Datorapparat

Cobalt Qube 3 - en datorserverapparat ( 2002, utgår)

En datorapparat är ett datorsystem med en kombination av hårdvara , mjukvara eller firmware som är specifikt utformad för att tillhandahålla en viss datorresurs. Sådana enheter blev kända som apparater på grund av likheten i roll eller hantering med en hushållsapparat , som i allmänhet är stängda och förseglade och inte kan användas av användaren eller ägaren. Hårdvaran och mjukvaran levereras som en integrerad produkt och kan till och med förkonfigureras innan leverans till en kund, för att tillhandahålla en nyckelfärdig lösning för en viss applikation. datorer för allmänna ändamål är apparater i allmänhet inte utformade för att låta kunderna ändra programvaran och det underliggande operativsystemet , eller för att flexibelt konfigurera om hårdvaran.

En annan form av apparat är den virtuella apparaten , som har liknande funktionalitet som en dedikerad hårdvaruanordning, men distribueras som en virtuell mjukmaskinavbildning för en hypervisor -utrustad enhet.

Översikt

Traditionellt körs mjukvaruapplikationer ovanpå ett generellt operativsystem , som använder datorns hårdvaruresurser (främst minne, disklagring, processorkraft och nätverksbandbredd) för att möta användarens datorbehov. Huvudfrågan med den traditionella modellen är relaterad till komplexitet. Det är komplicerat att integrera operativsystem och applikationer med en hårdvaruplattform, och komplicerat att stödja det i efterhand.

Genom att strikt begränsa variationerna av hårdvaran och mjukvaran blir apparaten lätt utplacerad och kan användas utan nästan lika bred (eller djup) IT-kunskap. Dessutom, när problem och fel uppstår behöver stödpersonalen mycket sällan utforska dem djupt för att förstå saken ordentligt. Personalen behöver bara utbildning i programvaran för hantering av apparater för att kunna lösa de flesta problem.

I alla former av datormodeller drar kunderna nytta av enkla operationer. Apparaten har exakt en kombination av hårdvara och operativsystem och applikationsprogramvara, som har förinstallerats på fabriken. Detta förhindrar kunder från att behöva utföra komplext integrationsarbete och förenklar felsökningen dramatiskt. Faktum är att denna "nyckelfärdiga drift"-karaktär är den drivande fördelen som kunderna söker när de köper apparater.

För att betraktas som en apparat måste (hårdvaru)enheten vara integrerad med programvara, och båda levereras som ett paket. ^{[ citat behövs ]} Detta skiljer apparater från "hemodlade" lösningar, eller lösningar som kräver komplexa implementeringar av integratörer eller värdeadderande återförsäljare (VAR).

Appliance-metoden hjälper till att frikoppla de olika systemen och applikationerna, till exempel i datacentret. När en resurs väl är frikopplad kan den i teorin också centraliseras för att delas mellan många system, centralt hanterad och optimerad, allt utan att behöva ändra något annat system.

Avvägningar med datorapparatmetoden

Den största ^{nackdelen systemen tidigare} med att distribuera en datorapparat är att eftersom de är designade för att tillhandahålla en specifik resurs, inkluderar de oftast ett anpassat operativsystem som körs över specialiserad hårdvara, varvid ingen av dessa sannolikt är kompatibel med de andra utplacerade. Kunder tappar flexibilitet.

Man kan tro att ett proprietärt inbäddat operativsystem, eller operativsystem i en applikation, kan göra enheten mycket säkrare mot vanliga cyberattacker. Däremot är det tvärtom. Security by dunkel är ett dåligt säkerhetsbeslut, och apparater plågas ofta av säkerhetsproblem, vilket framgår av spridningen av IoT-enheter .

