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サーバー（コンピューティング）
サーバーとは、ネットワークを介して他のコンピューター（クライアント）にデータ、リソース、またはサービスを提供するコンピューターまたはソフトウェアシステムです。このアーキテクチャはクライアント・サーバーモデルと呼ばれます。サーバーは、複数のクライアント間でデータやリソースを共有したり、クライアントに代わって計算を実行したりするなど、さまざまな機能（多くの場合「サービス」と呼ばれます）を提供できます。1台のサーバーが複数のクライアントにサービスを提供でき、1台のクライアントが複数のサーバーを利用できます。クライアントプロセスは、同じデバイス上で実行される場合もあれば、ネットワークを介して別のデバイス上のサーバーに接続される場合があります。[ 1 ]一般的なサーバーには、データベースサーバー、ファイルサーバー、メールサーバー、プリントサーバー、ウェブサーバー、ゲームサーバー、アプリケーションサーバーなどがあります。[ 2 ]
クライアント・サーバーシステムは、リクエスト・レスポンス・モデルによって実装されることが最も多く、またしばしばこのモデルと同一視されます。クライアントはサーバーにリクエストを送信し、サーバーは何らかのアクションを実行し、通常は結果または確認応答を含むレスポンスをクライアントに返します。コンピュータを「サーバークラスのハードウェア」と呼ぶことは、そのコンピュータがサーバーの実行に特化していることを意味します。これは、標準的なパーソナルコンピュータよりも強力で信頼性が高いことを意味する場合が多いですが、大規模なコンピューティング・クラスターは、比較的単純で交換可能な多数のサーバーコンポーネントで構成される場合もあります。
歴史
コンピュータにおける「サーバ」という語の使用は、待ち行列理論[ 3 ]に由来し、20世紀半ばに遡ります。特に、ケンドール記法を導入した論文であるケンドール（1953）において、「サービス」と共に使用されました。アーラン（1909）などの初期の論文では、「[電話]オペレータ」といったより具体的な用語が使用されています。
コンピューティングにおいて、「サーバ」という語は、少なくともRFC 5 (1969) [ 4 ]にまで遡ります。これは、 ARPANET （インターネットの前身）を記述した最も初期の文書の一つであり、「ユーザ」と対比され、「サーバホスト」と「ユーザホスト」という2種類のホストが区別されています。「サービング」という語も、RFC 4 [ 5 ]などの初期の文書にまで遡り、「サービングホスト」と「使用ホスト」が対比されています。
ジャーゴンファイルでは、サーバーを、通常はリモートからのリクエストに対してサービスを提供するプロセスという一般的な意味で定義しており、 [ 6 ] 1981年版では次のように定義されている。[ 7 ]
サーバー n. 要求元に対してサービスを実行するデーモンの一種。サーバーが実行されるコンピュータとは別のコンピュータで実行されることが多い。
2000年代初頭のサーバーの平均利用率は5～15％でしたが、仮想化の導入に伴い、必要なサーバーの数が増加し始めました。[ 8 ]
手術
厳密に言えば、 「サーバー」という用語はコンピュータプログラムまたはプロセス（実行プログラム）を指します。換喩的に、1つまたは複数のサーバープログラムを実行するために使用されるデバイス（または専用のデバイス）を指します。ネットワーク上では、そのようなデバイスは「ホスト」と呼ばれます。 「サーバー」に加えて、「サーブ（ serve ）」と「サービス（service ）」という単語（それぞれ動詞と名詞として）が頻繁に使用されますが、「サービサー（servicer）」と「サーヴァント（ servant ）」は使用されません。[ a ]「サービス」 （名詞）という単語は、 Webサービスのように、機能の抽象的な形を指す場合もあります。あるいは、 Windowsサービスのように、コンピュータをサーバーにするコンピュータプログラムを指す場合もあります。元々は「サーバーがユーザーにサービスを提供する」（または「ユーザーがサーバーを使用する」）という意味で「従う」という意味で使用されていましたが、今日では「サーバーがデータを提供する」（「提供する」）という意味でよく使用されます。例えば、Webサーバーは「ユーザーにWebページを提供する」または「ユーザーの要求に応える」という意味です。
