పరిచారికలు (Servers)

కంప్యూటరు రంగంలో క్లౌడ్^ కంప్యూటింగ్^ అనే పదబంధం ఈ మధ్య వినబడుతోంది. క్లౌడ్^ కంప్యూటింగ్^ గురించి రాసే  మొదటి వ్యాసం.

పరిచారికలు అంటే ఏమిటి? కంప్యూటరు రంగంలో వీటి పాత్ర ఏమిటి? ఈ విషయాన్ని ఇక్కడ చర్చిద్దాం.

ఈ రోజుల్లో ఏకాంతంగా, ఒంటిపిల్లులులా, పని చేసే కంప్యూటర్లు తక్కువనే చెప్పాలి. ప్రతి కంప్యూటరు ఏదో ఒక వలయం (network) లో భాగమై ఉంటోంది. ఇదేమీ వింత, విడ్డూరం కాదు. మనుష్యులం మాత్రం ఏకాంతంగా, నన్ను ముట్టుకోకు అనుకుంటూ, ఉండగలుగుతున్నామా? మనం స్నేహ బృందాలలోను, సహచర, అనుచర, బృందాలలోను మెలుగుతూన్నట్లే కంప్యూటర్లు కూడ స్థానిక వలయాలు (local networks) లోను, ప్రాంతీయ (regional) వలయాలలోను, జాతీయ, అంతర్జాతీయ వలయాలలోను సభ్యత్వం కలిగి ఉంటాయి. పరిచారిక (server) అనేది ఇటువంటి వలయాలలో, ఎక్కడో ఒక చోట, సభ్యత్వం కల ఒక కంప్యూటరు. అనగా, పరిచారిక అనేది కూడా ఒక కంప్యూటరే. ఈ కంప్యూటరు ఒక వలయంలో ఉండి, ఆ వలయంలో ఉన్న ఇతర కంప్యూటర్లకి పరిచర్యలు (services) అందిస్తుంది.

ఉదాహరణకి మన పరిచారిక "దస్త్రాల పరిచారిక" (file server) అనుకుందాం. అప్పుడు ఈ పరిచారిక తనలో ఉన్న దస్త్రాలని ఇతర కంప్యూటర్లు వాడుకోడానికి వెసులుబాటు కలుగజేస్తుంది. మన దగ్గర ఉన్న పరిచారిక "ముద్రణ పరిచారిక" (print server) అనుకుందాం. అప్పుడు అది వలయంలో ఉన్న  కంప్యూటర్లు అన్నీ ఉమ్మడిగా ఒక ముద్రాపకిని (printer)  వాడుకోడానికి వెసులుబాటు కల్పిస్తుంది: ముద్రించవలసిన దస్త్రాలని ఈ ముద్రణ పరిచారిక పర్యవేక్షణలో ముద్రిస్తాము. జాల పరిచారిక (web server) జాలంలో ఉన్న జాల స్థలాలు (web sites) వద్దకి వెళ్లి అక్కడ ఉన్న సమాచారాన్ని మనకి చూపిస్తుంది. ఇలా ఎన్నో రకాల పరిచర్యలు చేయగలవు ఈ పరిచారికలు. కనుక, పరిచారిక అంటే మరేమీ కాదు; అది ప్రత్యేకమైన పనులు చెయ్యడానికి కేటాయించబడ్డ మరొక కంప్యూటరు. పరిచారిక ఒక నెట్వర్క లో ఉన్న ఇతర కంప్యూటర్లకి పరిచర్యలు అందించే కంప్యూటరు.

పరిచారకులు పరిచర్యలు అందించే యంత్రాలు కనుక వీటిని అధ్యయనం చేసేటప్పుడు ఒక ఉపమానాన్ని తరచు వాడుతూ ఉంటారు. ఈ ఉపమానాన్ని ఇంగ్లీషులో “క్లయంట్-సెర్వర్ నమూనా” (Client-Server model) అంటారు. దీనిని తెలుగులో “భోక్త-అభ్యాగతి నమూనా అనొచ్చు. పరిచర్యలు చేసే శాల్తీ అభ్యాగతి (host or server), పరిచర్యలు అందుకునే శాల్తీ భోక్త (consumer or client) అని వివరణ చెప్పుకోవచ్చు.

