан іске қосатын дискісіз түйін ретінде де қолданылуы мүмкін. Дискісіз түйіндердің артықшылықтарына төмен өндіріс құны, арзан пайдалану, шудың аздығы және басқарудың жеңілдігі (мысалы, орталықтандырылған бағдарламалық жасақтаманы орнату) жатады. Көптеген университеттерде және кейбір ірі ұйымдарда компьютерлер осыған ұқсас конфигурацияда қолданылады, мұнда кейбір немесе барлық қосымшалар қашықтан сақталады, бірақ басқару мақсатында жергілікті түрде іске қосылады. Дегенмен, егер олар әлі де жергілікті дискіден жүктелетін болса, онда оларды дискісіз түйін деп атауға болмайды.

Жұмыс істеу қағидаттары

Дисксіз түйіндің операциялық жүйесі (ОЖ) желілік жүктеуді пайдалана отырып, серверден жүктеледі. Кейбір жағдайларда, жүктеу процесін бастау үшін USB флэш-дискі немесе басқа жүктелетін орта, CD немесе DVD сияқты алынып қойылатын сақтау құрылғысы қолданылуы мүмкін. Алайда, көптеген қазіргі заманғы компьютерлердегі микрокодты серверді табу және автоматты түрде жүктелу процесін бастау үшін конфигурациялауға болады, сондықтан жүктелетін ортаны енгізудің қажеті жоқ. Желілік автоматты жүктеу үшін Preboot Execution Environment (PXE) немесе Bootstrap Protocol (BOOTP) желілік протоколдары әдетте құрылғыны жүктеу үшін файлдар бар серверді табу үшін қолданылады. Стандартты толық өлшемді десктоптық компьютерлерді қосымша желілік карта арқылы, Universal Network Device Interface жүктеу ROM-ы бар, осылайша желілік жүктеуге қабілетті етуге болады. Дисксіз желілік жүктеу көбінесе десктоптық және ноутбук компьютерлерінде кәсіби мақсатта қолданылатын мүмкіндік болып табылады, себебі оны диагностиканы қашықтан орындау, бағдарламалық қамтамасыз етуді орнату немесе диск кескінін жергілікті қатты дискіге орнату үшін дискпен жүктелетін стандартты десктоптық компьютерде пайдалануға болады. Жоғарыда сипатталғандай, жүктеу процесін бастағаннан кейін, жүктеу үш негізгі тәсілдің бірі бойынша жүзеге асырылады. Бірінші тәсілде (мысалы, Linux Terminal Server Project қолданады), ядро жадқа жүктеледі, содан кейін операциялық жүйенің қалған бөлігі желілік файлдық жүйе арқылы серверге қосылады. (Уақытша файлдарды жергілікті сақтау үшін шағын RAM дискісі құрылуы мүмкін.) Бұл тәсіл кейде Linux немесе Unix клиенттік операциялық жүйелерімен қолданылғанда "NFS root" техникасы деп аталады. Екінші тәсілде ОЖ ядросы жүктеледі, жүйе жадының бір бөлігі үлкен RAM дискісі ретінде конфигурацияланады, содан кейін ОЖ кескінінің қалған бөлігі RAM дискісіне жіберіліп жүктеледі. Бұл Microsoft Windows XP Embedded қашықтан жүктеу мүмкіндігі үшін таңдалған әдіс. Үшінші тәсілде дискілік операциялар виртуалды түрде іске асырылады және желілік протоколға түрлендіріледі. Әдетте дискіде сақталатын деректер серверде орналасқан виртуалды дискілік файлдарда сақталады. Дискі секторларын оқу/жазу сұраныстары сияқты дискілік операциялар тиісті желілік сұраныстарға түрлендіріліп, сервер тарапында жұмыс істейтін қызмет немесе демонмен өңделеді. Бұл Neoware Image Manager, Ardence, VHD Central Management System және әртүрлі "iSCSI арқылы жүктеу" өнімдері қолданатын әдіс. Бұл үшінші тәсіл бірінші тәсілден өзгеше, себебі қашықтағы файлдық жүйе емес, нақты дискілік құрылғы (немесе шикі құрылғы) және клиенттік ОЖ қатты дискіден жұмыс істемейтінін білмейді. Сондықтан бұл тәсіл кейде "виртуалды қатты дискі" немесе "желілік виртуалды дискі" деп аталады. Бұл үшінші тәсіл клиенттік ОЖ-ны RAM-да толық дискілік кескінді немесе тек оқуға арналған файлдық жүйені пайдаланудан гөрі пайдалануды жеңілдетеді. Бұл тәсілде жүйе дисксіз түйін жазған әрбір деректі сақтайтын "жазу кэшін" пайдаланады. Бұл жазу кэші әдетте серверде (немесе клиентте сақтау болса) сақталатын файл болып табылады. Ол клиенттік RAM-ның бір бөлігі болуы мүмкін. Бұл жазу кэші тұрақты немесе ұшпалы болуы мүмкін. Ұшпалы болған жағдайда, нақты клиенттің виртуалды дискіге жазған барлық деректері аталған клиенттің қайта іске қосылуы кезінде жойылады, бірақ пайдаланушы деректері пайдаланушы (роуминг) профильдерінде немесе үй каталогтарында (алыстан серверлерде сақталған) жазылған жағдайда сақталуы мүмкін. Екі ірі коммерциялық өнім (біреуі Hewlett Packard-тан, екіншісі Citrix Systems-тен) Microsoft Windows немесе Linux клиенттік ОЖ-ларын жүктей алатын дисксіз түйіндерді қолдануға мүмкіндік беретін мұндай жазу кэштерін пайдаланады. Citrix өнімі тұрақты жазу кэшін пайдалана алмайды, бірақ VHD және HP өнімдері пайдалана алады.

