Компоненты в физическом центре обработки данных хранятся в серверах-стойках или блейд-серверах. Узнайте различия, какой тип среды вам нужен и какие серверы работают лучше всего.
Сервер — это компьютер, предназначенный для обработки централизованных корпоративных приложений и связи в загруженной бизнес-сети. Хотя любой компьютер может функционировать как сервер, компьютеры, спроектированные и построенные как серверы, обычно предоставляют высокопроизводительные вычислительные ресурсы, включая самые быстрые процессоры, большие объемы быстрой памяти, локальное дисковое хранилище или подключение к сетям хранения данных, а также большую пропускную способность сети. Такие обширные ресурсы позволяют серверу обрабатывать самые большие и сложные корпоративные приложения, одновременно обслуживая множество одновременных пользователей по всему предприятию.
Но каждый сервер требует физического присутствия в центре обработки данных — даже если этот центр обработки данных просто расположен в офисном шкафу. Серверы занимают место, требуют питания и охлаждения и должны быть подключены к остальной инфраструктуре центра обработки данных, оставаясь при этом легкодоступными для обслуживания и ремонта. Все эти вопросы влияют на форм-фактор сервера. Форм-фактор обычно представляет собой размер сервера, форму и упаковку, которые в целом влияют на то, как сервер физически установлен и подключен в центре обработки данных.
Существует два основных форм-фактора для серверов корпоративного класса: стойки и лезвия. Хотя форм-фактор не влияет напрямую на возможности сервера, для каждого из них есть желательные варианты использования и компромиссы. Давайте подробнее рассмотрим форм-факторы серверов стоек и лезвий и рассмотрим последствия каждого из них.
Что такое стоечный сервер?
Стоечный сервер — это сервер корпоративного класса, который спроектирован и построен так, чтобы вписаться в жесткую металлическую раму стандартного размера, называемую стойкой. Сегодня большинство стоек имеют отверстия шириной 19 дюймов. Нет никаких технических причин, по которым было выбрано значение 19 дюймов; размерная ширина просто стала фактическим стандартом десятилетия назад из 19-дюймовых стоек, используемых для размещения традиционного телекоммуникационного оборудования. Небольшая часть стоек имеет ширину 23 дюйма, но они встречаются редко. Таким образом, большинство стоечных серверов имеют ширину 19 дюймов и глубину до 24 дюймов.
Сегодня серверы вмещают больше компонентов, чем когда-либо. В то время как размеры серверов обычно ограничиваются 19 дюймами, чтобы соответствовать стандартной ширине стойки, серверы высокого класса становятся глубже. Стойки часто превышают 24 дюйма, достигая глубины более 36 — и даже до 48 — дюймов, чтобы разместить более глубокие серверы и по-прежнему размещать блоки распределения питания (PDU), кабели и другое оборудование, обычное для стоечных развертываний.
Остается только вопрос о высоте. Стоечные серверы проектируются и изготавливаются высотой, кратной 1,75 дюйма. Каждые 1,75 дюйма высоты называютсяединицей стойки (U). Например, стоечный сервер 1U имеет высоту 1,75 дюйма, стоечный сервер 2U — 3,5 дюйма и т. д. Базовые стоечные серверы часто используют форм-фактор 1U, в то время как более мощные стоечные серверы с большим количеством оборудования, например, многочисленными локальными дисками и дополнительными процессорами, могут использовать форм-фактор стойки 2U или больше.
По мере того, как физические серверы становятся больше, дополнительное физическое пространство, необходимое центрам обработки данных для их установки, часто обеспечивается за счет сочетания большей высоты сервера — большего количества стоечных единиц — а также большей глубины внутри самой стойки. Следовательно, важно учитывать физические размеры любого обновления серверной технологии и обеспечивать наличие достаточного пространства в стойке для размещения новых моделей серверов. Серверы, которые выше или глубже ожидаемых, могут привести к серьезным сбоям в развертывании, поскольку пользователям необходимо переместить или переместить близлежащие серверы.
Стоечные серверы устанавливаются в стойки с помощью фиксированных или раздвижных механизмов. Самый простой способ установки стоечного сервера — просто поместить сервер в стойку и прикрепить его болтами к стойке через фланцы, расположенные на передней части сервера. Это механически фиксирует сервер на месте, где его можно подключить к питанию и сетевым кабелям. Индикаторные дисплеи, локальные диски и воздухозаборники для охлаждения обычно располагаются на передней части стоечного сервера. Большинство разъемов и выпусков нагретого воздуха обычно располагаются на задней части стоечного сервера. Однако многие конструкции стоек имеют вертикальные альтернативы охлаждения.
Затем ряды стоек можно расположить в виде чередующихся рядов притока и оттока, что значительно повышает эффективность охлаждения крупных центров обработки данных.