サーバーはクライアント - サーバー モデルの一部です。このモデルでは、サーバーがクライアントにデータを提供します。クライアントとサーバー間の通信の性質は、要求と応答です。これは、オンデマンドのやり取りの関係であるピアツーピアモデルとは対照的です。原則として、別のプロセスによって使用または呼び出される (特にリモートで、特にリソースを共有するため) コンピューター化されたプロセスはサーバーであり、呼び出し元のプロセスはクライアントです。したがって、ネットワークに接続されている汎用コンピューターは、サーバーをホストできます。たとえば、デバイス上のファイルがあるプロセスによって共有されている場合、そのプロセスはファイル サーバーです。同様に、Web サーバーソフトウェアは、対応するコンピューターであればどれでも実行できるため、ラップトップやパーソナル コンピューターは Web サーバーをホストできます。
リクエスト・レスポンスは最も一般的なクライアント・サーバー設計ですが、パブリッシュ・サブスクライブ・パターンなど、他にも様々な設計があります。パブリッシュ・サブスクライブ・パターンでは、クライアントはパブリッシュ・サブスクライブ・サーバーに登録し、特定の種類のメッセージをサブスクライブします。この初期登録はリクエスト・レスポンスで行うことができます。その後、パブリッシュ・サブスクライブ・サーバーは、追加のリクエストなしに、一致するメッセージをクライアントに転送します。つまり、リクエスト・レスポンスのようにクライアントがサーバーからメッセージをプルするのではなく、サーバーがクライアントにメッセージをプッシュするのです。 [ 9 ]
目的
サーバーの役割は、データを共有するだけでなく、リソースを共有し、作業を分散させることです。サーバーコンピュータは、独自のコンピュータプログラムを実行することもできます。これは、状況に応じて、対価取引の一部となる場合もあれば、単に技術的な可能性として実現される場合もあります。次の表は、サーバーが使用されるいくつかのシナリオを示しています。
| サーバータイプ | 目的 | クライアント |
|---|---|---|
| アプリケーションサーバー | ネットワーク内のユーザークライアント（フロントエンド、Webアプリ、またはローカルにインストールされたアプリケーション）が接続して使用するアプリケーションバックエンドをホストします。これらのサーバーは、 World Wide Webの一部である必要はなく、ローカルネットワークであれば何でも構いません。 | ブラウザまたはローカルフロントエンド、またはWebサーバーを備えたクライアント |
| カタログサーバー | コンピューター、ユーザー、ファイルサーバー上で共有されているファイル、Webアプリなど、大規模分散ネットワーク全体にわたって検索可能な情報のインデックスまたは目次を管理します。ディレクトリサーバーやネームサーバーはカタログサーバーの例として挙げられます。 | ドメインメンバーがログインしようとしている場合、電子メールクライアントが電子メールアドレスを探している場合、またはユーザーがファイルを探している場合など 、ネットワーク上で何かを見つける必要があるコンピュータプログラム。 |
| 通信サーバー | 通信エンドポイント（ユーザーまたはデバイス）が他のエンドポイントを見つけて通信するために必要な環境を維持します。ネットワークのオープン性とセキュリティパラメータに応じて、通信エンドポイントのディレクトリやプレゼンス検出サービスが含まれる場合と含まれない場合があります。 | 通信エンドポイント（ユーザーまたはデバイス） |
| コンピューティングサーバー | 膨大な量のコンピューティング リソース (特にCPUとランダム アクセス メモリ)をネットワーク経由で共有します。 | パーソナルコンピュータの性能を超えるCPUパワーとRAMを必要とするコンピュータプログラムは、おそらくそれらを搭載できるでしょう。クライアントはネットワークに接続されたコンピュータである必要があります。そうでなければ、クライアントサーバーモデルは存在しません。 |
| データベースサーバー | ネットワーク上であらゆる形式のデータベース(テーブルに表示できる定義済みのプロパティを持つ整理されたデータのコレクション) を維持および共有します。 | スプレッドシート、会計ソフトウェア、資産管理ソフトウェア、または特に大量の整理されたデータを使用するほぼすべてのコンピュータプログラム |
| ファックスサーバー | ネットワーク上で 1台以上のFAX機を共有することで、物理的なアクセスの手間を省きます。 | ファックスの送信者または受信者 |
| ファイルサーバー | ネットワーク経由で ファイルとフォルダ、ファイルとフォルダを保持するためのストレージスペース、またはその両方を共有します | ローカルプログラムがクライアントになることもあるが、ネットワーク上のコンピュータがクライアントとなる。 |
| ゲームサーバー | 複数のコンピュータまたはゲームデバイスでマルチプレイヤービデオゲームをプレイできるようにします | パソコン、ゲーム機、携帯電話 |
