Abychom lépe pochopili, co jsou moderní servery, podívejme se krátce na historii jejich vzniku. Zpočátku veškeré elektronické zpracování dat probíhalo na výkonných počítačích – sálových počítačích, pro přístup k datům měli uživatelé k dispozici pouze terminál. Sálové počítače (mainframe - main rack (anglicky)) byly výkonné, univerzální počítače pro simultánní obsluhu několika tisíc uživatelů. hlavní rys jejich architektura je vyvážená, čehož bylo dosaženo použitím přídavného procesoru na úrovni kanálu, který je synchronizován s výpočetním procesorem pomocí přerušení. Když se obrátil na kanálový procesor pro data, výpočetní procesor v tuto chvíli přešel na výpočty pro paralelní úlohy. Terminál byl alfanumerický displej a klávesnice, která se připojovala k sálovému počítači. Sálové počítače dodávalo několik společností: Hitachi, Amdahl, IBM atd. Jejich produkty byly zpravidla vzájemně nekompatibilní.
Společnosti byly uzavřeny do řešení od jediného dodavatele, který dodával veškerý hardware a software. Počítačové systémy byly velmi drahé a přechod z jednoho systému na druhý byl velmi bolestivý. V roce 1971 Intel vyvinul první mikroprocesor (i4004), který vyrobil možný vzhled osobní počítač - IBM PC. S nárůstem výkonu a počtu PC došlo k postupnému přechodu od centralizovaného zpracování informací k distribuovanému (na PC). Terminály začaly nahrazovat PC a od sálových počítačů se postupně upouštělo.
S nárůstem počtu PC a jejich výkonu a rozvojem lokálních sítí však opět vyvstala potřeba centralizovaného ukládání a zpracování dat.
Byl potřeba server pro osobní počítače. Server je zařízení v síti určené k poskytování přístupu sdílené zdroje(soubory, tiskárny, databáze, aplikace atd.).
Zpočátku se rozšířily souborové servery, kde uživatelé ukládali a vyměňovali svá data. S růstem globální počítačová síť Na internetu se objevil nový směr - telekomunikační servery (webové servery, ftp, doménová jména, email). S rozvojem DBMS, kvůli změnám ve formátu ukládání dat a přístupu, souborové servery ztratily svou popularitu a byly z velké části nahrazeny databázovými servery. Souborové servery zůstaly dodnes, ale staly se druhořadým - slouží pouze k ukládání uživatelských souborů a různých archivů. V poslední době roste obliba terminálových serverů - uživatelská PC slouží pouze jako terminál pro zobrazování a zadávání dat a veškeré uživatelské úlohy se provádějí na serveru. Tímto způsobem je dosaženo značných úspor na PC (i počítače s nízkou spotřebou jsou vhodné pro roli terminálu), snižují se náklady na instalaci a podporu software jsou vyřešeny otázky důvěrnosti a bezpečnosti dat.
Aby se snížily celkové náklady na vlastnictví (TCO), které zahrnují náklady na údržbu hardwaru, softwaru a zařízení, mnoho společností se dnes vrací k centralizovanému zpracování dat. Nyní však již neplatí zámek na jednoho dodavatele hardwaru a softwaru, na trhu je široký výběr řešení od různých společností.
Server se stal kritickým prvkem v moderní infrastruktuře zpracování dat, jejíž výpadek vede k vážným dočasným a tím i finančním ztrátám.
Odstávky serveru lze rozdělit do dvou kategorií: plánované a neplánované. Plánované jsou spojeny s prováděním běžné údržby na serveru: preventivní údržba, modernizace atd.
Použitím serveru postaveného ze skutečných serverových komponent můžete snížit plánované i neplánované prostoje. Pokud například selže jeden z ventilátorů, správce jej může vyměnit bez vypnutí serveru. Totéž lze provést s napájecími zdroji, pokud podporují redundanci, s pevnými disky a rozšiřujícími kartami PCI-X a PCI Express.
K neplánovanému výpadku dochází, když selže server. Důvody selhání mohou být různé, nejčastější je přehřátí komponent v důsledku zastavení ventilátorů nebo selhání diskového subsystému v důsledku selhání jednoho nebo více disků. Selhání může být také způsobeno selháním softwaru způsobeným nesprávnou konfigurací softwaru. V Rusku stále existují situace, kdy server současně slouží jako pracovní stanice správce systému, což vede k instalaci zbytečného softwaru a různým systémovým konfliktům, tedy katastrofální pokles spolehlivosti systému.
Důvodem selhání může být také záměrný vzdálený útok na server s cílem paralyzovat jeho provoz. Takový útok lze provést buď z lokální síť a z Internetu (pokud má místní síť přístup do globální sítě).
V případě výpadku hlavního pracovního serveru finanční ztráty lze zhruba vypočítat takto:
ztráty = počet uživatelů pracujících se serverem * průměrná mzda za hodinu uživatele * počet hodin.
Sem lze přičíst i ztráty z nedokonalých transakcí, penále, penále atd.
Nejhorší varianta je jednoduchá, doprovázená ztrátou dat. Data mohou často stát více než nejmodernější server. Abyste této situaci zabránili, neustále zálohování dat na páskové jednotky nebo jiná úložná zařízení - CDRW, DVD-RW atd.