పరిచారిక అనేది కూడ ఒక కంప్యూటరే కనుక, పరిచారికలలో కూడ రెండు భాగాలు ఉంటాయి: స్థూలకాయం (hardware), ఆ స్థూలకాయానికి ప్రాణం పోసే నిరవాకి (operating system) అనే సూక్ష్మకాయం (software). ఈ రెండింటి మధ్య అవినాభావ సంబంధం ఉంది కనుక మనం "పరిచారిక" అన్నప్పుడు ఈ రెండు కలసి ఉన్న కంప్యూటరుని ఉద్దేశించి అయినా కావచ్చు, లేదా కేవలం నిరవాకిని ఉద్దేశించి అయినా కావచ్చు. "రామయ్య" అన్నప్పుడు ప్రాణం లేని కట్టెని సంబోధిస్తున్నామా, లేక కట్టెలో ఉన్న ఆత్మని సంబోధిస్తున్నామా, లేక రెండింటిని కలిపి సంబోథిస్తున్నామా? అలాగే ఇక్కడ కూడా. సమయానుకూలంగా అర్థం చేసుకోవాలి.  ఇప్పుడు పరిచారికలలో వాడే నిరవాకి గురించి తెలుసుకుందాం.

పరిచారికలు: నిరవాకులు

పరిచారికలా పని చేసే నిరవాకి మైక్రోసాఫ్ట్ కంపెనీ వారి Windows 2008  కావచ్చు. లేదా, Windows 2003 కావచ్చు. లేదా, మన బల్లల మీద తారసపడే Windows XP Home Edition కావచ్చు. లేదా, మరొక కంపెనీ (Apple, Redhat వగైరా) వారి సరుకు కావచ్చు. ఏది ఏమైనా, ఈ పరిచారికలో నలుగురూ సమష్టిగా వాడుకోడానికి వీలుగా ఒక సొరుగు (folder) లాంటి ఉపకరణాన్ని పెట్టి అందులో దస్త్రాలు (files) పెడితే అవి నలుగురికీ అందుబాటులో ఉంటాయి. ఉదాహరణకి ఒక ఆఫీసులో పది మంది ఉద్యోగులు ఉన్నారనుకుందాం. వీరందరు ఉమ్మడిగా వాడుకోడానికి వారికి ఒక దస్త్రపు పరిచారిక (file server) కావాలనుకుందాం. ఈ మాత్రపు చిన్న పనికి $4,000 పెట్టి Enterprise Class Windows 2008 ని కొనక్కరలేదు; చవగ్గా $2,000 తో తెమిలిపోయే Windows XP Home Edition తో పబ్బం గడుపుకోవచ్చు.

నిజానికి పరిచారికలలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి: నాసి రకం, మేలు రకం. సాధారణంగా చిన్న చిన్న ఆఫీసులలో వాడేవి నాసి పరిచారికలు. వీటిని చవగ్గా దొరికే కంప్యుటర్లతో నిర్మించుకోవచ్చు. ఇవి అప్పుడప్పుడు సరిగ్గా పని చెయ్యకపోయినా, పాడయి రెండు రోజులు పడుక్కున్నా ఒరిగే పెద్ద నష్టం ఏమీ ఉండదు. రెండు గంటలలోనో, రోజులోనో మనిషి వచ్చి మరమ్మత్తు చేసి వెళతాడు. పెద్ద కంపెనీలలో వాడే పరిచారికలు (ఉ. రైలు, విమానం టికెట్లు అమ్మే సంస్థలలో వాడే పరిచారికలు, చిల్లర వ్యాపారాలలో ఉన్న Amazon.com, e-bay.com వంటి సంస్థలు) 24 గంటలూ, వారానికి 7 రోజులూ పని చేస్తూ ఉండాలి. ఇవి భంగపడి ఆగిపోతే కంపెనీలకి నష్టం రావడమే కాకుండా వారి పరువు, పరపతి పోతాయి. అందుకని ఈ సందర్భాలలో వాడే పరిచారికలు ఆగకుండా (non-stop) పని చేస్తూ ఉండాలి. చిన్న చిన్న సమస్యలు ఎదురైతే, పరిచారిక నడుస్తూ ఉండగానే సమస్యని పరిష్కరించ గలిగే సమర్ధత ఉండాలి; వీటిని ఆపి మళ్లా “రీబూట్” (reboot) చేయ్యడానికి సావకాశం ఉండదు. ఈ సందర్భాలలో మేలు రకం పరిచారికలు వాడతారు.