Проблема с фиксированным монтажом заключается в том, что может быть неудобно и долго снимать сервер для модернизации, обслуживания или ремонта — любых действий, которые могут потребовать физического доступа к серверу. Доступ упрощается с помощью пар направляющих, таких как простые направляющие в любом ящике. С наборами соответствующих направляющих как на сервере, так и на стойке, сервер можно быстро и легко вставить или вынуть из стойки, зафиксировав на месте быстроразъемными зажимами.
Преимущества стоечных серверов
Стоечные серверы обеспечивают ряд убедительных преимуществ для корпоративных центров обработки данных:
- Жесткая установка. Каждый стоечный сервер имеет преимущество прочного, жесткого физического крепления в пределах стойки, например, PDU и объемов кабелей, которые можно маркировать и аккуратно прокладывать внутри стойки для более легкого управления и устранения неполадок.
- Широкие варианты использования. Стоечные серверы могут быть спроектированы и построены практически для любых нужд: от недорогих серверов 1U до высокопроизводительных вычислительных платформ с большим количеством локальных дисков в стоечных корпусах 3U.
- Гетерогенная поддержка. Поскольку 19-дюймовый форм-фактор стойки хорошо зарекомендовал себя как физический стандарт в серверной отрасли, любой поставщик серверов может производить серверы для стоек, которые можно установить в любую общую стойку. Это делает стойки хорошо подходящими для гетерогенных серверных сред.
Недостатки стоечных серверов
Хотя стоечные серверы являются стандартными, легкодоступными и подходят практически для любого варианта использования, парадигма монтажа в стойку также имеет некоторые потенциальные недостатки:
- Трудный доступ. К серверам, прикрученным к шасси стойки, нельзя легко или быстро получить доступ для обслуживания, ремонта или замены. Процесс требует длительного отключения и демонтажа, прежде чем компьютер можно будет заменить или обслужить.
- Слишком большой для небольших помещений. Стойка может быть громоздкой в небольших помещениях, таких как шкаф или тумба, и может быть крайне неэффективной, когда требуется всего несколько серверов, например, в удаленном офисе. Кроме того, необходимо решать проблему тепла, выделяемого стойкой серверов; в противном случае воздух в небольшом помещении быстро поднимется и может повредить серверы.
- Соображения по весу. Хотя пустая стальная стойка обычно довольно легкая, стойка, загруженная серверами, PDU, оборудованием для обработки воздуха и другим оборудованием, может концентрировать значительный вес на относительно небольшой площади пола. Это может представлять потенциальную структурную опасность для полов и физических пространств, специально не спроектированных с учетом потенциальной несущей способности.
Что такое блейд-сервер?
Blade-сервер — это сервер корпоративного класса, созданный с использованием небольшого и более модульного форм-фактора. Философия проектирования blade-сервера подчеркивает модульную простоту и быструю масштабируемость, которые жизненно важны для современного бизнеса. Эта философия привела к радикальному изменению способа организации ресурсов сервера.
Самое большое изменение в системе блейд-сервера — это разделение или дезагрегация компонентов сервера. Традиционный сервер упаковывает процессоры, память, ввод-вывод, диск, питание и другие компоненты в один корпус. Но архитектура блейд-сервера разделяет многие из этих подсистем на отдельные специально созданные модули.
Серверный модуль содержит в основном процессоры и память. Дисковый модуль обеспечивает хранение. Сетевой модуль управляет сетевым взаимодействием. Каждый из этих модулей устанавливается в общее шасси — корпус блейд-сервера или объединительную плату — которое содержит общий источник питания и обеспечивает все соединения, позволяющие модулям работать вместе. Все эти модули обычно называютблейдами из-за их длинного, узкого и вертикального вида.
Корпус лезвия — с шасси или объединительной платой — может поддерживать практически любую комбинацию компонентов лезвия. Таким образом, шасси может быть заполнено серверами лезвия или набором серверных, хранилищных или сетевых лезвий для составления оптимальной комбинации вычислительных ресурсов для удовлетворения потребностей бизнеса. Если для поддержки большего количества приложений требуется больше процессоров и памяти, добавьте несколько серверов лезвия. Если требуется больше хранилища, добавьте несколько лезвий хранения. Это означает, что капитал тратится на покупку необходимых ресурсов лезвия, а не на традиционные серверы, где некоторые компоненты могут быть неиспользованными или недоиспользованными.