V roce 1995 vyvinul Intel, přední dodavatel mikroprocesorů Procesor Pentium Pro (150 MHz, 512 KB cache), umístěný jako server. Od svých desktopových protějšků se lišil velkou vyrovnávací pamětí a pokročilou architekturou, částečně vypůjčenou od procesorů s architekturou RISC. V Pentiu Pro Intel poprvé zahrnovala technologii dynamického provádění (Dynamic Execution), to znamená, že instrukce mohou být prováděny nejen sekvenčně, ale také paralelně pomocí predikce větvení kódu a přeuspořádaného provádění instrukcí. Tím se výrazně zvýšila efektivita procesoru – počet instrukcí provedených za takt.
Druhou novinkou byla velká vestavěná L2 cache. Pro serverové systémy je velmi důležité mít větší mezipaměť. Procesory vždy pracují na frekvencích několikanásobně vyšších, než je frekvence pamětí. Polovina návodu standardní aplikace představuje příkazy pro práci s pamětí - načítání a vyjímání dat (Load-Store). S pamětí se pracuje podle následujícího schématu: pokud data nebyla nalezena v mezipaměti L1, následuje přístup do mezipaměti L2, to trvá 9–16 cyklů procesoru, pokud v mezipaměti L2 nejsou žádná data, pak přístup do mezipaměti L2. paměti zabere až 150 cyklů procesoru, během kterých procesor čeká na data. Velká mezipaměť L2 zvyšuje pravděpodobnost rychlého přístupu k datům, a tím zvyšuje efektivitu procesoru.
Dá se říci, že Intel poprvé používá a testuje své nové pokročilé technologie na serverových procesorech, poté se tyto technologie postupně rozšiřují i na desktopy. To se již stalo s integrovanou L2 cache, dynamickým prováděním a hyper-threadingem. Další na řadě je 64bitové adresování paměti (EM64T).
Pentium Pro následovaly další serverové procesory: v roce 1998 - Intel Pentium II Xeon (400–450 MHz, mezipaměť 1–2 MB), Pentium III Xeon (700–900 MHz, mezipaměť 1–2 MB). V roce 2001 byl vydán serverový analog Pentia 4, Xeon, který se vyvíjí a používá dodnes.
Intel tedy vyvíjí serverové procesory a základní desky již 9 let. Od roku 1999 začala společnost Intel s cílem rozšířit své podnikání se servery vyvíjet a vyrábět serverové skříně a v roce 2001 poprvé samostatně vyvinula serverovou čipovou sadu - E7500. Předtím Intel a další výrobci serverů základní desky používal serverové čipové sady od ServerWorks (divize Broadcom). S příchodem čipových sad E7500 a E7501 Intel téměř úplně vytlačil ServerWorks z trhu dvouprocesorových čipových sad. Čipové sady ServerWorks jsou dnes široce používány pouze ve víceprocesorových systémech založených na Xeon MP.
Moderní čipové sady Intel lze rozdělit na serverové a desktopové. U serverových čipsetů jsou PCI-X I/O sběrnice přímo připojeny k MCH (Memory Controller Hub), u desktopových čipsetů se to děje vždy přes jižní můstek (ICH-I/O controller HUB). V čipsetech pro servery vstupní úroveň(E7210, 875P) Gigabitový ethernetový adaptér je přímo připojen k MCH, aby vyrovnal zátěž a odlehčil ICH.
Obrázek 1. Porovnání architektur čipových sad pro dvousocketové servery (E7500), základní jednosocketové servery (E7210) a desktopové čipové sady Intel (I845).
Serverová řešení od Intelu již dosáhla určitého stupně vyspělosti: objevily se obecně uznávané otevřené standardy pro jednotlivé serverové subsystémy: IPMI (vzdálená správa), SSI (napájecí zdroje a skříně), DMI (správa systému a inventář).
Nyní se podívejme na základní požadavky na server, které se vyvinuly v r tento moment:
- Spolehlivost
- Výkon
- ovladatelnost
- Rozšiřitelnost
1. Spolehlivost
Díky tomu je na serverech dosaženo spolehlivosti:
- Použití speciálních serverových komponent, které procházejí důkladnějším testováním.
- Redundance komponent: redundantní napájecí zdroje, ventilátory, pevné disky.
- Paměť ECC umožňuje automatickou opravu jednobitových chyb
- Vzdálená správa a diagnostika serveru (možnost zobrazení teploty, rychlosti ventilátoru, upozornění na kritické poruchy)
2. Výkon
V současné době je výkon jedním z nejvíce kluzkých ukazatelů serveru. Servery základní úrovně se nemusí lišit výkonem procesoru a někdy mohou být dokonce horší než konvenční počítače, protože některé serverové úlohy nevyžadují velký výpočetní výkon.
Podívejme se na nejběžnější role serveru a zatížení různých subsystémů během jejich provádění:
Tabulka 1. Úrovně podmíněného zatížení na různých serverových subsystémech v závislosti na roli serveru. (1 je nejmenší zatížení, 3 je největší.)
Můžeme tedy identifikovat tři úlohy serveru, kde je výkon procesoru moderní kancelářský počítač může stačit:
- souborové servery
- firewally
- poštovní servery
Podívejme se, co se stane, když jako databázový server nainstalujete výkonný desktop. Mechanismus činnosti databázového serveru lze zhruba popsat takto: na server je po síti přijat požadavek, potřebná data jsou načtena do RAM z disků a následně zpracována. Změněná data je nutné zapsat na disky, provést poznámku o provedené transakci do protokolu a data odeslat zpět po síti. S velkým počtem současných požadavků, schopnost serveru spouštět několik aplikačních vláken současně, rychlý přístup k datům (velký počet paměť s náhodným přístupem) a rychlý a spolehlivý diskový subsystém.