| メールサーバー | 郵便局が郵便による通信を可能にするのと同じように、電子メールによる通信を可能 にします | 電子メールの送信者と受信者 |
| メディアサーバー | メディア ストリーミング(ファイル全体をダウンロードしてから使用するのではなく、受信した部分を到着時に視聴できるようにコンテンツを転送する) を通じて、ネットワーク経由でデジタル ビデオまたはデジタル オーディオを共有します。 | モニターとスピーカーを備えたユーザーが操作するパソコン |
| プリントサーバー | ネットワーク経由で 1台以上のプリンタを共有することで、物理的なアクセスの手間を省きます。 | 何かを印刷する必要があるコンピューター |
| サウンドサーバー | コンピュータプログラムが個別または協調的にサウンドを再生および録音できるようにします。 | 同じコンピュータとネットワーク クライアントのコンピュータ プログラム。 |
| プロキシサーバー | クライアントとサーバー間の仲介役として機能し、クライアントからの受信トラフィックを受け入れてサーバーに送信します。その目的としては、コンテンツの制御とフィルタリング、トラフィックパフォーマンスの向上、不正なネットワークアクセスの防止、あるいは大規模で複雑なネットワーク上でのトラフィックルーティングなどが挙げられます。 | ネットワークに接続された任意のコンピュータ |
| 仮想サーバー | ハードウェアおよびソフトウェアリソースを他の仮想サーバーと共有します。ハイパーバイザーと呼ばれる専用ソフトウェア内で定義された範囲内でのみ存在します。ハイパーバイザーは、仮想ハードウェアを実際の物理ハードウェアであるかのようにサーバーに提示します。[ 10 ]サーバー仮想化により、より効率的なインフラストラクチャが実現します。[ 11 ] | ネットワークに接続された任意のコンピュータ |
| ウェブサーバー | ウェブページをホストします。ウェブサーバーはワールドワイドウェブを実現するものです。各ウェブサイトには1つ以上のウェブサーバーが存在します。また、各サーバーは複数のウェブサイトをホストできます。 | ウェブブラウザを搭載したコンピュータ |
インターネットのほぼ全体の構造は、クライアント・サーバーモデルに基づいています。上位のルートネームサーバー、DNS、そしてルーターがインターネット上のトラフィックを制御します。インターネットには世界中で数百万台のサーバーが接続され、常時稼働しています[ 12 ]。一般的なインターネットユーザーのほぼすべての行動は、1台以上のサーバーとのやり取りを必要とします。専用サーバーを使用しない例外もあります。例えば、ピアツーピアのファイル共有や、一部の電話機能（Microsoft以前のSkypeなど）などが挙げられます。
ハードウェア
サーバーのハードウェア要件は、サーバーの用途やソフトウェアによって大きく異なります。サーバーは、接続するクライアントよりも高性能で高価であることが多いです。
ネームサーバーはハードウェアとソフトウェアの両方に使用されます。ハードウェアサーバーの場合、通常はハイエンドマシンに限定されますが、ソフトウェアサーバーはさまざまなハードウェアで実行できます。
サーバーは通常ネットワーク経由でアクセスされるため、コンピューターモニターや入力デバイス、オーディオハードウェア、USBインターフェースなどを備えていない無人サーバーも多くあります。また、グラフィカルユーザーインターフェース（GUI）を備えていないサーバーも多く、リモートで設定・管理されます。リモート管理は、 Microsoft管理コンソール（MMC）、PowerShell、SSH、DellのiDRACやHPのiLoなどのブラウザベースの帯域外管理システムなど、様々な方法で行うことができます。
大規模サーバー
従来の大型の単一サーバーは、長時間にわたって中断することなく稼働させる必要がある。可用性を非常に高くする必要があるため、ハードウェアの信頼性と耐久性が極めて重要になる。ミッションクリティカルなエンタープライズサーバーは、耐障害性が極めて高く、稼働時間を最大化するために故障率の低い専用のハードウェアを使用する。停電に備えて無停電電源装置が組み込まれることもある。サーバーには通常、デュアル電源、RAIDディスクシステム、ECCメモリなどのハードウェア冗長性[ 13 ]に加えて、広範な起動前メモリテストと検証が組み込まれている。重要なコンポーネントはホットスワップ可能である場合があり、技術者は稼働中のサーバーをシャットダウンすることなくコンポーネントを交換できる。また、過熱を防ぐために、サーバーにはより強力なファンが搭載されている場合や水冷が使用されている場合がある。多くの場合、アウトオブバンド管理（通常はIPMIに基づく）を使用して、リモートで構成、電源のオン/オフ、再起動が可能である。サーバーの筐体は通常平らで幅広であり、 19インチラックまたはオープンラックにラックマウントできるようになっている。