ఉదాహరణకి Windows 2008 అనే నిరవాకి నియంత్రణలో నడిచే కంప్యూటరు మేలు రకం పరిచారిక. ఇది 10,000 మంది వాడుకరులకి ఒకేసారి (simultaneously) పరిచర్యలు చెయ్యగలదు. కనుక  కంప్యూటరు స్థూలకాయం మీద కూర్చుని పని చేసే ఈ నిరవాకి చాల సమర్ధవంతం అయినదీ, రాటూపోట్లకి ఓర్చుకోగలిగేదీ అయి ఉండాలి. ఇటువంటి మేలు రకం నిరవాకులని వాడడం తేలిక కాదు; ఇవి మన ఇళ్లల్లో వాడుకునే బల్ల మీద కంప్యూటరులు, ఉరోపరులు (laptops) లొంగినంత తేలికగా లొంగవు. ఎందుకంటే చిన్న కంప్యూటర్లలో ఉండే నిరవాకులు వాడుకకి అనువైన ఎన్నో హంగులతో, వాడుకరులకి తేలిగా ఉపయోగపడాలన్న గమ్యంతో, వస్తాయి. ఈ రకం హంగులు ఎక్కువ అవుతూన్న కొద్దీ నిరవాకి భద్రతకి  భంగం వాటిల్లే ప్రమాదం ఉంది. (చూడండి, ఎన్నో హంగులతో వచ్చే కారులు పాడయే అవకాశాలు ఎక్కువ!) అందుకని మేలు రకం పరిచారికలలో హంగులు తక్కువ ఉంటాయి. ఉదాహరణకి, గంటలు, బూరాలతో విరాజిల్లే పంచరంగుల గ్రాఫికల్ యూజర్ ఇంటర్ఫేస్ (GUI) కి బదులు సాదాసీదాగా ఉన్న కమేండ్ లైన్ ఇంటర్ఫేస్ (Command Line Interface) మాత్రమే ఉంటుంది. కొత్త హంగులు చేర్చినప్పుడల్లా కొత్త దోషాలు చొరబడే సావకాశం ఉంటుంది. ఉదాహరణకి మీ కంప్యూటరు మీద Flash ప్రతిష్ఠ చేస్తే ఆటలు ఆడుకుందుకి సదుపాయంగా ఉంటుంది. కాని, ఆ Flash లాంటి ఉపకరణాల్లో భద్రతా లోపాలు ఉంటాయి. చెప్పొచ్చేదేమిటంటే Windows NT Desktop తో పోల్చితే Windows 2008 వంటి పరిచారకిని వాడడం కష్టం – హంగులు ఉండవు కనుక. ఇదే గమనిక లినక్స్ (Linux) యెడల కూడా వర్తిస్తుంది.  అందుకనే పరిచారికలతో పనిచెయ్యడానికి “ప్రోగ్రాములు” రాయడంలో ప్రావీణ్యత ఒక ప్రత్యేక అర్హతగా పరిగణిస్తారు.