Šířka pásma desktopové PCI sběrnice je 133 Mb/s, kterou snadno zaberou I/O zařízení.
Gigabit LAN karta má maximum propustnost při rychlosti 125 Mb/s už dvě gigabitové karty pracující současně dají 250 Mb/s. Když k tomu připočteme i provoz z pevných disků – v případě IDE až 40–60 Mb/s, SCSI až 60–70 Mb/s. Pokud použijete řadič RAID s několika pevnými disky v poli, pak se provoz na sběrnici zvýší úměrně jejich počtu. Kromě toho musí server obsluhovat veškerý tento provoz současně. Jak jsme zjistili dříve, čipové sady pro stolní počítače mají jednu společnou I/O sběrnici, takže rozšiřující karty musí soutěžit o šířku pásma sběrnice, což se stává úzkým hrdlem. Server se zase vyznačuje přítomností několika nezávislých „širokých“ I/O sběrnic, nyní PCI-X, v budoucnu PCI Express.
Výkon na tomto serveru je tedy zajištěn následovně:
- Použití dvou nebo více procesorů
- Dostupnost několika nezávislých sběrnic PCI-X nebo PCI Express
- Schopnost používat velké množství paměti RAM
3. Ovladatelnost.
- Schopnost vzdáleně (přes síť) přijímat informace o teplotě procesorů a základních desek; rychlost otáčení ventilátoru.
- Správce může nastavit různé možnosti pro příjem upozornění (podle e-mailem, na pager, SNMP Alerts), o událostech na serveru – zastavení ventilátorů, přehřátí procesoru, otevření šasi atd.
- Vzdálené zapnutí/vypnutí, restart serveru, prohlížení protokolu událostí, diagnostika, aktualizace mikrokódu.
4. Rozšiřitelnost.
- Možnost použití více procesorů
- Možnost montáže velké množství paměťové moduly
- Několik nezávislých sběrnic: PCI, PCI-X pro instalaci dalších rozšiřujících karet.
Můžeme se tedy ujistit, že ke splnění všech čtyř požadavků je potřeba skutečný, plnohodnotný server. Instalace výkonného PC jako funkčního serveru přináší pomyslné počáteční úspory, které pak „sežerou“ náklady na jeho údržbu a modernizaci.
| Osobní počítač | Pracovní stanice | Server | |
| 1. Spolehlivost | |||
| Rezervace uzlu | Ne | Ano | Ano |
| Využití paměti s ECC | ano (používá se zřídka kvůli vysoké ceně paměti) | Ano | Ano vždy) |
| 2. Výkon | |||
| Podpora dvou a více procesorů | Ne | Ano | Ano |
| Maximální podporované množství paměti RAM | 4 GB | 8 GB | 8–16 GB |
| Dostupnost nezávislých vysokorychlostních I/O sběrnic | 1 PCI-Express slot pro grafické karty + PCI | AGP + PCI-X + PCI Express + PCI | Více nezávislých sběrnic PCI-X+PCI-Express+PCI |
| 3. Ovladatelnost | |||
| Vzdálená diagnostika | Teplota CPU, rychlost ventilátoru | prohlížení protokolu událostí, teplotní čidla, otevírání pouzdra | |
| Dálkové ovládání | Ne | Ne | |
| 4. Rozšiřitelnost | |||
| Více nezávislých sběrnic PCI/PCI-X | Ne | Ano | Ano |
Tabulka 2. Porovnání možností PC, pracovní stanice a serveru
Z čeho se skládá moderní server: popis hlavních komponent a subsystémů.
Uživatelé si často kladou otázku: proč servery stojí mnohem víc než běžné výkonné počítače? Jak se liší od kancelářských počítačů a proč jsou skutečné servery lepší. Na tuto otázku lze odpovědět pouze popisem hlavních komponent, „bloků“, z nichž je server postaven. Zkusme dát Stručný popis hlavní serverové komponenty a subsystémy.
Případy.
Existují dva hlavní typy serverových skříní: rackmount a podstavec. Stojanové skříně jsou standardní „věže“, které se od PC skříněk liší pouze velikostí, prostornější klecí disku a lepším chlazením. Pouzdra podstavce dnes ztrácejí na oblibě, jejich místo zaujímají pouzdra rackmount. Jsou určeny k instalaci do 19" telekomunikačního racku nebo rozvaděče. Skříně pro montáž do racku jsou zpravidla vybaveny kolejnicemi, které umožňují vytažení serverů pro servisní práce. Takové kryty zabírají méně místa a jsou pohodlnější na údržbu. Jejich výška se měří v jednotkách (U). Jedna jednotka se rovná 44,5 mm. Nejběžnější velikosti skříně jsou 1U, 2U, 4U a 5U.
Zásoby energie
Serverové komponenty (procesory, pevné disky, základní desky atd.) díky svému vysokému výkonu spotřebují více elektřiny než jejich protějšky pro kancelářské počítače. V důsledku toho servery vyžadují výkonnější a spolehlivější napájecí zdroje. Serverové procesory Xeon má spotřebu až 120 W, pevné disky SCSI až 20 W, základní desky až 40 W. Jednoduchými výpočty můžeme dojít k závěru, že minimální napájení pro jednoprocesorové systémy by mělo být 300 W, pro dvouprocesorové systémy - od 400 W a výše, v závislosti na konfiguraci.