これらのタイプのサーバーは、多くの場合、専用のデータセンターに設置されます。通常、非常に安定した電力とインターネット接続が確保され、セキュリティも強化されています。騒音もそれほど問題になりませんが、消費電力と発熱は深刻な問題となる可能性があります。サーバールームには空調設備が設置されています。
クラスター
サーバーファームまたはサーバークラスターとは、組織が維持するコンピュータサーバーの集合体であり、単一のデバイスの能力をはるかに超えるサーバー機能を提供します。現代のデータセンターは、はるかにシンプルなサーバーで構成された非常に大規模なクラスターで構築されることが多くなっています[ 14 ] 。このコンセプトを軸に、 Open Compute Projectという共同プロジェクトが存在します。
家電製品
ネットワーク アプライアンスと呼ばれる小型の専門サーバー クラスは、一般的に規模の小さいクラスであり、一般的なデスクトップ コンピューターよりも小さいことがよくあります。
携帯
モバイルサーバーは、ノートパソコンなどの持ち運び可能なフォームファクターを備えています。[ 15 ]大規模データセンターやラックサーバーとは対照的に、モバイルサーバーは、電力要件、サイズ、展開時間のために従来のサーバーが実現不可能な緊急時、災害時、または一時的な環境に、移動中または臨時に展開できるように設計されています。[ 16 ]いわゆる「移動型サーバー」技術の主な受益者には、ネットワーク管理者、ソフトウェアまたはデータベース開発者、トレーニングセンター、軍人、法執行機関、科学捜査、緊急救援グループ、サービス組織などがあります。[ 17 ]携帯性を高めるために、キーボード、ディスプレイ、バッテリー（障害発生時に電源の冗長性を提供する無停電電源装置）、マウスなどの機能がすべてシャーシに統合されています。
オペレーティングシステム
インターネットでは、サーバーに搭載されているオペレーティングシステムは、 LinuxやFreeBSDをベースにしたUNIX系のオープンソースディストリビューションが主流であり、[ 18 ] Windows Serverも大きなシェアを占めています。z /OSやmacOS Serverなどの独自OSも導入されていますが、その数ははるかに少ないです。Linuxサーバーは、Webサーバーやデータバンクとしてよく利用されています。Windows Serverは、Windowsクライアントで構成されるネットワークで利用されています。
専門的なサーバー指向のオペレーティング システムには、従来次のような機能がありました。
- GUIは利用できないかオプションです
- 再起動せずにハードウェアとソフトウェアの両方をある程度再構成および更新する機能
- 重要なデータの定期的かつ頻繁なオンラインバックアップを可能にする高度なバックアップ機能
- 異なるボリュームまたはデバイス間の透過的なデータ転送
- 柔軟で高度なネットワーク機能
- UNIXのデーモンやWindowsのサービスなどの自動化機能
- 高度なユーザー、リソース、データ、メモリ保護を備えた強力なシステム セキュリティ。
- 過熱、プロセッサ、ディスク障害などの状態を高度に検出し警告します。[ 19 ]
実際には、今日では多くのデスクトップおよびサーバー オペレーティング システムが同様のコード ベースを共有しており、主に構成が異なります。
エネルギー消費
2024年には、データセンター（サーバー、冷却、その他の電気インフラ）は415テラワット時の電気エネルギーを消費し、世界の電気エネルギー消費量の約1.5％を占め、[ 20 ]米国では4.4％を占めました。[ 21 ]ある推計では、情報通信技術の総エネルギー消費量は、効率性の向上により、経済の他の部分での 二酸化炭素排出量の5倍以上を削減するとされています[ 22 ] 。
データと帯域幅の需要の増加により、世界的なエネルギー消費量が増加しています。
環境団体は、データセンターの炭素排出量が年間 2億トンの二酸化炭素に及ぶことに注目している。
参照
注記
参考文献
- ^ Windows Server管理の基礎。Microsoft公式アカデミックコース。ホーボーケン、ニュージャージー州：John Wiley & Sons 。2011年。2 ～3ページ 。ISBN 978-0-470-90182-3。
- ^ Comer, Douglas E.; Stevens, David L. (1993).第3巻: クライアント・サーバー型プログラミングとアプリケーション. TCP/IPによるインターネットワーキング. ウェスト・ラファイエット, インディアナ州: Prentice Hall . pp. 11d. ISBN 978-0-13-474222-9。