పరిచారిక: స్థూలకాయం

నిజానికి ఏ చవకబారు కంప్యూటరునో కొనుక్కుని పట్టుకొచ్చి, దానిని వలయంలో పడేసి, దానిమీద ఒక నిరవాకిని ఎక్కించి, పరిచారికలా వాడేసుకోవచ్చు. ప్రత్యేకించి ఖరీదైన స్థూలకాయం  అక్కర లేదు. కాని, మేలు రకం పరిచారికల నిర్మాణానికి మేలు రకం నిరవాకులని  వాడినట్లే, మేలు రకం పరిచారికల నిర్మాణానికి ప్రత్యేకమైన స్థూలకాయాలు వాడతారు. ఈ సందర్భంలో స్థూలకాయాలని ఎంచుకునేటప్పుడు ముఖ్యంగా చూసుకోవలసిన అంశాలు:

(1) కలన కలశం (processor): మనం కంప్యూటరుకి ఇచ్చే ఆదేశాలు ఆచరణలో పెట్టేది ఈ కలశంలోనే. కనుక ఇలాంటి కలశాలు ఎక్కువ ఉన్న కొద్దీ కంప్యూటరు కలన సామర్ధ్యం (ఉ. జోరు) పెరుగుతుంది. కంప్యూటరు పని చేసే జోరు కంప్యూటరులో ఉన్న గడియారం జోరు మీద కూడ ఆధారపడి ఉంటుంది. కంప్యూటరు పని చేసే జోరు దాని నిర్మాణశిల్పం (architecture) మీద కూడ ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ రోజుల్లో వచ్చే కలశాలు బహు-పెడలు (multi-core) తో ఉంటున్నాయి కనుక ఇవి పూర్వకాలంలో వచ్చే ఒంటి-పెడ (single-core) కలశాల కంటె ఎక్కువ పని చెయ్యగలవు. (ఉ. ఒంటి గుర్రం జట్కా కంటె నాలు గుర్రాల రథం సమర్ధవంతం అయినట్లు.) అంతే కాకుండా పెక్కు పెడలు ఉంటే ఒక క్రమణికలో వివిధ మార్గాల (multiple threads) వెంబడి ఏకకాలంలో (simultaneous)  కలనం కొనసాగించడానికి వీలు పడుతుంది; ఒకొక్క పెడ గుండా ఒకొక్క కలన మార్గం ప్రయాణించవచ్చు. ఉదాహరణకి, ఇంటెల్ కంపెనీవారు తయారుచేసే Xeon కుటుంబంలో ఇటువంటి బహు-పెడలు (cores) ఉన్న కలన కలశాలు ఉంటున్నాయి.

(2) (Solid State Storage Device): కలశం సమర్ధవంతం అంటే ఏమిటి? కేవలం జోరుగా కలనం చేసే కలశం విడియో ఆటలలో ఉపయోగపడినంత బాగా అన్ని అనువర్తనాలకీ ఉపయోగపడదు. పరిచారిక చేసేది ఎక్కువగా దస్త్రాల పంపిణీ అయితే కొట్లోకి వెళ్లి రావడం జోరుగాను, సమర్ధవంతంగానూ జరగాలి. ఇది కలన కాలం కాదు, ప్రయాణించే కాలం. ఇటువంటి సందర్భాలలో గుండ్రంగా తిరిగే చట్రాల కొట్టు కి బదులు చలనం లేని Solid State ఉపకరణాలు మెరుగుగా ఉపయోగపడతాయి.

(3) RAID – Redundant Array of Independent Disks: నాలుగైదు భౌతికమైన ఉపకరణాలని అనుసంధించి ఒక తార్కిక ఉపకరణంగా అమర్చే పద్ధతి ఇది. అనగా, ఉదాహరణకి 5 చట్రాలని పేర్చి, ఆ అయిదింటిమీదా దత్తాంశాల నకళ్లని సర్వసమానంగా ఉండేలా దాచవచ్చు. అప్పుడు ఒక చట్రం మీద రాస్తూన్నప్పుడు, సమాంతరంగా, మరొక చట్రం మీదనుండి చదవ వచ్చు. ఇక్కడ ఇంత కంటె లోతుగా చెప్పదలుచుకోలేదు.