Орталықтандырылған сақтау

Орталық дискіде сақтауды пайдалану дискілік кеңістікті тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл сақтау құнына келетін шығыстарды азайтып, артық жұмыс істеуді қолдайтын RAID массивтері және кез келген үзіліссіз сақтауды қосуға рұқсат беретін сақтау аймағы желілері сияқты сенімді, қазіргі заманғы сақтау технологияларына инвестиция салу үшін капиталды босатуға мүмкіндік береді. Бұдан әрі, бұл дискілердің механикалық немесе электрлік себептермен істен шығуы – көптеген жылдар ішінде статистикалық тұрғыдан жоғары ықтималды оқиға, әсіресе көптеген дискілер қатысқан жағдайда – көбінесе аз болуы мүмкін (өйткені әдетте істен шығуы мүмкін дискілердің саны аз) және үзіліске себеп болу ықтималдығы да төмендеуі мүмкін (өйткені олар RAID массивтерінің құрамында болуы мүмкін). Бұл сонымен қатар түйіндердің өзінде аппараттық ақаулардың «майлы клиенттерге» қарағанда сирек кездесетінін білдіреді. Дискісіз түйіндер осы артықшылықтарды «жұқа клиенттермен» бөліседі.

Орталықтандырылған сақтаудың тиімділігі

Алайда, бұл сақтау тиімділігінің бағасы болуы мүмкін. Компьютерлік техникада жиі кездесетіндей, сақтау тиімділігін арттыру кейде өнімділіктің төмендеуімен байланысты. Бір уақытта бір серверге көптеген түйіндерден келетін сұраныстар барлығының жұмысын баяулатуы мүмкін. Алайда, бұл серверде үлкен көлемде RAM орнату арқылы (кешті жақсарту арқылы оқу операцияларын жылдамдату), қосымша серверлерді қосу арқылы (I/O жүктемесін бөлу арқылы) немесе RAID массивіне дискілерді қосу арқылы (физикалық I/O жүктемесін бөлу арқылы) жеңілдетілуі мүмкін. Қандай жағдайда болсын, бұл кез келген клиент-сервер желісіне белгілі бір дәрежеде әсер ететін мәселе, себебі, әрине, «майлы» клиенттер де пайдаланушы деректерін сақтау үшін серверлерді пайдаланады. Шындығында, кейбір жағдайларда пайдаланушы деректерінің көлемі операциялық жүйелер мен бағдарламалардан әлдеқайда көп болуы мүмкін және оларға жиірек қол жеткізілуі мүмкін, сондықтан дискісіз модельге көшу міндетті түрде өнімділіктің айқын нашаруына әкелмейді. Дискісіз модельде, «майлы» клиенттік модельмен салыстырғанда, желілік өткізу қабілетінің жолақтығы (яғни сыйымдылығы) артады. Бұл міндетті түрде жоғары сыйымдылықтағы желілік инфрақұрылымды орнату қажет дегенді білдірмейді – бұл тек қолданыстағы желілік сыйымдылықтың үлкен бөлігі пайдаланылатынын білдіруі мүмкін. Соңында, желілік деректерді берудің кешігуі (деректерді желі арқылы физикалық түрде беру) және күту кешігуінің (сервердің сіздің сұранысыңызды өңдемес бұрын басқа түйіндердің сұраныстарын өңдеуін күту) үйлесімі, қолданбаның сипатына және желілік инфрақұрылым мен сервердің сыйымдылығына байланысты, жергілікті дискілерді пайдаланумен салыстырғанда өнімділіктің қабылдауға болмайтын деңгейде нашаруына әкелуі мүмкін.

