Блейд-сервер
Блейд -сервер — это урезанный серверный компьютер с модульной конструкцией , оптимизированной для минимизации использования физического пространства и энергии. В блейд-серверах удалено множество компонентов для экономии места, минимизации энергопотребления и других соображений, но при этом сохраняются все функциональные компоненты, которые можно считать компьютером . [1] В отличие от стоечного сервера, блейд-сервер помещается внутри блейд-корпуса , который может содержать несколько блейд-серверов, обеспечивая такие услуги, как электропитание, охлаждение, работа в сети, различные межсоединения и управление. Вместе блейд-модули и корпус блейд-серверов образуют блейд-систему, которая сама может монтироваться в стойку. Разные поставщики блейдов придерживаются разных принципов относительно того, что включать в сам блейд и в блейд-систему в целом.
В стандартной конфигурации серверной стойки одна единица стойки или 1U — ширина 19 дюймов (480 мм) и высота 1,75 дюйма (44 мм) — определяет минимально возможный размер любого оборудования. Основное преимущество и обоснование блейд-вычислений связано со снятием этого ограничения и снижением требований к размеру. Наиболее распространенный форм-фактор компьютерной стойки имеет высоту 42U, что ограничивает количество дискретных компьютерных устройств, непосредственно монтируемых в стойку, до 42 компонентов. Лезвия не имеют этого ограничения. По состоянию на 2014 год [update]С помощью блейд-систем достижима плотность до 180 серверов на блейд-систему (или 1440 серверов на стойку). [2]
Корпус лезвия [ править ]
Корпус (или шасси) выполняет многие неосновные вычислительные функции, имеющиеся в большинстве компьютеров. Неблэйд-системы обычно используют громоздкие, «горячие» и неэффективные компоненты и могут дублировать их на многих компьютерах, которые могут работать или не работать на полную мощность. За счет размещения этих служб в одном месте и совместного использования их между блейд-компьютерами общее использование становится выше. Особенности предоставления услуг зависят от поставщика.
Мощность [ править ]
Компьютеры работают в диапазоне напряжений постоянного тока, но коммунальные предприятия поставляют питание в виде переменного тока и при более высоких напряжениях, чем требуется для компьютеров. Для преобразования этого тока требуется один или несколько блоков питания (или блоков питания). Чтобы гарантировать, что выход из строя одного источника питания не повлияет на работу компьютера, даже серверы начального уровня могут иметь резервные источники питания, что опять-таки увеличивает объем и теплоотдачу конструкции.
Блок питания блейд-корпуса обеспечивает единый источник питания для всех блейд-модулей внутри корпуса. Этот единственный источник питания может использоваться в качестве источника питания в корпусе или в виде выделенного отдельного блока питания, подающего постоянный ток на несколько корпусов. [3] [4] Такая установка уменьшает количество блоков питания, необходимых для обеспечения отказоустойчивого электропитания.
Популярность блейд-серверов и их собственная потребность в энергии привели к увеличению количества стоечных источников бесперебойного питания (или ИБП), включая устройства, специально предназначенные для блейд-серверов (такие как BladeUPS ).
Охлаждение [ править ]
Во время работы электрические и механические компоненты выделяют тепло, которое система должна рассеивать, чтобы обеспечить правильное функционирование своих компонентов. Большинство блейд-корпусов, как и большинство вычислительных систем, отводят тепло с помощью вентиляторов .
Проблема, которую часто недооценивают при проектировании высокопроизводительных компьютерных систем, связана с конфликтом между количеством тепла, выделяемого системой, и способностью ее вентиляторов отводить тепло. Совместное питание и охлаждение блейда означает, что он не выделяет столько тепла, сколько традиционные серверы. Новее [update] блейд-корпусы оснащены вентиляторами с регулируемой скоростью и логикой управления или даже системами жидкостного охлаждения . [5] [6] которые регулируются в соответствии с требованиями к охлаждению системы.
В то же время повышенная плотность конфигураций блейд-серверов по-прежнему может привести к увеличению общих требований к охлаждению, когда стойки заполнены более чем на 50%. Это особенно актуально для лезвий раннего поколения. В абсолютном выражении полностью заполненная стойка блейд-серверов, вероятно, потребует большей мощности охлаждения, чем полностью заполненная стойка стандартных серверов 1U. Это связано с тем, что в одной стойке можно разместить до 128 блейд-серверов, в которых можно разместить только 42 стоечных сервера высотой 1U. [7]
Сеть [ править ]
Блейд-серверы обычно включают в себя встроенные или дополнительные контроллеры сетевых интерфейсов для Ethernet или хост-адаптеры для систем хранения данных Fibre Channel или адаптер конвергентной сети для объединения хранилища и данных через один интерфейс Fibre Channel over Ethernet . Во многих блейд-серверах по крайней мере один интерфейс встроен в материнскую плату, а дополнительные интерфейсы можно добавить с помощью мезонинных плат .