Pro zvýšení spolehlivosti servery často používají redundantní napájecí zdroje. Pokud jeden zdroj energie selže, přichází do hry další bez ztráty výkonu. Administrátor obdrží na konzoli zprávu o poruše jednoho ze zdrojů, což mu dává možnost rychle vyměnit vadný díl a obnovit redundanci. V souladu s tím v v tomto případě napájecí zdroje podporují funkce vyměnitelné za provozu bez vypínání serveru.
základní desky
Tvarový faktor
Serverové systémy používají základní desky dvou formátů: ATX (E-ATX) a SSI. ATX je starší a známější standard, zaměřený hlavně na PC. Dnes jsou na jeho základě vytvářeny pouze základní serverové desky. SSI (Server System Infrastructure) je speciální standard pro serverové komponenty (zdroje napájení a skříně), aktivně propagovaný společností Intel. Zavedení otevřeného standardu SSI by mělo zjednodušit vytváření nových serverových skříní a napájecích zdrojů, a tím snížit náklady a konečnou cenu pro uživatele.
Viditelný rozdíl mezi základními deskami těchto dvou standardů spočívá v rozdílných napájecích konektorech: 20-pin pro ATX (E-ATX) a nový 24-pin pro SSI. Liší se i velikost desky - SSI je vždy 12"x13", ATX-12"x9,8", E-ATX-12"x13". V principu je možné připojit SSI zdroj k ATX desce a naopak, přes speciální adaptéry, jelikož SSI konektor je vlastně ATX konektor + přídavné kontakty pro 3,3V a 5V.
Podporované I/O sběrnice
Jedním z faktorů, který ovlivňuje cenu základní desky, jsou sběrnice, které podporuje. Základní desky základní úrovně (jednoprocesorové) se vyznačují přítomností standardní sběrnice PCI, i když s uvedením nového čipsetu Intel E7210 se sběrnice PCI-X poprvé objevila na základních deskách s jedním procesorem. Na pokročilejších (dvouprocesorových) deskách je několik nezávislých sběrnic PCI-X. V budoucnu (konec let 2004–2005) budou všechny serverové desky muset používat novou sériovou sběrnici PCI Express. PCI Express má skutečně mnoho výhod:
- Zvýšená propustnost - 200 Mb/s na kanál, certifikované možnosti 1, 2, 4, 8, 16 a 32× kanálového konektoru. Autobus je plně duplexní, tzn. data lze přenášet „tam“ a „zpět“ současně, maximální rychlost může dosáhnout 6,4 Gb/s.
- Podpora rozšiřujících karet vyměnitelných za provozu
- Zahrnuty jsou možnosti sledování integrity přenášených dat (CRC).
Tabulka 3. Srovnávací charakteristiky datové sběrnice
Čipová sada
Zpočátku byl trh serverových čipových sad zcela ve vlastnictví ServerWorks. Ale s uvedením Intel Xeon a vydáním čipové sady E7500 přešlo vedoucí postavení na trhu čipových sad pro dvouprocesorové desky na Intel. ServerWorks je v tuto chvíli přítomen pouze na trhu 4procesorových serverů s čipovou sadou Grand Champion HE.
V současné době jsou na trhu dvouprocesorových systémů dvě čipové sady od Intelu: E7501 pro segment serverů a E7505 pro pracovní stanice (podporuje AGP Pro 8x). Desky založené na nových čipsetech Intel E7520 a E7320 byly oznámeny a brzy se dostanou do prodeje. Tyto čipové sady podporují paměti DDR-2 (400 MHz) – špičková šířka pásma se zvyšuje o 20 % a dosahuje 6,4 Gb/s, spotřeba energie je snížena o 40 % ve srovnání s pamětí DDR. Čipové sady také podporují sběrnici PCI Express.
Čipové sady Intel 875P a Intel E7210 se používají k sestavení jednoprocesorových systémů.
| procesor | FSB | Pneumatiky | Typy paměti | |
| 875P | Pentium 4 | 800 | PCI | DDR 266/333/400 |
| E7210 | Pentium 4 | 800 | PCI-X 64/66 | DDR 266/333/400 |
| E7500 | Xeon | 400 | PCI, PCI-X | Registrováno DDR 200 ECC |
| E7501 | Xeon | 533 | PCI, PCI-X | Registrováno DDR 266 ECC |
| E7505 | Xeon | 533 | PCI, PCI-X, AGP | Registrováno DDR 266 ECC |
| E7520 | Xeon | 800 | PCI-X, PCI-Express | Registrováno DDR2 400 ECC |
| E7320 | Xeon | 800 | PCI-X, PCI-Express | Registrováno DDR2 400 ECC |
Tabulka 4. Specifikace Serverové čipové sady Intel
Řízení
Schopnost vzdáleného monitorování a řízení nezávislé na systému je pro servery zásadní. Dnes je možné vzdáleně (přes síť) získávat informace o teplotě procesorů a základních desek; rychlost ventilátoru a další parametry serveru. Administrátor může nastavit různé možnosti pro příjem upozornění (e-mailem, na Pager, SNMP Alerts) o událostech na serveru: zastavení ventilátorů, přehřátí procesoru, otevření šasi. Je možné vzdáleně zapnout/vypnout a restartovat servery. Navíc jsou tyto funkce dostupné i při vypnutém serveru, pokud je připojen k místní síti nebo speciální řídicí síti a je napájen pohotovostním napětím. V budoucnu se plánuje zavedení doplňkové funkce, Například, správci systému budou moci vzdáleně (přes síť) přistupovat k obrazovce a konzole pro správu serveru, aktualizovat BIOS a další funkce.