Typer av apparater

En Niksun nätverkssäkerhetsapparat, som används av den amerikanska armén (2016)

Mångfalden av datorutrustning återspeglar det breda utbudet av datorresurser de tillhandahåller till applikationer. Några exempel:

Lagringsenheter: ger enorma mängder lagringsutrymme och ytterligare funktionalitet på högre nivå (t.ex. Diskspegling och Datastripning ) för flera anslutna system som använder det genomskinliga lokala lagringsnätverkets datorparadigm. ^{[ irrelevant citat ]}
Nätverksapparater är: routrar för allmänna ändamål som tillhandahåller brandväggsskydd , Transport Layer Security (TLS), meddelandehantering , tillgång till specialiserade nätverksprotokoll (som ebXML Message Service) och bandbreddsmultiplexering för de flera systemen de front-end.
Säkerhetskopierings- och katastrofåterställningsanordningar: datorapparater som är integrerade säkerhetskopieringsprogram och mål för säkerhetskopiering, ibland med hypervisorer för att stödja lokal DR för skyddade servrar. De är ofta en inkörsport till en komplett DRaaS-lösning.
Brandväggs- och säkerhetsutrustning: datorutrustning som är designad för att skydda datornätverk från oönskad trafik.
IIoT och MES Gateway-apparater: Datorapparater som är designade för att översätta data dubbelriktat mellan styrsystem och företagssystem. Proprietära, inbäddade, firmware-applikationer som körs på enheten använder punkt- till -punkt-anslutningar för att översätta data mellan fältenheter i sina inhemska automationsprotokoll och MES -system via deras API :er , ODBC eller RESTful -gränssnitt.
Skräppostskyddsmedel: för e-postskräp
Mjukvarutillbehör: ett program som kan kombineras med precis tillräckligt med operativsystem (JeOS) för att det ska kunna köras på industristandardhårdvara eller i en virtuell maskin. I huvudsak programvarudistributionen eller den fasta programvaran som kör en datorapparat.
Virtuella maskinapparater: består av ett "hypervisor-stil" inbäddat operativsystem som körs på apparatens hårdvara. Hypervisorlagret är anpassat till apparatens hårdvara och kan inte varieras av kunden, men kunden kan ladda andra operativsystem och applikationer på apparaten i form av virtuella maskiner.

Konsumentapparater

En Linksys trådlös router som sitter ovanpå ett Comcast-kabelmodem i en hemmiljö (2006)

Bortsett från dess utplacering inom datacenter, används många datorapparater direkt av allmänheten. Dessa inkluderar: ^{[ citat behövs ]}

Konsumenterna betonar behovet av att en apparat har enkel installation, konfiguration och drift, med liten eller ingen teknisk kunskap som krävs.

Vitvaror inom industriell automation

Baksidan av en Siemens programmerbar logikkontroller (2013)

Den industriella automationsvärlden har varit rik på vitvaror. Dessa apparater har härdats för att motstå extrema temperaturer och vibrationer. Dessa apparater är också mycket konfigurerbara, vilket möjliggör anpassning för att möta en mängd olika applikationer. De viktigaste fördelarna med en apparat inom automation är:

Minskad stilleståndstid - en trasig apparat ersätts vanligtvis med en COTS " kommersiell "off-the-shelf "-ersättning och dess uppgift laddas snabbt och enkelt om från en säkerhetskopia.
Mycket skalbar - apparater är vanligtvis riktade lösningar för ett område av en anläggning eller process. När kraven ändras uppnås skalbarhet genom installation av en annan apparat. Automationskoncept replikeras lätt i hela företaget genom att standardisera på apparater för att utföra de nödvändiga uppgifterna, i motsats till utvecklingen av anpassade automatiseringsscheman för varje uppgift.
Låg TCO ( total cost of ownership ) - apparater utvecklas, testas och stöds av leverantörer av automationsprodukter och genomgår en mycket bredare nivå av kvalitetstestning än specialdesignade automationslösningar. Användningen av apparater inom automation minskar den testnivå som behövs i varje enskild applikation.
Minskad designtid - apparater utför specifika funktioner och även om de är mycket konfigurerbara är de vanligtvis självdokumenterande. Detta gör att apparatbaserade lösningar kan överföras från ingenjör till ingenjör med minimalt behov av utbildning och dokumentation.