Басқа артықшылықтар

Дисксіз түйін пайдалы болатын жағдайдың тағы бір мысалы – компьютерлердің зақымдануы немесе жойылуы мүмкін қауіпті орта. Мұндай жағдайда арзан түйіндердің және минималды жабдықтың қажеттілігі артады. Бұл жерде жұқа клиенттерді де қолдануға болады. Дисксіз машиналар аз қуатты тұтынады және аз шу шығарады, бұл олардың қоршаған ортаға тигізер пайдасының көрсеткіші және оларды кейбір компьютерлік кластерлерде қолдануға өте қолайлы етеді.

Жеңіл клиенттермен салыстыру

Жұқа клиенттік және дискісіз түйін архитектуралары екеуі де дискісіз клиенттерді пайдаланады, олардың майлы клиенттерге қарағанда артықшылықтары бар (жоғарыда көрсетілгендей), бірақ өңдеу орындалатын жері бойынша ерекшеленеді.

Дисксіз түйіндердің жұқа клиенттерге қарағанда артықшылықтары

Бөлінген жүктеме Дисксіз түйіндердің өңдеу жүктемесі бөлінген. Әрбір пайдаланушы өз жеке өңдеу ортасын алады, егер олардың жұмыс жүктемесі файлдық жүйеге көп талап қоймаса, желідегі басқа пайдаланушыларға тиісінше әсер етпейді. Жеңіл клиенттер өңдеу үшін орталық серверге тәуелді, сондықтан оларға жылдам сервер қажет. Орталық сервер бос болмағанда және баяу жұмыс істегенде екі түрлі клиент те әсерге ұшырайды, бірақ жұқа клиенттер толығымен баяулайды, ал дисксіз түйіндер тек сервердегі деректерге қол жеткізген кезде ғана баяулайды. Жақсы мультимедиалық өнімділік. Дисксіз түйіндер, толыққанды қызмет көрсетілгенде, көп жолақты ресурстарды қажет ететін мультимедиалық мазмұнға толы қосымшаларда жұқа клиенттерге қарағанда артықшылықтары бар. Мысалы, дисксіз түйіндер бейне ойындар үшін өте қолайлы, себебі рендеринг жергілікті жүреді, бұл кідіріс уақытын азайтады. Дисксіз түйіндер әдетте қатаң дискісіз қарапайым дербес компьютерлер немесе жұмыс станциялары болып табылады, бұл оларға әдеттегідей көптеген шеткі құрылғыларды қосуға мүмкіндік береді. Керісінше, жұқа клиенттер әдетте өте кішкентай, ішкі кеңейту мүмкіндігі жоқ және сыртқы кеңейту мүмкіндігі шектеулі немесе мүлдем жоқ қораптар болып табылады. Мысалы, USB құрылғысын жұқа клиентке физикалық түрде қосуға болса да, жұқа клиенттің бағдарламалық жасақтамасы негізгі кіріс және шығыс құрылғыларынан басқа шеткі құрылғыларды қолдамайтын болуы мүмкін – мысалы, ол графикалық планшеттермен, цифрлық камералармен немесе сканерлермен үйлесімсіз болуы мүмкін.