Někteří výrobci integrují funkce pro dálkové ovládání na základních deskách (Intel). Jiné společnosti přistupují pružněji – řídicí funkce jsou implementovány samostatně zakoupenou dceřinou deskou (Tyan). V budoucnu Intel plánuje přejít na podobné schéma. Intel bude mít navíc různé typy dceřiných desek, které se liší podporovanou funkcí dálkového ovládání.
RAM
Servery obvykle podporují velké množství paměti. Mnoho aplikací (SQL servery, webové servery atd.) načítá maximální množství dat do RAM pro urychlení operací. U souborové servery Souborová mezipaměť je umístěna v paměti RAM, což urychluje přístup k uživatelským datům. Na terminálu serveru zapnuto Na bázi Windows Každé uživatelské relaci je přiděleno alespoň 32 MB paměti RAM plus 256 MB pro operační systém. Je snadné spočítat, že pro provoz terminálového serveru pro 50 uživatelů jsou zapotřebí alespoň 2 gigabajty paměti. Dvouprocesorové desky mají obvykle 4 až 8 slotů pro paměťové moduly. V souladu s tím může maximální objem dosáhnout 16 GB. I když v praxi není použití více než 4 GB paměti na 32bitových systémech optimální. Pomocí technologie rozšíření fyzické adresy (PAE) mohou 32bitové systémy využívat až 64 GB paměti, ale se ztrátami výkonu.
Všechny serverové desky podporují paritu paměti ECC. Paměť ECC vám umožňuje opravit jednotlivé bitové chyby a hlásit dvojité chyby, čímž je zajištěna odolnost serveru proti chybám. Dvouprocesorové servery používají speciální registrační paměť. Oproti běžnému se liší tím, že obsahuje registry (buffery), které řídí distribuci signálu napříč všemi paměťovými čipy. V souladu s tím vyrovnávací paměti zvyšují latenci práce s pamětí, ale zvyšují spolehlivost přístupu k paměti, což je pro servery kritické. Také díky přítomnosti registrů může čipset podporovat větší počet paměťových slotů. Dvouprocesorové servery tedy používají paměť registru s paritou. Jednoprocesorové servery jsou vybaveny běžnou pamětí s podporou ECC nebo bez ní.
Procesory
Pro stavbu 32bitových jednoprocesorových systémů se dnes používá Intel Pentium 4, pro dvouprocesorové systémy - Xeon DP, pro čtyřprocesorové a další - Xeon MP. Intel Xeon je v podstatě Intel Pentium 4, ale s povoleným SMP. Xeon DP založený na technologii 130 nm podporuje sběrnici 533, 512 KB L2 cache a 1,2 MB L3 cache. Nově představený Xeon DP na bázi 90 nm. těch. proces (Nocona) podporuje 800 MHz sběrnici, 1 MB L2 cache. Xeon DP (Nocona) podporuje technologii EM64T, jejíž jednou z vlastností je 64bitový režim adresování, který zjednodušuje práci s velkým množstvím paměti RAM. Nový Xeon obsahuje vylepšenou technologii SpeedStep, která umožňuje dynamicky řídit napájení a snižovat spotřebu procesoru.
Xeon MP se od Xeonu DP liší velkou vestavěnou L3 cache (až 4 MB), použitím pomalejší 400 MHz sběrnice a podporou 4 a více procesorů. U procesory Xeon K dispozici jsou tři úrovně keší L1, L2 a L3. Mezipaměti pracují na frekvenci jádra, ale mají různé provozní latence (latence): L1 – 2–9 cyklů procesoru (v závislosti na typu dat), L2 – +7 cyklů (9–16), L3 – +14 cyklů (23–30 ). Ve skutečnosti, podle různých studií, přítomnost L3 mezipaměti výrazně nezlepšuje výkon systému u typických úloh. Vlastností cache procesorů Xeon je inkluzivita, to znamená, že obsah L1 cache je obsažen v L2 a L3, data z L2 jsou duplikována v L3, což snižuje efektivní celkovou kapacitu cache. Abyste tedy dosáhli co nejvyššího výpočetního výkonu procesoru, měli byste se v první řadě zaměřit na frekvenci sběrnice procesoru a velikost cache různé úrovně(Velká mezipaměť L2 je vhodnější než další mezipaměť L3 kvůli nižší latenci).
Diskový subsystém
Disky
Dnes trh nabízí pevné disky se třemi rozhraními: Parallel ATA (IDE), Serial ATA (SATA), SCSI.
Parallel ATA (IDE) je hlavní rozhraní pro osobní počítače. K výhodám tohoto rozhraní lze přičíst nízká cena za megabajt informací.
Serial ATA je nástupcem rozhraní PATA. Nový standard rozšířil šířku pásma na 150 Mb/s a pro připojení disků používá nové ploché kabely. Standard SATA umožňuje „hot“ zapojování disků, obsahuje mechanismus pro optimalizaci fronty příkazů uvnitř řadiče, což výrazně zrychluje I/O. Na rozdíl od rozhraní PATA je ve standardu SATA připojeno k jednomu kanálu pouze jedno zařízení. Rozhraní SATA a PATA nejsou fyzicky kompatibilní, ale společnosti třetích stran vyvinuly převodníky rozhraní.
