Операционные системы для серверов

Что такое операционная система?

Операционная система ОС (Operating system, OS) – это комплекс программ, который выполняет роль интерфейса (панели взаимодействия) между пользователем и оборудованием компьютера. Чтобы компьютер мог работать, на нем должна быть установлена хотя бы одна ОС. Все приложения компьютера, такие как текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, базы данных, интернет-браузеры и пр., и пр., не могут работать и выполнять свои задачи без программной среды операционной системы, которая предоставляет для них необходимые сервисы.

Важно понимать отличие серверной операционной системы от операционной системы обычного компьютера.

В обычной ОС работают такие программы как MS Word, Excel, PowerPoint, Visio, Adobe Photoshop и многие другие, которые используются для повседневной работы, а также игры и прочие развлекательные приложения для отдыха. Обычная ОС отвечает за подключение пользователя компьютера к локальной сети LAN и к сети Интернет, а также к различным устройствам через протокол Bluetooth. Стоит добавить, что обычная ОС стоит гораздо меньше, чем ОС сервера.

Серверная ОС использует гораздо больший объем памяти для вычислений, а также может выполнять функции веб-сервера, сервера приложений и сервера электронной почты и многих других серверов, необходимых для работы ИТ-системы предприятия. Серверная ОС может подключать к локальной сети и к Интернет многих пользователей, а не одного, как обычная ОС. Поэтому серверная ОС и более дорогая.

Наиболее популярные серверные ОС

Компания Microsoft предлагает ОС Windows Server – серверную операционную систему корпоративного класса с широкими возможностями управления хранением данных, приложениями и сетями.

Компания Apple также имеет ОС для серверов macOS Server, содержащую возможности программирования сервера, а также управления и администрирования пользователей ОС macOS для персональных компьютеров.

Кроме того, альтернативами являются ОС на базе Linux: Red Hat Enterprise Linux, Ubuntu Server и CentOS. Существуют также серверные ОС UNIX. Кратко рассмотрим основные из них.

Microsoft Windows Server

Windows Server является частью семейства сетевого программного обеспечения Windows Network, которое разрабатывалось совместно с ОС Windows 10.

Последняя версия ОС Windows Server 2019 может работать как на серверах предприятия, так и на арендованных серверах в облаке (Microsoft Azure), создавая гибридные вычислительные среды. Облачные ресурсы могут задействоваться в случае необходимости при возрастании нагрузки на собственную ИТ-систему и использоваться по модели оплаты по мере использования (pay-as-you-go). Windows Server 2019 также имеет расширенные функции безопасности.

Новые функции в Windows Server 2019:

Поддержка гибридного облака. ИТ-систему предприятия на Windows Server можно расширить в облачную среду Azure и получить там дополнительные функции и сервисы, а также увеличить ёмкость хранения и вычислительную мощность.
Безопасность. Возможность защиты от атак злонамеренных сторонних программ и предотвращения несанкционированного проникновения в виртуальные машины.
Разработка приложений. Поддержка технологий контейнеров Kubernetes для разработки новых сервисов и приложений, а также новые возможности развёртывания и масштабирования приложений в гибридном облаке на базе Azure.
Поддержка гиперконвергентной инфраструктуры HCI. Windows Server 2019 облегчает развёртывание HCI (Hyper Converged Infrastructure), и таким образом значительно снижает расходы на развёртывание ИТ-системы предприятия.
Поддержка Linux. Windows Server 2019 содержит усовершенствованную версию подсистемы для поддержки Windows Subsystem for Linux (WSL). Поэтому разработчики на базе Windows Server 2019 имеют возможность разрабатывать приложения для ОС Linux непосредственно в среде Windows, в которой могут работать виртуальные машины Linux. Кроме того, разработчики могут писать программы на популярном языке команд Bash, а также Ruby и Python.
Поддержка системы управления контейнерами Kubernetes. Контейнерные технологии приобретают все большую популярность, поскольку они позволяют вместо виртуальных машин, которым нужна нижележащая ОС, запускать контейнеры, в которых сервисы и приложения работают на ОС, которая встроена непосредственно в контейнер. Эти контейнеры можно сохранять в виде образов, и при необходимости повторно использовать при разработке приложений вместо того, чтобы писать код заново. Платформы оркестрации контейнеров, такие как Kubernetes, автоматизируют создание, развёртывание и управление контейнерами, а также их масштабирование и другие текущие задачи. Таким образом, создаётся база цифровой трансформации предприятия на основе модели DevOps, когда разработчики (developers) работают параллельно с операционным службами (operation). В Windows Server 2019 имеется встроенная поддержка Kubernetes с улучшенными функциями, по сравнению с предыдущей версией Windows Server 2016.