Корпус блейд-сервера может предоставлять отдельные внешние порты, к которым будет подключаться каждый сетевой интерфейс блейда. В качестве альтернативы блейд-корпус может объединять сетевые интерфейсы в межблочные устройства (например, коммутаторы), встроенные в блейд-корпус или в сетевые блейды . [8] [9]
Хранение [ править ]
Хотя компьютеры обычно используют жесткие диски для хранения операционных систем, приложений и данных, они не обязательно требуются локально. Многие методы подключения хранилища (например, FireWire , SATA , E-SATA , SCSI , SAS DAS , FC и iSCSI ) легко переносятся за пределы сервера, хотя не все из них используются в установках корпоративного уровня. Реализация этих интерфейсов подключения внутри компьютера создает те же проблемы, что и сетевые интерфейсы (действительно, iSCSI работает через сетевой интерфейс), и аналогичным образом они могут быть удалены из блейда и представлены индивидуально или объединены либо на шасси, либо через другие блейды .
Возможность загрузки блейда из сети хранения данных (SAN) позволяет использовать блейд полностью бездисковый, примером реализации которого является модульная серверная система Intel .
Другие лезвия [ править ]
Поскольку блейд-корпусы обеспечивают стандартный метод предоставления базовых услуг компьютерным устройствам, другие типы устройств также могут использовать блейд-корпуса. Блейды, обеспечивающие коммутацию, маршрутизацию, хранение, доступ к SAN и оптоволокну, могут быть вставлены в корпус, чтобы предоставлять эти услуги всем членам корпуса.
Системные администраторы могут использовать блейды хранения там, где существует потребность в дополнительном локальном хранилище. [10] [11] [12]
Использует [ править ]
Блейд-серверы хорошо функционируют для конкретных целей, таких как веб-хостинг , виртуализация и кластерные вычисления . Отдельные лезвия обычно допускают горячую замену . Поскольку пользователи имеют дело с более крупными и разнообразными рабочими нагрузками, они добавляют блейд-серверам больше вычислительной мощности, памяти и пропускной способности ввода-вывода. Хотя технология блейд-серверов теоретически позволяет создавать открытые системы разных производителей, большинство пользователей покупают модули, корпуса, стойки и инструменты управления у одного и того же поставщика.
Возможная стандартизация технологии может привести к расширению выбора для потребителей; [13] [14] по состоянию на 2009 год [update] Все большее число сторонних поставщиков программного обеспечения начало входить в эту растущую область. [15]
Однако блейд-серверы не решают все вычислительные проблемы. Их можно рассматривать как форму продуктовой серверной фермы , заимствованной из мэйнфреймов технологий упаковки, охлаждения и электропитания . Для очень больших вычислительных задач по-прежнему могут потребоваться серверные фермы из блейд-серверов, а из-за высокой плотности мощности блейд-серверов они могут еще сильнее страдать от проблем с отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха , которые затрагивают большие традиционные серверные фермы.
История [ править ]
Разработчики впервые разместили готовые микрокомпьютеры на картах и упаковали их в стандартные 19-дюймовые стойки в 1970-х годах, вскоре после появления 8-битных микропроцессоров . Эта архитектура использовалась в сфере управления промышленными процессами в качестве альтернативы миникомпьютеров системам управления на базе . Ранние модели хранили программы в EPROM и ограничивались одной функцией с небольшим исполнительным механизмом реального времени .
Архитектура VMEbus ( ок. 1981 г. ) определяла компьютерный интерфейс, который включал реализацию компьютера уровня платы, установленного на объединительной плате шасси, с несколькими слотами для подключаемых плат для обеспечения ввода-вывода, памяти или дополнительных вычислений.
В 1990-х годах группа производителей промышленных компьютеров PCI PICMG разработала структуру шасси/лезвий для появившейся тогда шины взаимодействия периферийных компонентов PCI под названием CompactPCI . CompactPCI был изобретен корпорацией Ziatech из Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, и стал отраслевым стандартом. Общим для этих компьютеров на базе шасси был тот факт, что все шасси представляло собой единую систему. Хотя шасси могло включать в себя несколько вычислительных элементов для обеспечения желаемого уровня производительности и резервирования, всегда была одна ответственная главная плата или два резервных резервных главных устройства, координирующих работу всей системы. Более того, эта системная архитектура обеспечивала возможности управления, отсутствующие в типичных компьютерах, монтируемых в стойку, и гораздо больше похожих на системы сверхвысокой надежности, управление источниками питания, охлаждающими вентиляторами, а также мониторинг состояния других внутренних компонентов.