Rozhraní SCSI se tradičně používá v serverových systémech. Mezi jeho nepopiratelné výhody patří možnost připojit až 15 zařízení na kanál, vysoká propustnost (až 320 Mb/s), technologie sběrnice, které snižují zátěž procesoru, a optimalizace fronty příkazů. Díky těmto vlastnostem je SCSI ideálním rozhraním pro související aplikace velké množství I/O operace. Pevné disky s rozhraním SCSI mají zpravidla vyšší otáčky vřetena - 10 000 nebo 15 000 ot./min., což zvyšuje rychlost vyhledávání a přenosu dat. Mezi nevýhody tohoto rozhraní patří vysoké náklady na úložiště ( HDD SCSI je třikrát až čtyřikrát dražší než disky SATA nebo PATA stejné kapacity). Fyzické rozhraní disků SCSI je k dispozici ve dvou typech: 80pinové rozhraní SCA (možnost výměny za provozu) a 68pinové rozhraní (nevyměnitelné za provozu).
řadiče RAID
Řadiče RAID umožňují organizovat ze skupiny pevné disky pole odolné proti chybám. Existují různé úrovně odolnosti proti chybám, ale nejběžnější jsou následující:
- Úroveň 0 (striping) - datové bloky jsou postupně umístěny na několik disků, je dosaženo zvýšení rychlosti, ale bez odolnosti proti chybám. To znamená, že pokud jeden z pevných disků selže, uživatel ztratí všechny informace.
- Úroveň 1 (zrcadlení) - disky jsou spárované a jsou navzájem přesnou kopií, tato úroveň vyžaduje alespoň dva disky. 50 % je ztraceno místo na disku, ale je dosaženo odolnosti proti chybám
- Úroveň 5 (prokládání s paritou) - na disky jsou umístěny bloky dat plus kontrolní součet. Navíc se ukáže, že kontrolní součet je „rozmazaný“ napříč všemi disky pole. Pokud některý z disků selže, data se obnoví na základě kontrolního součtu na náhradní disk (hot spare). K sestavení pole 5. úrovně jsou potřeba minimálně tři disky. Pro kontrolní součty se používá místo na disku ekvivalentní objemu jednoho z disků (v případě n disků je celkový objem diskového prostoru n-1).
- Úroveň 0+1 nebo 10 (zrcadlení+prokládání) - zrcadlení+sekvenční blokové nahrávání. Skládá se ze dvou skupin zrcadlených disků, na které se zapisuje postupně v blocích. Jsou vyžadovány alespoň 4 disky. Ztráta místa na disku 50 %. Úroveň 10 kombinuje rychlost a spolehlivost. Takové pole může fungovat i nadále, pokud selže polovina disků. Protože řadič nemusí počítat kontrolní součty, zápis na disky je mnohem rychlejší než u úrovně 5.
Úroveň 0 se tedy nejčastěji používá tam, kde je vyžadována vysoká rychlost dat a není důležité zabezpečení dat, např. nelineární úpravy video. Úroveň 1 se používá tam, kde je potřeba ukládat data bez použití složitých hardwarových systémů. Úrovně 0 a 1 jsou zpravidla podporovány všemi, dokonce i nejlevnějšími řadiči RAID, včetně těch integrovaných na základní desce. Úroveň 5 se zdá být optimální z hlediska spolehlivosti/ztráty místa na disku. Jeho implementace ale vyžaduje plnohodnotný RAID řadič s hardwarovou akcelerací výpočtů kontrolních součtů. Kvůli nutnosti počítat kontrolní součty je tato úroveň v rychlosti záznamu nižší než úroveň 0+1 (10). Úroveň 10 se používá tam, kde je potřeba vysoká spolehlivost a rychlost čtení/zápisu a ztráty místa na disku nejsou kritické.
Řadiče RAID se liší typem sběrnice, kterou používají. Seriozní řešení se zpravidla soustředí na sběrnici PCI-X, která je v současnosti nejrychlejší. Na deskách plnohodnotných řadičů RAID je navíc umístěna mezipaměť; Existují možnosti s integrovanou a rozšiřitelnou pamětí. Velikost mezipaměti ovlivňuje výkon pole, ale vztah není lineární.
Pro mezipaměť řadiče RAID existují dva provozní režimy: Write Through a Write Back. V prvním režimu řadič nepotvrdí zápis, dokud se data nedostanou na disky, ve druhém stačí, aby data vstoupila do mezipaměti. Druhý režim tedy výrazně urychluje operace zápisu, ale existuje nebezpečí ztráty dat při výpadku napájení. Pro vyřešení tohoto problému jsou některé modely RAID řadičů, obvykle dvoukanálových, vybaveny také vestavěnou baterií (BBU - Battery Backup Unit). V případě výpadku napájení nebo hardwarového resetu zvládne RAID řadič s baterií vyprázdnit data z mezipaměti na disky.
Existují také levná řešení RAID, jako je Zero Channel Raid (ZCR). řadič RAID tohoto typu je rozšiřující karta, která převádí vestavěné kanály SCSI na základní desce na kanály RAID. Desky ZCR zpravidla neobsahují cache, mají procesory s nízkou spotřebou. Použití takových systémů je oprávněné pouze pro vytváření polí úrovní 0 a 1.