Typer av automationsapparater: ^{[ citat behövs ]}

PLC (programmerbar logisk styrenhet) – Programmerbara logiska styrenheter är apparater som vanligtvis används för diskret styrning och erbjuder ett brett utbud av in- och utgångsalternativ. De konfigureras genom standardiserade programmeringsspråk som IEC-1131.
SLC (single loop controller) - Single loop controllers är apparater som övervakar en ingångsvariabel och påverkar en kontrollutgång (manipulerad variabel) för att hålla ingångsvariabeln till ett börvärde.
PAC (programmerbar automationskontroller) - Programmerbara automationskontroller är apparater som förkroppsligar egenskaper hos både PLC:er och SLC:er som möjliggör integration av både analog och diskret styrning.
Universal gateway - En universell gateway- enhet har förmågan att kommunicera med en mängd olika enheter genom sina respektive kommunikationsprotokoll och kommer att påverka datatransaktioner mellan dem. Detta blir allt viktigare eftersom tillverkningen strävar efter att förbättra smidighet, kvalitet, produktionshastigheter, produktionskostnader och minska stilleståndstiden genom förbättrad M2M- kommunikation (maskin till maskin ).
EATM:er (Enterprise Appliance Transaction Modules) - Transaktionsmoduler för företagsapparater är apparater som påverkar datatransaktioner från automationssystem för fabriksgolv till företagssystem. De kommunicerar med utrustning på anläggningsgolvet genom olika leverantörsautomatiseringsprotokoll och kommunicerar med affärssystem genom databaskommunikationsprotokoll som JMS ( Java Message Service ) och SQL ( Structured Query Language ).

Inre struktur

Det finns flera designmönster som antagits av leverantörer av datorutrustning, varav några visas nedan. Eftersom hela konceptet med en apparat vilar på att hålla sådana implementeringsdetaljer borta från slutanvändaren, är det svårt att matcha dessa mönster till specifika apparater, särskilt eftersom de kan och förändras utan att påverka externa möjligheter eller prestanda.

Speciellt chip - leverantören bygger en ASIC , utan någon separat "mjukvara" eller operativsystem. Enheten har ett begränsat gränssnitt, vanligtvis terminalkonsol eller webbaserat, för att möjliggöra en viss grundläggande konfiguration av IT-personalen. Tillverkaren tillhandahåller ofta något sätt att komma åt djupare konfigurationsmekanismer. Azul Systems Vega 3 Java Compute Appliance är ett exempel; speciella hårdvaruändringar av chipet möjliggör skalning av Java-applikationer.
Särskild mjukvarukärna - leverantören använder eller skapar en allmändator och designar ett nytt operativsystem som integrerar applikationen i operativsystemet. Ciscos IOS är ett exempel; det Unix-liknande operativsystemet har brandväggsfunktioner och nätverks-/brandväggskonfigurationskommandon inbyggda. Ibland är enheten också förseglad, så att konsumenten inte har tillgång till att installera om operativsystemet eller ersätta det med ett annat operativsystem. Konsumenten kan också vara begränsad till en liten grupp av konfigurationskommandon, medan de mer detaljerade och lägre funktionerna i operativsystemet endast är tillgängliga för leverantören. Ju mer detta "låsta" tillvägagångssätt utförs, desto närmare kommer denna typ av enhet att framstå som en ASIC-enhet.
Specialiserade applikationer - standarddatorer och operativsystem används, men användargränssnittet och "boxen" är utformade så att användaren inte kan komma åt något på datorn, förutom applikationsgränssnittet som leverantören har skapat. Eftersom den underliggande datorarkitekturen är låst och i huvudsak osynlig, blir det svårt att urskilja att enheten verkligen fungerar ovanpå hårdvara och operativsystem för allmänna ändamål. Linux, och BSD i mindre grad, har blivit det valda operativsystemet för denna typ av apparat. På senare tid har termen mjukvara också använts för att beskriva en sådan färdigförpackad svart-box-kombination.
Virtuell apparat - här har själva hårdvaran försvunnit helt och blivit en så kallad virtuell apparat (även känd som en virtuell mjukvaruanordning) med hjälp av någon av ett antal virtuella maskinteknologier . Inom denna virtuella maskin finns i huvudsak samma stack av programvara plus operativsystemet som i alternativet "specialiserade applikationer".

Ibland blandas dessa tekniker. Till exempel kan en VPN- enhet innehålla en mjukvarubrandvägg med begränsad åtkomst som körs på Linux, med en krypterings-ASIC för att påskynda VPN-åtkomst.

Vissa datorapparater använder solid state-lagring , medan andra använder en hårddisk för att ladda ett operativsystem. Återigen kan de två metoderna blandas – en ASIC-skrivarserver kan tillåta en valfri hårddisk för jobbköning, eller så kan en Linux-baserad enhet koda Linux i firmware , så att en hårddisk inte behövs för att ladda operativsystemet.

Se även

externa länkar