Потребности в управлении сотнями и тысячами серверов в развивающихся Интернет-центрах обработки данных, где просто не существовало рабочей силы, необходимой для того, чтобы идти в ногу с новой серверной архитектурой. В 1998 и 1999 годах эта новая архитектура блейд-серверов была разработана в компании Ziatech на основе их платформы Compact PCI для размещения до 14 «блейд-серверов» в стандартном 19-дюймовом шасси высотой 9U, что позволяет в этой конфигурации разместить до 84 серверов в стойке. стандартная 19-дюймовая стойка на 84 стойки. Эта новая архитектура принесла с собой набор новых интерфейсов к аппаратному обеспечению, специально предназначенных для обеспечения возможности удаленного мониторинга состояния и производительности всех основных сменных модулей, которые можно было менять/заменять во время работы системы. Возможность изменять/заменять или добавлять модули в системе во время ее работы называется «горячей заменой». Уникальные для любой другой серверной системы, блейд-серверы Ketris прокладывают Ethernet через объединительную плату (куда подключаются блейд-серверы), устраняя необходимость использования более 160 кабелей в одной 19-дюймовой стойке на 84 стойки. Для крупного центра обработки данных десятки тысяч Ethernet кабели, склонные к сбоям, будут исключены. Кроме того, эта архитектура предоставит возможность удаленно инвентаризировать модули, установленные в системе, в каждом системном шасси без работы блейд-серверов. Эта архитектура обеспечивает возможность подготовки (включения питания, установки операционных систем и прикладного программного обеспечения). ) (например, веб-серверы) удаленно из центра сетевых операций (NOC). Архитектура системы, когда была анонсирована эта система, называлась Ketris, по имени. Меч Кетри , носимый кочевниками таким образом, чтобы при необходимости его можно было очень быстро вытащить. Впервые предложено Дэйвом Боттомом, разработано командой инженеров Ziatech Corp в 1999 году и продемонстрировано на выставке Networld+Interop в мае 2000 года. На архитектуру блейд-сервера Ketris были выданы патенты. [ нужна цитата ] . В октябре 2000 года компания Ziatech была приобретена корпорацией Intel, и системы блейд-серверов Ketris стали продуктом группы Intel Network Products Group. [ нужна цитата ]
PICMG расширила спецификацию CompactPCI за счет использования стандартного Ethernet-соединения между платами через объединительную плату. Спецификация объединительной платы коммутации пакетов PICMG 2.16 CompactPCI была принята в сентябре 2001 года. [16] Это обеспечило первую открытую архитектуру для многосерверного шасси.
Второе поколение Ketris будет разработано в Intel как архитектура для телекоммуникационной отрасли, поддерживающая создание базовых телекоммуникационных услуг на базе IP и, в частности, создание сотовой сети LTE (Long Term Evolution). Затем PICMG разработала более крупную и многофункциональную спецификацию AdvancedTCA , ориентированную на потребность телекоммуникационной отрасли в высокодоступной и плотной вычислительной платформе с увеличенным сроком службы продукта (более 10 лет). Хотя системы и платы AdvancedTCA обычно продаются по более высоким ценам, чем блейд-серверы, эксплуатационные затраты (рабочие силы для управления и обслуживания) значительно ниже, при этом эксплуатационные расходы часто затмевают стоимость приобретения традиционных серверов. AdvancedTCA продвигает их для телекоммуникационных клиентов, однако в реальной реализации в Интернет-центрах обработки данных, где тепловые, а также другие затраты на обслуживание и эксплуатацию стали непомерно высокими, эта архитектура блейд-серверов с удаленной автоматической подготовкой, мониторингом работоспособности и производительности и управлением будет значительно меньшие эксплуатационные расходы. [ нужны разъяснения ]
Первая коммерциализированная архитектура блейд-сервера [ нужна цитата ] был изобретен Кристофером Хиппом и Дэвидом Киркеби , а их патент был передан хьюстонской компании RLX Technologies . [17] RLX, состоявшая в основном из бывших сотрудников Compaq Computer Corporation , в том числе Хиппа и Киркеби, поставила свой первый коммерческий блейд-сервер в 2001 году. [18] RLX была приобретена Hewlett-Packard в 2005 году. [19]
Название блейд-сервера появилось, когда карта включала в себя процессор, память, ввод-вывод и энергонезависимое хранилище программ ( флэш-память или небольшой жесткий диск (и)). Это позволило производителям упаковать полный сервер с его операционной системой и приложениями на одной карте/плате/блейд-сервере. Эти блейды смогут работать независимо в одном шасси, более эффективно выполняя работу нескольких отдельных серверных блоков. В дополнение к наиболее очевидному преимуществу такой упаковки (меньшее потребление места), стали очевидны дополнительные преимущества эффективности в области электропитания, охлаждения, управления и сети благодаря объединению или совместному использованию общей инфраструктуры для поддержки всего шасси, а не предоставления каждого из них на каждый серверный блок.