Je také možné vytvořit pole RAID bez speciálního řadiče RAID pomocí softwaru. Mnoho moderních OS podporují tuto funkci (Windows 2000 Server, Windows 2003 Server, Redhat Linux 9 atd.). Provozní rychlost tohoto pole však bude výrazně nižší než u hardwarového pole procesor bude zatížen ve větší míře, to bude patrné zejména na úrovni-5. Hlavním problémem je ale nízká spolehlivost takového řešení – v případě výpadku napájení se část dat pole nevyhnutelně ztratí.
Místo závěrů
Server je tedy komplexním komplexem různých subsystémů. Při konfiguraci serveru musíte začít od úlohy, pro kterou je určen. S různými rolemi serveru se zatížení serverových subsystémů mění. Je důležité najít optimální řešení, a proto je nutné vypočítat budoucí zatížení serveru. To lze provést samostatně nebo s pomocí technických specialistů z počítačových společností, kteří mají zkušenosti s navrhováním serverových systémů.
Pokrok se nezastavuje a do našeho moderního života vstupuje stále více nových poznatků ve vědě a technice. Rozvoj počítačová technologie a použití jejich produktů v Každodenní život prostě nás to zavazuje pochopit účel nového digitálního vybavení. Téměř každý slyšel o serverovém zařízení, ale málokdo z nás zná a rozumí principu jeho fungování a účelu.
Přístup k internetu je dnes tak důležitý, že si bez něj mnozí již nedokážou představit svůj život. Komunikace s příbuznými na druhé straně země, práce bankovního systému všech zemí světa, mobilní připojení, sociální média, odpověď na jakoukoli otázku nám dnes dává internet. Přístup k němu zajišťuje rozsáhlá počítačová síť propojená serverovým zařízením.
Funkce servisního zařízení
Serverové vybavení zahrnuje povinnou přítomnost „hlavního počítače“, který je prostřednictvím směrovačů a počítačové sítě propojen s dalšími osobními počítači. Hlavním účelem serverového zařízení je zajistit komunikaci mezi jakýmkoli osobním počítačem organizace a ostatními, přenos a ukládání velkého množství informací. Při provozu serverového zařízení je velmi důležité zajistit zaručené uchování důvěrná informace, zcela eliminuje ztrátu důležitých dat. Serverové zařízení musí fungovat nepřetržitě a nepřetržitě 24 hodin denně i v extrémních podmínkách. Výkon velkého množství úloh závisí na výkonu serveru.
Požadavky na serverovnu
Jak je patrné z hlavních funkcí vykonávaných „hlavním počítačem“, požadavky na výběr takového samostatného zařízení jsou nejvyšší. Počítač musí být velmi výkonný, s vysokým výkonem a musí být schopen pracovat nepřetržitě. Ideální provoz serverovny by byl, kdyby na samém začátku jejího nastavování a ladění softwaru byl stanoven proces plnění úkolů, které by následně nevyžadovaly zásah servisního personálu. Praktické zkušenosti ale potvrzují, že je potřeba mít mezi zaměstnanci počítačové odborníky a programátory.
Závisí na hardwaru serveru efektivní práce nejen ostatní počítače, ale celá společnost jako celek. Porucha jeho provozu může způsobit značné škody na celé produkci, než jsou náklady na samotné vybavení serverovny.
Jaké podmínky budou poskytnuty? Dobrá práce hardware serveru?
Pro zajištění základních funkcí serverového zařízení jsou vyžadovány následující podmínky:
Dostupnost samostatné místnosti pro instalaci serverového zařízení;
Požadovaný počet základních desek, RAID pole, pevné disky;
Udržování teploty potřebné pro práci;
Pracovníci specialistů v oboru výpočetní techniky.
Důležitou podmínkou dobrého výkonu je také včasné zlepšování serverového vybavení. Podniky specializující se na výrobu počítačů a jejich komponent vyvíjejí nové typy speciální procesory, racky pro pevné disky, základní desky, zesílené moduly RAM, speciální skříně.
Při výběru zařízení pro serverovnu by velkou chybou bylo zaměřit se na jeho cenu, a to jak vysokou, tak nízkou. Tento přístup je absolutně špatný. Chcete-li zajistit dobrý výkon serveru, musíte se řídit funkčními vlastnostmi komponentního zařízení. Bez rady zkušených specialistů to nemůžete udělat.
Server je podstatou konceptu.
Server (z anglického sloužit - obsluhovat) je softwarová a hardwarová součást výpočetního systému, která provádí servisní funkce v reakci na požadavky klienta a poskytuje mu otevřený přístup na určité zdroje.
Hlavním úkolem serveru je plnit požadavky klientů nebo programů. Server je čistě utilitární věc, která je navržena k provádění konkrétních úkolů. Hlavní vlastností serveru je provedení nebo řešení konkrétního úkolu. Proto doporučujeme nejprve určit úlohu, pro kterou bude následně vybrán konkrétní server.
Vyvážený server.
Vyvážený server je optimální kombinací výkonu, kvality a ceny, o kterou zákazník a prodejce usilují. Výběr takové kombinace je naším společným úkolem.
Úkol výběru optimálního serveru není triviální. Zohledňujeme mnoho faktorů, které si zákazník ani neuvědomuje.