- ^ Richard A. Henle; Boris W. Kuvshinoff; CM Kuvshinoff (1992).デスクトップコンピュータ：展望. オックスフォード大学出版局. p. 417. ISBN 978-0-19-507031-6サーバーは、
キュー理論から派生した比較的最近のコンピュータ ネットワーク用語です。
- ^ Rulifson, Jeff (1969年6月). DEL . IETF . doi : 10.17487/RFC0005 . RFC 5 . 2013年11月30日閲覧。
- ^ Shapiro, Elmer B. (1969年3月).ネットワークタイムテーブル. IETF . doi : 10.17487/RFC0004 . RFC 4. 2013年11月30日閲覧。
- ^サーバー
- ^ 「1981年秋のRSX-11 SIGテープから復元されたJARGON.TXT、Tim Shoppa氏による」。2004年10月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年2月11日閲覧。
- ^ 「チップの老化が加速」 2018年2月14日。
- ^ HTTP パブリッシュ/サブスクライブサーバーの使用、Oracle
- ^ IT Explained. 「サーバー - 定義と詳細」www.paessler.com .
- ^ IT Explained. 「DNSサーバーが応答しない」 www.dnsservernotresponding.org . 2020年9月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年2月11日閲覧。
- ^ 「Webサーバー」 . IT Business Edge . 2013年7月31日閲覧。
- ^李;黄;シェン;チュウ (2010)。」「メモリハードウェアエラーとソフトウェアシステムの脆弱性の現実的な評価」。Usenix Annual Tech Conference 2010 (PDF)。2022年10月9日時点のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。 2017年1月30日閲覧。
- ^ 「Google、かつて秘密だったサーバーを公開」 CNET 、 CBS Interactive 。2017年1月30日閲覧。
- ^ 「モバイルサーバー、持ち運び可能な電源、EUROCOM Panther 5SE」 。2013年3月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「モバイルサーバーノートブック」 2022年1月27日。
- ^ 「サーバー級のコンピューターがモバイルワークステーションとしても機能」。2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年2月8日閲覧。
- ^ 「ウェブサイトにおけるLinuxの使用統計と市場シェア」 。 2013年1月18日閲覧。
- ^ 「サーバー指向オペレーティングシステム」。2011年5月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年5月25日閲覧。
- ^ソフィア・チェン、ネイチャー誌。「データセンターのエネルギー消費量は2030年までに2倍に増加―AIの導入が背景」。サイエンティフィック・アメリカン。 2025年6月17日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ Hamm, Geoff (2025). 2024年米国データセンターエネルギー使用量レポート（報告書）. ローレンス・バークレー国立研究所. doi : 10.71468/p1wc7q .
- ^ 「SMART 2020：情報化時代における低炭素経済の実現」（PDF） . The Climate Group . 2008年10月6日 . 2010年11月22日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2013年1月18日閲覧。
さらに読む
ウィキメディア コモンズには、サーバーに関連するメディアがあります。
- エルラン、アグナー・クラルプ(1909). 「確率理論と電話会話」(PDF) . Nyt Tidsskrift for Matematik B. 20 : 33– 39. 2011年10月1日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ケンドール, DG (1953). 「待ち行列理論に生じる確率過程と埋め込みマルコフ連鎖法によるその解析」 .数理統計年報. 24 (3): 338– 354. doi : 10.1214/aoms/1177728975 . JSTOR 2236285 .