Дискісіз түйіндерге қарағанда жұқа клиенттердің артықшылықтары

Жеңіл клиенттерде аппараттық жабдық арзан, себебі клиенттегі өңдеу талаптары ең төменгі деңгейде, ал 3D үдету және күрделі дыбыс қолдауы көбінесе ұсынылмайды. Әрине, дисксіз түйін де қажет болған жағдайда, арзан процессормен (CPU) және минималды мультимедиялық қолдаумен сатып алынуы мүмкін. Осылайша, кейбір ұйымдар үшін күтілген үнемдеулер шын мәнінде аз болуы мүмкін. Дегенмен, көптеген ірі ұйымдар белгілі бір қолданбалар мен пайдаланулардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін немесе болашақтағы қажеттіліктерді ескере отырып, қажеттілігінен артық сипаттамалары бар жабдықтарды әдетте сатып алады (төмендегі тармаққа қараңыз). Жабдықтың сипаттамаларын артық көтерудің кейбір себептері рационалды емес, олар жиі кездеседі: бөлімдер келесі жылғы бюджет деңгейін сақтау үшін бюджетті бекер шығындауға барады; болашаққа қатысты белгісіздік, техникалық білімнің жетіспеуі немесе компьютердің сипаттамаларын таңдағанда тиісті көңіл бөлмеу. Бұл факторлардың барлығын ескере отырып, жеңіл клиенттер ең көп үнемдеуді қамтамасыз етуі мүмкін, себебі жеңіл клиенттер моделінде тек серверлер ғана едәуір «жақсырақ» жабдықталған және/немесе «болашаққа дайын» болуы мүмкін. Жеңіл клиенттер үшін болашаққа дайындық мәселе емес, олар бірден төрт жылға дейінгі ауыстыру циклының ішінде немесе тіпті одан да ұзақ уақыт бойы пайдалы болып қалуы мүмкін, себебі жүктеме серверлерге жүктеледі. Дисксіз түйіндерге келетін болсақ, өңдеу жүктемесі әлдеқайда жоғары болуы мүмкін, сондықтан сатып алу кезінде осыған қатысты көбірек назар аудару қажет. Жеңіл клиенттер желілеріне болашақта күштірек серверлер қажет болуы мүмкін, ал дисксіз түйіндер желісіне болашақта серверді жаңарту, клиентті жаңарту немесе екеуін де жаңарту қажет болуы мүмкін. Жеңіл клиенттер желілерінде желілік өткізу қабілетінің (bandwidth) тұтынуы азырақ болуы мүмкін, себебі көптеген деректерді сервер оқып, өңдейді және тек қажет болған кезде клиентке шағын бөліктермен жібереді. Сонымен қатар, графикалық деректерді дисплейге беру, кездейсоқ бағдарламаларды немесе пайдаланушы деректерін беруге қарағанда тиімді деректерді сығу және оңтайландыру технологияларына (мысалы, NX технологиясын қараңыз) көбірек сәйкес келеді. Көптеген стандартты қолдану сценарийлерінде жалпы өткізу қабілетінің тұтынуы және «қуаттың кенеттен өсуі» (burst) тиімді жеңіл клиент үшін дисксіз түйінге қарағанда азырақ болады деп күтілуде.