Zákazník často nedostatečně posoudí rozsah úkolů nebo požaduje server podle určité specifikace, nikoli podle úkolů, které mu budou přiděleny. Proto je výběr serveru, stejně jako jeho samotná výroba, úkolem profesionálů. Naši specialisté čelí každý den široké škále úkolů a shromažďují a systematizují mnohaleté zkušenosti v této oblasti.
Taktika výběru serveru.
Tato taktika v první řadě spočívá ve stanovení řady úkolů, které bude server v budoucnu řešit, stejně jako potřebného rozpětí výkonu a možností škálování. Kromě toho musíte zjistit, zda klient potřebuje server s designem odolným proti chybám, a nakonec rozhodnout o rozpočtu. Pokud přidělené úkoly překročí přidělený rozpočet, pak specialisté úkoly upraví nebo navrhnou navýšení rozpočtu. Podstatným faktorem je škálovatelnost řešení, aby vyhovovalo stále se zvyšujícím požadavkům zákazníků. To vám umožní vyřešit problém s minimálními počátečními a následnými investicemi, čímž se sníží celkové náklady na hotové řešení.
Výše uvedená taktika v kombinaci se zkušenostmi a profesionalitou našich specialistů a manažerů umožňuje našim klientům získat přesně to řešení, které potřebují.
Zatím jsme mluvili o servery pouze v kontextu virtualizace a aplikací. V našich článcích často najdete pojmy jako: “ poštovní server““, „Proxy server“, „Web server“ atd. To znamená, že hlavní pozornost byla věnována přesně softwarový balík obsluhu požadavků uživatelů. Dnešní článek se zaměří na serverový hardware. Budeme mluvit o takových komponentách, jako je procesor, pevný disk, paměť, zvážíme typy serverů a pochopíme, jak se liší od osobních počítačů. Serveru jsou svěřeny tak důležité úkoly, jako je centralizované, bezpečné ukládání dat, řízení přístupu k informacím a nepřetržitý provoz kanceláře, takže k jeho výběru je třeba přistupovat zodpovědně.
Typické součásti, které server obsahuje, jsou obvykle podobné těm, které jsou součástí dodávky klientské počítače, jsou však kvalitnější a výkonnější.
Serverové komponenty
Klasifikace podle typu
- Podlaha/stůl
- Rackmount
- Blade servery
Všechny výše uvedené komponenty jsou umístěny ve skříni serveru. Ve skutečnosti jsou klasifikovány podle typu případu.
Používají se pro úkoly, které vyžadují malý počet serverů nebo pouze jeden, a když pro ně není žádná speciálně určená místnost (serverovna). Snadné sestavení a upgrade.
Kompaktní, navržený speciálně pro úsporu místa. Tyto skříně jsou vždy vyráběny na stejnou šířku 19 palců, aby se vešly do příslušných stojanů. Čím větší je výška racku, tím více serverů (Unit) do něj může být umístěno
Nejkompaktnější typ pouzdra. Všechny komponenty serveru jsou umístěny ve speciálním šasi (šasi), blízko sebe. Podvozek jim umožňuje přístup společné komponenty, například napájecí zdroje a síťové řadiče.
Pomocí serverového vybavení jsou data bezpečně vyměňována, ukládána a aktualizována v rámci jedné společnosti. Hlavními úkoly serverů jsou ukládání informací, ochrana před ztrátou informací a zpracování dat.
Jaké je vybavení?
Serverové vybavení je hardwarový komplex, který v závislosti na rozsahu konstrukce a architektury aplikace zahrnuje server a síťová zařízení s různými vlastnostmi. Nachází se na specializovaném vyhrazeném místě (místnostech), nazývaném serverovna.“
Moderní Hardware společnosti je umísťují do serverových skříní pro snadnou instalaci a úsporu místa. Tyto skříně jsou vybaveny zařízeními od předních průmyslových výrobců.
Technologické vybavení společnosti Dell je například modulární koncept pro sestavování serverů. Pokud komponenta serveru selže, lze ji snadno nahradit podobnou nebo upgradovanou komponentou.
Existují skříně pro montáž do věže a do racku s různými rozměry výšky (šířky).
Například kompaktní
Dell PowerEdge T13 , který může pracovat ve stísněných prostorách, ale s výkonem, který není z hlediska výkonu horší než zařízení v jiných variantách bydlení.
Při pohledu pod kryt skříně můžete najít známé uspořádání serverových komponent.
Případy osobních počítačů a serverů jsou si v mnoha ohledech podobné, ale zařízení v nich instalované řeší různé problémy. Počítač je úkolem jeho uživatelů. Server – úkoly pro stovky a tisíce připojených účastníků 24/7.
Instalace
Hotová hardwarová řešení se instalují samostatně nebo do specializované skříně (nebo racku), která kompaktně pojme několik serverů konkrétního šasi.
Nábytek je navíc vybaven malými dvířky ze skla nebo plastu, které umožňují přístup k částem systému.
Regály lze doplnit:
chladící systém;
Distributoři energie;
LED indikátory.
Kromě skříní pro montáž do racku lze serverovou montáž provést na strop nebo na stůl. Záleží na přiděleném prostoru a přání zákazníka. Instalace, uvedení do provozu a konfigurace softwaru jsou svěřeny profesionálům. Totéž platí pro síťové zařízení, které je propojeno propojovacími kabely s každým hardwarovým zařízením a prostřednictvím síťového zařízení je připojeno komunikačními kanály do globální sítě.