В Windows Server 2019 имеется также центр администрирования серверов WAC (Windows Admin Center). Он устанавливается в ИТ-системе заказчика и позволяет администрировать локальные и облачные экземпляры Windows Server 2019, компьютеры под управлением ОС Windows 10, кластеры и гиперконвергентную инфраструктуру. WAC также может администрировать серверы за пределами ИТ-системы организации за счет средств повышенной безопасности и мобильным решениям Enterprise Mobility + Security (EMS), которые позволяют предоставлять или отказывать в доступе в зависимости от соответствия устройства политикам, рискам, местоположению и другим факторам.

Windows Server 2019 обладает новыми интеллектуальными возможностями, в частности, System Insights, для прогнозной аналитики, которые позволяют предотвращать проблемы в парке серверов предприятия до их возникновения. Модель машинного обучения учитывает нагрузку и события в системе, а также может спрогнозировать недостаток свободного места в системах хранения данных. Кроме того, машинное обучение предоставляет аналитические сведения о работе серверов и помогает сократить эксплуатационные затраты.

Red Hat Enterprise Linux (RHEL)

Red Hat Enterprise Linux (RHEL) – довольно популярный дистрибутив распределенной серверной ОС, разработанной на базе ОС Linux компанией Red Hat, первая версия которого была выпущена на рынок в 2003 году.

Хотя RHEL относится к классу «открытого ПО» и его исходный программный код бесплатен и доступен всем желающим, однако двоичный (исполняемый компьютером) код RHEL приобретается за плату. Раз в два года Red Hat выпускает версии RHEL в двоичном коде с поддержкой в течение десяти лет, причем Red Hat отслеживает критические исправления Linux и обновляет уже выпущенные версии серверной ОС. Кроме того, Red Hat является крупнейшим вкладчиком проекта ОС Linux по объему программного кода.

Последняя версия RHEL 8.2 была представлена 24 апреля 2020 года. Она ориентирована для работы в гибридном облаке и располагает эффективными инструментами для обеспечения надежности, стабильности и доступности.

Она содержит следующие обновления:

Система умного мониторинга и управления в рамках сервиса Red Hat Insights.
Расширенный набор инструментов для работы с контейнерами.
Улучшенный интерфейс, подходящий как для новичков, так и экспертов.

29 июля 2020 года компания Red Hat открыла общий доступ к «бета-версии» Red Hat Enterprise Linux 8.3 beta. В корпоративных ИТ-системах могут работать сотни и тысячи серверов, каждый из которых требует почти ежедневного обслуживания и управления. Нерегулярное выполнение этих операций может вызвать простои и уязвимости безопасности. Для решения этой проблемы в RHEL 8.3 beta включен сервис System Roles – уже настроенные и входящие в состав ОС сценарии выполнения типовых процессов администрирования.

В RHEL 8.3 beta также появились дополнительные роли, в частности System Role for System Logging, System Role for System Metrics и ряд других. Каждая из этих ролей предоставляет повторяемые наборы операций для всех поддерживаемых версий RHEL, что позволяет автоматизировать работу системного администратора.