В отличие от традиционных стоечных серверов, блейд-серверы подключаются только к общему шасси — объединительной плате — поэтому нет необходимости подключать блейд-сервер к кабелям питания и сети. Однако общее шасси блейд-серверов подключается к кабелям питания и сети, которые распределяются по блейд-модулям через общую объединительную плату. Дополнительные технологии, такие как горячая замена, позволяют снимать и заменять блейд-серверы, просто открывая защелку, вытаскивая блейд, а затем вставляя новый блейд и защелкивая его на месте. Таким образом, блейд-сервер может быть быстрее развернут для большей масштабируемости и более простого обслуживания.
Архитектура blade получила наибольший толчок от внедрения оптимизированных вычислительных технологий, таких как подходы конвергентной инфраструктуры и гиперконвергентной инфраструктуры (HCI). Такие технологии были направлены на преодоление общих проблем производительности и совместимости в гетерогенных средах центров обработки данных.
Идея конвергенции в основном заключается в создании предварительно интегрированной и предварительно оптимизированной смеси вычислительных, хранилищных и сетевых устройств, которые уже были протестированы для совместной работы. HCI пошла на шаг дальше, разработав устройства, специально предназначенные для высоких уровней интеграции; модульный подход blade является отличным форм-фактором для этого.
Интересно отметить, что многие шасси блейд-серверов часто можно установить в традиционную механическую стойку вместе с традиционными стоечными серверами и другими стоечными устройствами. Разница в том, что блейды вставляются и монтируются внутри шасси блейд-серверов, а не в самой стойке.
Преимущества блейд-серверов
Модульная природа блейд-серверов обеспечивает ряд интересных преимуществ для корпоративных центров обработки данных:
- Простая масштабируемость. После установки шасси blade — фрейма или объединительной платы — подключите серверы, хранилища и сетевые blade-модули, необходимые для поддержки рабочих нагрузок организации. Если организации требуется больше ресурсов, установите дополнительные blade-модули, подключая больше blade-модулей, пока шасси не заполнится. Если blade-модуль выйдет из строя, его можно заменить быстрее, чем стоечный сервер.
- Высокая степень оптимизации.Так же, как материнская плата традиционного сервера может размещать и организовывать компоненты для оптимизации производительности сервера, объединительная плата и соединения блейд-системы могут иметь важное значение для предоставления хорошо оптимизированной вычислительной платформы для высокоинтегрированных компонентов, таких как продукты HCI.
- Легко управляется. Управление неоднородной средой центра обработки данных может быть проблематичным, но высокий уровень интеграции, предлагаемый блейд-системами, позволяет управлять блейдами с помощью общего инструмента управления поставщика блейдов, часто поддерживающего некоторый уровень автоматизированного или программно-определяемого предоставления.
Недостатки блейд-серверов
Блейд-серверы стали популярными и широко применяются для широкого спектра корпоративных вычислительных задач, однако форм-фактор блейд-серверов также имеет ряд недостатков:
- Значительное тепло.Тщательно проверяйте места развертывания. Хотя одиночный блейд-сервер обычно потребляет меньше энергии и выделяет меньше соответствующего тепла, чем стоечный сервер, конструкция шасси блейд-сервера размещает много блейд-устройств в непосредственной близости. Это может привести к значительным нагрузкам по мощности и нагреву для всего шасси блейд-сервера. Следовательно, развертывание шасси блейд-сервера должно включать тщательное рассмотрение управления теплом и решение потенциальных горячих точек или локальных проблем с нагревом в местах развертывания шасси блейд-сервера.
- Ограниченный масштаб.Архитектуры блейдов основаны на идее масштабируемости, но шасси не так уж и велико — и вмещает лишь ограниченное количество блейд-серверов и других блейдов. Это означает, что масштабируемость блейд-шасси конечна, и только ограниченное количество блейд-шасси может быть последовательно соединено вместе для формирования общей логической сущности.
- Запатентованная привязка к поставщику. Хотя шасси blade-сервера часто изготавливается для установки в традиционную 19-дюймовую стойку, не существует единого стандарта в размерах blade-сервера или подключении объединительной платы. Таким образом, blade-модули от одного поставщика не обязательно работают в шасси другого поставщика. Аналогично, инструменты управления blade-серверами от одного поставщика не обязательно поддерживают blade-системы от другого поставщика. Это часто несет в себе потенциал нежелательной привязки к поставщику.
Стоечные и блейд-серверы: вердикт
Вопрос не в том, лучше ли серверы для стойки или блейд-серверы, а в использовании. Блейд-серверы часто предпочитают для задач, требующих максимальной вычислительной нагрузки в наименьшем физическом пространстве. Типичные примеры включают большие объемы веб-серверов или даже масштабируемые вычислительные задания, такие как машинное обучение или аналитика больших данных. Стоечные серверы остаются основным элементом высокопроизводительных вычислительных задач, где самые требовательные корпоративные рабочие нагрузки должны поддерживаться в производстве. Оба форм-фактора прекрасно сосуществуют в одной среде центра обработки данных.