(4) చర్విత చర్వణమైన (అనావశ్యకమైన) విద్యుత్ సరఫరా (Redundant Power Supply):
పరిచారిక ఉండే పెట్టె లోపల విద్యుత్ సరఫరాకి కేటాయించిన స్థలంలో మూడు విద్యుత్ సరఫరా వనరులు (3 power supplies) పడతాయి. వీటిలో ఒకటి భంగపడినా మిగిలిన రెండు దన్నుగా నిలుస్తాయి కనుక భంగపడ్డ విద్యుత్ వనరుల పెట్టె (module) ని బయటకి లాగేసి కొత్తది జొప్పించవచ్చు – పరిచారికని ఆపనవసరం లేకుండా. దీన్ని “వేడి మార్పు” (hot swapping) అంటారు. 

 (5) తప్పులని సరిచేసే సంక్షిప్త లిపితో ఉన్న కొట్టు (Error Correcting Code RAM  or Self-testing RAM): ఇలాంటి హంగులు అన్నీ కావాలంటే తడిపి మోపెడు అవుతుంది కనుక ఎవరికి కావలసిన హంగులు వారు కొనుక్కుంటారు. టూకీగా ఇదీ పరిచారికల కథ.

ముక్తాయింపు

ముక్తాయింపుగా - కంప్యూటరు రంగంలో పరిచారిక (server) అంటే --

• స్థూలకాయం దృష్టితో: పరిచారిక అనేది ఒక వలయంలో ఉన్న కంప్యూటర్లు అన్నింటిలో ఎక్కువ పెద్దదీ, శక్తిమంతమైనదీ, పెద్ద కొట్టు (కోఠీ) ఉన్నదీ, పరిచారిక సూక్ష్మకాయం (server software) నివసించడానికి అభ్యాగతి (host) వలె ఉంటూ, ఆ వలయంలో ఉన్న మిగిలిన కంప్యూటర్లకి (clients) ఉమ్మడి పరిచర్యలు (shared services) అందించేది. ఉమ్మడి పరిచర్యలు కి ఉదాహరణలు: అంతర్జాలంతో లంకె కలపడం, దస్త్రాలని ముద్రించడం వగైరా. ఈ పరిచర్యలకి చేసే పరిచర్యని ప్రతిబింబించేలా పేర్లు పెడతారు. ఉదాహరణకి దస్త్ర పరిచారిణి చేసే పనులు: దస్త్రాలని పుచ్చుకోవడం, పంపడం, దాచడం. జాల పరిచారిణి జాల పుటలని దాచి, అడిగిన వారికి చూపించడం. టపా పరిచారిణి ఇ-టపాలని పంపడం, అందుకోవడం, దాచడం, మరొకరికి రవాణా చెయ్యడం, వగైరా.

• సూక్ష్మకాయం దృష్టిలో: పరిచారిక అనేది ఒక క్రమణిక (program). “భోక్త-అభ్యాగతి" (క్లయంట్-సెర్వర్) స్థాపత్యశిల్పంలో అభ్యాగతి వైపు ఉండే భాగం. ఈ భాగం చెయ్యవలసిన ముఖ్యమైన పనులు: (1) కేంద్రీకరణ (centralization). సాధారణంగా వలయంలో ఉన్న కంప్యూటర్లు అన్నింటిలో పెద్దదిగా ఉండి, కేంద్ర స్థానంలో ఉన్న కంప్యూటరు మీద నివసిస్తుంది. (2) అడిగే వరకు ఏ పనీ చెయ్యదు (passivity). (3) (continuous operation) సతతం, విశ్రాంతి లేకుండా పని చేస్తూనే ఉంటుంది, లేదా పని చెయ్యడానికి తయారుగా ఉంటుంది. (4) (background operation) నేపథ్యంలో ఉండి పని చేస్తుంది. అతిథిలో ఉన్న క్రమణికల ద్వారా తప్ప సంభాషించదు. (5) (simultaneous operation) ఎంతమంది అతిథులు ఒకేసారి పరిచర్యలు కావాలని అడిగినా అంతమందికీ ఒకేసారి పరిచర్యలు అందిస్తుంది.