RHEL 8.3 beta поддерживает протокол автоматизации управления данными безопасности SCAP, с помощью которого администратор может сконфигурировать систему в строгом соответствии требованиям безопасности коммерческого сектора или сферы здравоохранения. RHEL 8.3 beta также получила роль System Role for Network-Bound Disk Encryption (NBDE), обеспечивающую согласованность и повторяемость при настройке шифрования дисков и ведении журналов.

Многие другие дистрибутивы на базе Linuх, такие как CentOS, Scientific Linux и Oracle Linux, построены на исходных кодах RHEL.

macOS Server

macOS Server (ранее Mac OS X Server, OS X Server) – это серверная операционная система компании Apple. Начиная с версии OS X 10.7 в 2011 году, серверная редакция была встроена в обычную версию OS X. Однако для управления сервером было необходимо приобрести приложение OS X Server.

macOS Server включает программы администрирования рабочих групп, которые обеспечивают упрощенный доступ к сетевым сервисам: почтовому серверу, серверу DNS и другим. Также включает в себя многочисленные дополнительные сервисы и программы управления, например, веб-сервер, вики-сервер, чат-сервер, календарь-сервер и другие. OS X Server поставлялась до 2014 года с компьютерами Mac mini Server и Mac Pro Server. В настоящее время macOS Server распространяется через App Store для использования на компьютерах компании Apple.

В 2018 году компания Apple прекратила поддержку многих сервисов в macOS Server: DHCP, DNS, почты, сообщений, NetInstall, VPN, Web server, Wiki, а также календаря и контактов. Для тех, кто продолжает работать с macOS Server, Apple привела список доступных альтернатив с открытым кодом.

Ubuntu Server OS

Ubuntu OS – популярная ОС с открытым кодом на базе Linux для компьютеров, ноутбуков, планшетов, телефонов и виртуальных машин, а также для серверов. Основным разработчиком и спонсором является компания Canonical, однако эта ОС развивается и поддерживается свободным сообществом разработчиков. Ubuntu распространяется абсолютно бесплатно и содержит полный набор всех необходимых для работы приложений, а всё недостающее в стандартной поставке вы можно скачать из Интернета. Пользовательская документация по операционной системе Ubuntu Linux создаётся сообществом forum.ubuntu.ru.

По утверждениям Canonical, Ubuntu используется примерно 20 миллионами пользователей и занимает 1-е место в списке самых популярных дистрибутивов Linux для веб-серверов.

Ubuntu поставляется с подборкой программного обеспечения для разных типов серверов и рабочих станций, а также имеет версии для разных процессорных архитектур: х86, AMD, ARM. Кроме того, с 2013 года начата разработка специальной версии Ubuntu для смартфонов на архитектуре ARM и x86. Существует также редакция Ubuntu Core, предназначенная для устройств интернета вещей (IoT) и роботов.

CentOS Server

CentOS – это еще один дистрибутив Linux, представляющий собой свободную ОС корпоративного класса, поддерживаемую сообществом разработчиков.

Разработка CentOS началась в 2006 году под наименованием Tao Linux (клона Red Hat Enterprise Linux), затем было принято название CentOS. В январе 2014 года компания Red Hat объявила, что она будет спонсировать этот проект. В результате владение товарными знаками CentOS было передано Red Hat; при этом большинство разработчиков CentOS работают в обособленном подразделении компании Red Hat параллельно с командой разработчиков Red Hat Enterprise Linux.

CentOS функционально совместима с Red Hat Enterprise Linux и построена из программных блоков RHEL. Согласно жизненному циклу Red Hat Enterprise Linux, CentOS версий 5, 6 и 7 будет поддерживаться до 10 лет.