В 2011 году исследовательская фирма IDC определила основных игроков на рынке блейд-серверов: HP , IBM , Cisco и Dell . [20] Другие компании, продающие блейд-серверы, включают Supermicro , Hitachi .
Модели лезвий [ править ]
Известными брендами на рынке блейд-серверов являются Supermicro , Cisco Systems , HPE , Dell и IBM , хотя последняя продала свой x86 бизнес по производству серверов компании Lenovo в 2014 году после продажи линейки потребительских ПК компании Lenovo в 2005 году. [21]
В 2009 году Cisco анонсировала блейд-серверы в своей линейке продуктов Unified Computing System , состоящей из шасси высотой 6U и до 8 блейд-серверов в каждом шасси. У него был сильно модифицированный коммутатор Nexus 5K , переименованный в межсетевое соединение, и программное обеспечение для управления всей системой. [22] Первоначальная линейка HP состояла из двух моделей шасси: c3000, который вмещал до 8 линейных блейд- серверов ProLiant половинной высоты (также доступен в форме башни), и c7000 ( 10U ), который вмещал до 16 блейд-серверов ProLiant половинной высоты. M1000e Продукт Dell, , представляет собой модульный корпус высотой 10U, вмещающий до 16 блейд- серверов PowerEdge половинной высоты или 32 блейд-серверов четверть высоты.
См. также [ править ]
- Блейд-ПК
- Блейд-система HP
- Мобильный модуль PCI Express (MXM)
- Модульная электроника для ящиков
- Слишком много
- Серверный компьютер
Ссылки [ править ]
- ^ «Сеть центров обработки данных — Руководство по проектированию соединений и топологии» (PDF) . Enterasys Networks, Inc., 2011. Архивировано из оригинала (PDF) 5 октября 2013 г. Проверено 5 сентября 2013 г.
- ^ «HP обновляет серверную платформу Moonshot оборудованием ARM и AMD Opteron» . Острый Бизнес Медиа Лимитед. 9 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 16 апреля 2014 г. Проверено 25 апреля 2014 г.
- ^ «Инфраструктура HP BladeSystem p-класса» . Архивировано из оригинала 18 мая 2006 г. Проверено 9 июня 2006 г.
- ^ Модульная система Sun Blade
- ^ Солнечная энергия и охлаждение
- ^ «Технология HP Thermal Logic» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 января 2007 г. Проверено 18 апреля 2007 г.
- ^ «HP BL2x220c» . Архивировано из оригинала 29 августа 2008 г. Проверено 21 августа 2008 г.
- ^ Независимый ввод-вывод Sun
- ^ HP Virtual Connect
- ^ IBM BladeCenter HS21. Архивировано 13 октября 2007 г., на Wayback Machine.
- ^ «Блейд-хранилище HP» . Архивировано из оригинала 30 апреля 2007 г. Проверено 18 апреля 2007 г.
- ^ Лезвие для хранения Верари
- ^ http://www.techspot.com/news/26376-intel-endorses-industrystandard-blade-design.html TechSpot
- ^ «Dell призывает к стандартам блейд-серверов» . news.cnet.com . Архивировано из оригинала 26 декабря 2011 г.
- ^ https://www.theregister.co.uk/2009/04/07/ssi_blade_specs/ Реестр
- ^ Спецификации PICMG. Архивировано 9 января 2007 г. на Wayback Machine.
- ^ US 6411506 , Хипп, Кристофер и Киркеби, Дэвид, «Система и метод шасси веб-сервера высокой плотности», опубликовано 25 июня 2002 г., передано RLX Technologies.
- ^ «RLX помогает центрам обработки данных перейти на блейды» . АРН. 8 октября 2001 года . Проверено 30 июля 2011 г.
- ^ «HP приобретет RLX для поддержки лезвий» . www.informationweek.com. 3 октября 2005 г. Архивировано из оригинала 3 января 2013 г. Проверено 24 июля 2009 г.
- ^ «По данным IDC, доходы мирового рынка серверов выросли на 12,1% в первом квартале, поскольку рыночный спрос продолжает улучшаться» (пресс-релиз). ИДЦ. 24 мая 2011 г. Архивировано из оригинала 26 мая 2011 г. Проверено 20 марта 2015 г.
- ^ «Переход x86 на Lenovo» . IBM.com . Проверено 27 сентября 2014 г.
- ^ «Cisco раскрывает возможности виртуализации с помощью первой в отрасли унифицированной вычислительной системы» . Пресс-релиз . 16 марта 2009 года. Архивировано из оригинала 21 марта 2009 года . Проверено 27 марта 2017 г.
Внешние ссылки [ править ]
компьютеров Размеры и классы | |
|---|---|
| Микро | |
| Средний уровень | |
| Большой | |
| Другие | |