На базе CentOS были созданы следующие программные продукты:

Scientific Linux — дистрибутив, развиваемый компанией FermiLab для научных работников.
SME Server для малых и средних предприятий;
Boston University’s Linux 4.5 Server Edition (Zodiac) – версия Linux для сотрудников и студентов университета Бостона (США);
Elastix — дистрибутив для организации сервера коммуникаций, основанный на CentOS 7;
ClearOS —маршрутизатор для дома и небольших организаций, предоставляется на основе ежемесячной подписки;
госЛинукс — дистрибутив, ориентированный на использование в государственных учреждениях России. Основан на CentOS 6.4;
Янукс — российский дистрибутив, ориентированный на использование в информационных системах с повышенными требованиями к безопасности обрабатываемых данных.

SUSE Enterprise Linux Server

SUSE Linux Enterprise Server (SLES) — еще один дистрибутив Linux, созданный германской компанией SUSE (Software und System Entwicklung), с 2003 года принадлежащей американской корпорации Novell. Новые версии SLES выходят каждые 2–3 года. Предоставляется коммерческая поддержка на время жизни версии – 10 лет.

С 2006-го года SUSE и Microsoft работают над улучшением взаимодействия между Linux и Windows. В настоящее время SLES показывает самую лучшую производительность среди других дистрибутивов Linux на гипервизоре Microsoft Hyper-V. SLES 11 в настоящее время поддерживается в облачной платформе Microsoft Azure и на виртуальных серверах Microsoft Hyper-V.

В 2010-ом году компания VMware приняла SUSE Linux Enterprise в качестве своего внутреннего стандарта. Компании VMware и Microsoft предлагают поддержку для виртуальных серверов, работающих на SLES.

Партнером SUSE, активно поддерживающим SLES, является также компания SAP. Более 70 % клиентов SAP, работающих на Linux, используют SLES.

Кроме того, SLES используется в суперкомпьютерных системах, например Titan, IBM Watson, операционной среде CLE суперкомпьютеров корпорации Cray. С 2018 года существует версия SLES для микрокомпьютеров Raspberry Pi для Интернета Вещей.

Oracle Linux Server

Oracle Linux (Oracle Enterprise Linux, Unbreakable Linux) — открытый дистрибутив ОС Linux, который после регистрации можно свободно скачать с сайта компании Oracle. Oracle также предоставляет услуги по платной технической поддержке организаций, использующих дистрибутив.

Oracle Linux создан в 2006 году на основе Red Hat Enterprise Linux. Oracle Linux на 100 % совместим с Red Hat Enterprise Linux на уровне двоичного кода. Предлагая копию дистрибутива от Red Hat, Oracle установила стоимость услуг по технической поддержке на Oracle Linux ниже, чем у Red Hat.

31 марта 2020 г. было выпущено обновление ядра ОС Unbreakable Enterprise Kernel 6 для Oracle Linux, которое предоставляет новые функции с открытым исходным кодом и критически важные для бизнеса решения по оптимизации производительности и безопасности для корпоративных ИТ-систем как на площадке предприятия, так и в облаке.

ClearOS Server

ClearOS (ранее ClarkConnect) – серверная ОС, выпускаемая компанией ClearCenter и представляющая собой дистрибутив Linux на базе Red Hat Enterprise Linux. Предназначена для малых и средних предприятий, где использование Linux в качестве серверной ОС затруднено сложностью развертывания. Для решения этой проблемы была разработана ClearOS, интерфейс которой значительно упрощает процесс установки и развертывания.

Существует 3 редакции этой ОС – от бесплатной версии с ограниченным функционалом до платной корпоративной версии с профессиональной поддержкой.

Начиная с версии ClearOS 6.1 дистрибутив является полнофункциональной операционной системой для серверов и рабочих станций, собранной из модулей исходного кода Red Hat Enterprise Linux.

ClearOS предоставляет следующие возможности:

файрвол ИТ-системы с динамической фильтрацией пакетов по заданным правилам;
система обнаружения и предупреждения вторжений;
защищённые каналы VPN в с поддержкой IPSEC, PPTP;
прокси-сервер с фильтром контента и антивирусом;
сервисы электронной почты (Webmail, Postfix, SMTP, POP3/s, IMAP/s);
программное обеспечение совместной работы (Kolab);
сервер баз данных и веб-сервер;
файловый сервер и принт-сервер;
Flexshares: технология управления приоритетами в обслуживании томов данных в СХД;
MultiWAN: технология подключения к нескольким глобальным сетям;
встроенная система отчётов для ведения статистики системы и услуг (MRTG и др.).

Linux Debian

Linux Debian— ещё один дистрибутив Linux, который можно использовать в качестве операционной системы как для серверов, так и для рабочих станций.

Среди всех Linux-дистрибутивов Debian имеет самое большое хранилище готовых к использованию программ и библиотек, в том числе по количеству поддерживаемых архитектур процессоров – начиная с ARM, используемой во встраиваемых устройствах, x86-64 и PowerPC, и заканчивая IBM S/390, используемой в больших компьютерах (мейнфреймах).

FreeBSD

FreeBSD — свободная операционная система семейства UNIX, первая версия которой была разработана в университете Беркли в Калифорнии в 1993 году. FreeBSD разрабатывалась как целостная операционная система. Это означает, что исходный код ее ядра, драйверов устройств и базовых пользовательских программ, таких как командные оболочки и т. п., содержится в одном дереве системы управления версиями. Это отличает FreeBSD от Linux — другой свободной UNIX-подобной операционной системы, в которой ядро разрабатывается одной группой разработчиков, а набор пользовательских программ — другой (например, проект GNU). Затем третьи группы разработчиков комбинируют все это и выпускают в виде различных дистрибутивов Linux.

FreeBSD хорошо зарекомендовала себя как ОС для сетей Интранет и Интернет, а также для серверов.

Помимо своей стабильности, FreeBSD популярна благодаря своей лицензии, которая существенно отличается от известной лицензии GNU GPL, требующей раскрытия исходных кодов. FreeBSD требует лишь упомянуть заимствование, указать авторство и отказаться от навязывания ответственности (нельзя отсылать пользователей своего продукта к авторам заимствованного кода FreeBSD).

Последней версией является FreeBSD 12, выпущенная 11 декабря 2018 года, в которой, среди прочего, значительно улучшена поддержка виртуализации.

Какую ОС выбрать, какая лучше?

Здесь кратко описаны лишь основные типы серверных ОС, не считая их взаимных клонов, версий и комбинаций. На вопрос «какую серверную ОС выбрать для предприятия» невозможно дать определенного ответа: слишком много факторов будут влиять на выбор. Здесь многое зависит от личных предпочтений как руководителя предприятия, так и его ИТ-директора, а также системного администратора.

Можно лишь привести данные о популярности серверных ОС. По данным компании IDC за 2018 год лидерами в разработке и поставках серверных ОС являются компании Microsoft (47.8%) и Red Hat (33.9%). Остальные компании занимают 18.35% рынка, но этот сектор растёт быстрее – темп среднегодового прироста составляет 13.7%. Среднегодовой темп роста рынка серверных ОС, несмотря на кризис, составляет внушительную цифру – более 10% в год!

*Лидеры в разработке и поставках серверных ОС*

Что касается числа серверов под той или иной ОС, то компания ITCandor приводит такие данные: в 2019 году 72.8% серверов поставлялись с ОС Windows, 13.2% – с ОС Linux (в виде различных дистрибутивов), 5.4% – с ОС Unix и 1.9% занимают большие компьютеры с OS/390, которая в статье не рассматривалась. Другие серверные ОС занимают 6.7%.

*Статистика числа серверов по используемой ОС*

А вот как выглядит распределение доходов компаний, разрабатывающих и поддерживающих серверные ОС, а также различные подсистемы для них (данные IDC за 2107 год.)

Стоит также добавить: несмотря на экономический кризис, рынок серверных ОС растёт стабильно увеличивающимися темпами. Вот какие данные по числу поставок серверных ОС за 2016–2020 годы приводит аналитическая компания T4.ai: