Лаборатория БЭСМ

!! Мы работаем С 11 до 19 часов ежедневный день, кроме СУББОТЫ и ВОСКРЕСЕНЬЯ !!

Серверы на основе процессоров Intel: история возникновения, определение, предъявляемые домогательства, изображение основных подсистем.

чтобы лучше понять, что такое нынешние серверы, кратко рассмотрим историю их возникновения. Изначально, вся электронная отделка известных проходила на сильных ЭВМ - мейнфреймах, у пользователей был лишь терминал для доступа к известным. Мейнфреймы (mainframe - главная стойка (англ.)) представляли собой сильные, общие ЭВМ для одновременного обслуживания нескольких тысяч пользователей. Первая особенность их архитектуры - сбалансированность, что достигалось с помощью дополнительного процессора на уровне канала, который синхронизируется с вычислительным процессором по прерываниям. Обращаясь к канальному процессору за известными, вычислительный процессор в это время переключался на расчеты для одинаковых загадок. Терминал представлял собой алфавитно-цифровой дисплей и клавиатуру, которые подключались к мейнфрейму. Мейнфреймы поставляли несколько компаний: Hitachi, Amdahl, IBM и др. Как начало, их продукция была несовместима между собой.

Компании были замкнуты на решения одного подрядчика, который поставлял все аппаратное и программное обеспечение. Компьютерные системы были очень драгоценными, а переход с одной системы на иную был очень болезненным. В 1971 г. компанией Intel был разработан первый микропроцессор (i4004), что сделало достижимым появление персонального компьютера - IBM PC. С ростом мощности и числа ПК произошел постепенный переход от централизованной отделки информации к распределенной (на ПК). Терминалы стали замещаться ПК, а от мэйнфреймов постепенно отказались.

Однако с ростом числа ПК и их мощности, развитием локальных сетей, вновь возникла потребность в централизованном хранении и отделке известных.

Появилась необходимость в сервере для персональных компьютеров. Сервер - строение в сети, предназначенное для обслуживания доступа к всеобщим доходам (файлы, принтеры, базы известных, добавления и т. д.).

Изначально распространение получили файловые серверы, где пользователи хранили свои известные и обменивались ими. С ростом глобальной компьютерной сети Интернет возникло новое веяние - телекоммуникационные серверы (веб серверы, ftp, доменных имен, почтовые). С развитием СУБД, в державу изменения формата хранения и доступа к известным, файловые серверы утратили свою популярность, и их во многом заменили серверы баз известных. Файловые серверы остаются и по сей день, но они приобрели второстепенное значение - их используют лишь для хранения пользовательских файлов и разных архивов. В последнее время выросла популярность терминальных серверов- ПК пользователей служат лишь терминалом для отображения и ввода известных, а все пользовательские загадки выполняются на сервере. Подобным ликом достигается большая экономия на ПК (на роль терминала годятся даже маломощные компьютеры), снижаются затраты на установку и поддержку программного обеспечения, решаются уроки конфиденциальности и сохранности известных.

Для снижения совокупной стоимости владения (TCO), куда входят затраты на оборудование, программное обеспечение и обслуживание техники, многие компании сегодня возвращаются к централизованной отделке известных. Но теперь нет замкнутости на одном подрядчике аппаратного и программного обеспечения, на рынке есть просторный отбор решений от разных фирм.

Сервер стал опасным элементом в современной инфраструктуре отделки известных, отказ которого приводит к серьезным скоротечным, а значит и финансовым утратам.

Простои сервера можно условно разделить на две категории: плановые и внеплановые. Плановые связаны с выполнением регламентных работ на сервере: профилактическое обслуживание, модернизация и т.д.

Используя сервер, собранный из действительных серверных компонентов, можно сократить плановые и внеплановые простои. Например, при выходе из склада одного из вентиляторов, правитель может заменить его, не выключая сервер. То же самое можно проделать и с блоками питания, если они поддерживают резервирование, с жесткими дисками и картами расширения PCI-X и PCI Express.

Внеплановые простои возникают в инциденте отказа сервера. Вины отказа могут быть разными, настоящие распространенные - перегрев компонентов из-за приостановки вентиляторов или отказ дисковой подсистемы из-за выхода из склада одного или нескольких дисков. К отказам могут приводить и сбои программного обеспечения, вызванные некорректной конфигурацией заключительного. До сих пор в России имеют пространство ситуации, когда сервер параллельно служит рабочей станцией системного правителя, что приводит к установке бесполезного программного обеспечения, разным системным конфликтам, т. е. надежность системы катастрофически падает.

Виной отказа может стать и умышленная удаленная атака на сервер с целью парализовать его работу. Подобная атака может производиться как из локальной сети, так и из сети Интернет (если локальная сеть имеет выход в глобальную сеть).

В инциденте простоя основного рабочего сервера финансовые утраты условно можно рассчитать последующим ликом:
утраты = число пользователей работающих с сервером * средняя зарплата в час пользователя * число часов.
Сюда же можно приплюсовать утраты от несовершенных операций, пени, неустойки и т.д.

Наихудший вариант - простой, сопровождающийся утратой известных. Зачастую, известные могут стоить дороже, чем настоящий нынешний сервер. чтобы предотвратить известную ситуацию, необходим неизменный бэкап известных на ленточные накопители или иные строения хранения-CDRW, DVD-RW и др.

В 1995 г. компанией Intel, лидирующим подрядчиком микропроцессоров, был разработан процессор Pentium Pro (150МГц, 512Кб кэш), позиционирующийся как серверный. Он отличался от десктопных аналогов кэшем и продвинутой архитектурой, частично заимствованной у процессоров с архитектурой RISC. В Pentium Pro Intel впервые включил технологию динамического исполнения (Dynamic Execution), то есть инструкции могут исполняться не только последовательно, но и параллельно с помощью прорицания ветвей кода и переупорядоченного исполнения инструкций. Тем настоящим значительно повысилась эффективность процессора - число команд, выполняемых за такт.

Дальнейшим нововведением стал большой встроенный кэш L2. Для серверных систем наличие большего кэша является очень значительным. Процессоры всегда работают на частотах в несколько раз превышающих частоту памяти. Половина инструкций стандартных добавлений представляет собой команды работы с памятью - загрузку и выгрузку известных (Load-Store). Работа с памятью происходит по следующей схеме: если известные не были найдены в кэше L1, то следует обращение к кэшу L2, на это уходит 9-16 процессорных циклов, если известных нет и в кэше L2, то на обращение к памяти уходит до 150 процессорных циклов, в течение каких процессор ждет известные. Большой кэш L2 повышает вероятность беглого доступа к известным, следовательно, увеличивает эффективность работы процессора.

Можно говорить о том, что Intel впервые применяет и обкатывает свои небывалые продвинутые технологии именно на серверных процессорах, потом эти технологии постепенно распространяются и на десктопы. Это уже произошло с интегрированным кэшем L2, динамическим исполнением, многопоточностью (hyper-threading). На очереди 64 битная адресация памяти (ЕM64Т).

За Pentium Pro последовали иные серверные процессоры: в 1998 г. - Intel Pentium II Xeon (400-450МГц, 1-2Мб кэш), Pentium III Xeon (700-900Мгц, 1-2Мб кэш). В 2001 г. был выпущен серверный аналог Pentium 4, Хeon, который развивается и используется и в настоящее время.

Подобным ликом, Intel уже 9 лет разрабатывает серверные процессоры и материнские платы. С 1999 г. Intel, чтобы расширить свой серверный бизнес, начинания разрабатывать и производить серверные корпуса, а в 2001 г. впервые самостоятельно разработала серверный чипсет - E7500. До этого Intel и иные виновники серверных материнских плат использовали серверные чипсеты фирмы ServerWorks (деление компании Broadcom). С появление чипсетов E7500 и E7501 Intel дельно полностью вытеснила ServerWorks с рынка двухпроцессорных чипсетов. Сегодня чипсеты ServerWorks широко используются только в многопроцессорных системах на Xeon MP.

Нынешние чипсеты Intel условно можно разделить на серверные и десктопные. В серверных чипсетах рамы ввода-вывода PCI-X напрямую соединены с MCH (Memory Controller Hub), в десктопных это всегда делается через южный мост (ICH-I/O controller HUB). В чипсетах для серверов начального уровня (E7210, 875P) гигабитный адаптер Ethernet напрямую подключен к MCH, чтобы сбалансировать нагрузку и разгрузить ICH.

Рисунок 1. Сопоставление архитектуры чипсетов для двухпроцессорных серверов (E7500), однопроцессорных серверов начального уровня (E7210) и десктопных чипсетов Intel (I845).

К действительному времени серверные решения от Intel достигли степени зрелости: появились обыкновенные отверстые стандарты на единичные серверные подсистемы: IPMI (удаленное управление), SSI (блоки питания и корпуса), DMI (управление и инвентаризация системы).

Теперь рассмотрим главные домогательства, предъявляемые к серверу, сложившиеся на известный момент:

1. Надежность
2. Быстродействие
3. Управляемость
4. Расширяемость

1. Надежность

Благодаря чему в серверах достигается надежность:

• Использование особенных серверных компонентов, которые проходят более тщательное тестирование.
• Резервирование компонентов: дублированные блоки питания, вентиляторы, жесткие диски.
• Память с контролем четности (ECC) позволяет автоматически исправлять однобитовые опечатки
• Удаленное управление и диагностика сервера (возможность просмотра температуры, скорости вращения вентиляторов, извещения о опасных сбоях)

2. Быстродействие

На известный момент, быстродействие является одним из настоящих <непрочных> серверных показателей. Сервера начального уровня по процессорной мощности могут не отличаться, а иногда даже уступать обыкновенным ПК, так как для выполнения неких серверных загадок не требуется большой вычислительной мощности.

Рассмотрим настоящие распространенные серверные роли и нагрузки на разные подсистемы в ходе их выполнения:

Таблица 1. Относительные уровни нагрузки на разные серверные подсистемы в зависимости от роли сервера. (1-наименьшая нагрузка, 3-наибольшая.)

Подобным ликом, мы можем выявить три серверных загадки, где процессорной мощности нынешнего офисного компьютера может быть достаточно:

• файл-серверы
• файрволы
• почтовые серверы

Но с ростом числа пользователей, и, соответственно, нагрузки, для выполнения известных загадок может потребоваться полноценный сервер.

Посмотрим, что произойдет, если установить в свойстве сервера баз известных сильный десктоп. Механизм работы сервера баз известных условно можно описать последующим ликом: к серверу по сети поступил запрос, в оперативную память с накопителей подгружаются надобные известные, следует их отделка. Измененные известные необходимо записать на накопители, сделать отметку в логе о совершенной транзакции и отдать по сети известные обратно. При большом числе одновременных запросов критически важной становится возможность сервера выполнять несколько потоков добавлений одновременно, беглый доступ к известным (большое число оперативной памяти) и беглая и надежная дисковая подсистема.

Пропускная способность <десктопной> рамы PCI - 133 Mб/c., что легко <съедается> строениями ввода-вывода.

Гигабитная сетевая карта имеет максимальную пропускную способность в 125 Мб/c., соответственно, две гигабитных карты, работающие одновременно, дадут уже 250 Мб/c. Если сюда приплюсовать еще и трафик от винчестеров - в инциденте IDE до 40-60 Мб/c., SCSI до 60-70 Мб/c. Если используется RAID контроллер с несколькими винчестерами в массиве, то трафик по раме увеличится пропорционально их числу. Причем сервер должен обслуживать весь этот трафик одновременно. Как мы уже выяснили ранее, десктопные чипсеты имеют одну всеобщую раму ввода-вывода, подобным ликом, картам расширения приходится конкурировать за пропускную способность рамы, какая становится <тесным пространством>. В свою очередь для сервера характерно наличие нескольких беспричинных <просторных> рам ввода-вывода, сейчас это PCI-X, в грядущем PCI Express.

Итак, быстродействие в действительном сервере обеспечивается последующим ликом:

• Использование двух и более процессоров
• Наличие несколько беспричинных рам PCI-X или PCI Express
• Возможность использования объемов оперативной памяти

3. Управляемость.

• Возможность удаленно (по сети) получать информацию о температуре процессоров, материнской платы; скорости вращения вентиляторов.
• Правитель может устанавливать разные варианты получения предостережений (по электронной почте, на пейджер, SNMP Alerts), о событиях, происходящих на сервере- приостановке вентиляторов, перегреве процессоров, вскрытии шасси и т.д.
• Удаленное включение/выключение, перезагрузки сервера, просмотр журнала событий, диагностика, обновление микрокодов.

4. Расширяемость.

• Возможность использования нескольких процессоров
• Возможность установки большого числа модулей памяти
• Несколько беспричинных рам: PCI, PCI-X для установки дополнительных карт расширения.

Так, мы можем убедиться, что для выполнения всех четырех домогательств необходим действительный, полноценный сервер. Установка в свойстве рабочего сервера сильного ПК дает баснословную простое экономию, какая потом <съедается> расходами на его обслуживание и модернизацию.

Таблица 2. Сопоставление возможностей ПК, рабочей станции и сервера Из чего состоит нынешний сервер: изображение основных компонентов и подсистем.

У пользователей часто возникает урок - почему серверы стоят гораздо дороже, чем обыкновенные сильные компьютеры? В чем их предпочтение от офисных ПК и почему действительные серверы лучше. Ответить на этот урок можно лишь описав главные компоненты, <кубики> из каких строится сервер. Попытаемся дать краткое изображение основных серверных компонентов и подсистем. Корпуса.

Существует два основных лика серверных корпусов: стоечные и пьедестальные. Пьедестальные корпуса (pedestal) - стандартные <вышки>, отличающиеся от корпусов ПК лишь размерами, более емкой корзиной для накопителей и более качественным охлаждением. На нынешний день пьедестальные корпуса теряют популярность, их пространство занимают стоечные корпуса (rackmount). Они предназначены для установки в 19-дюймовую телекоммуникационную стойку или шкаф. Как начало, стоечные корпуса комплектуются рельсами, позволяющими выдвигать серверы для проведения сервисных работ. Подобные корпуса занимают меньше пространства и удобнее в обслуживании. Их вышина измеряется в юнитах (U). Один юнит равен 44,5 мм. Настоящие распространенные размеры стоечных корпусов: 1U, 2U, 4U и 5U. Блоки питания

Серверные компоненты (процессоры, жесткие диски, материнские платы и др.), в державу своей высокой производительности потребляют больше электроэнергии, чем их аналоги для офисных ПК. Следовательно, для серверов требуются более сильные и надежные ключи питания. Серверные процессоры Xeon потребляют до 120Вт, жесткие диски SCSI до 20Вт, материнские платы до 40Вт. Путем несложных подсчетов мы можем прийти к выводу, что минимальная мощность ключа питания для однопроцессорных систем должна составлять 300Вт, для двухпроцессорных- от 400Вт и выше, в зависимости от конфигурации.

В целях повышения надежности в серверах зачастую используют ключи питания с резервированием (redundant). В инциденте выхода из склада одного ключа питания, в деяние вступает дополнительный, при этом питание не теряется. Правителю на консоль поступает известие об отказе одного из ключей, что дает ему возможность оперативно заменить неисправную часть и восстановить резервирование. Соответственно, в известном инциденте ключи питания поддерживают возможность <горячей> замены, без выключения сервера. Материнские платы

Выкроек-посредник

В серверных системах используются материнские платы двух выкроек-посредников: ATX(E-ATX) и SSI. ATX более бывалый и обыкновенный стандарт, первым ликом ориентированный на ПК. Сегодня на его базе создают лишь серверные платы начального уровня. SSI (Server System Infrastructure) - особенный стандарт на серверные компоненты (блоки питания и корпуса), активно продвигаемый Intel. Введение отверстого стандарта SSI должно упростить изделие небывалых серверных корпусов и блоков питания, тем настоящим повлечь за собой уменьшение издержек и конечной платы для пользователя.

Видимое предпочтение материнских плат двух стандартов заключается в различных разъемах питания: 20-контактный у ATX(E-ATX), и небывалый 24-контактный у SSI. Отличается также и размер платы - SSI это всегда 12"x13", ATX- 12"x9.8", E-ATX-12"x13". В законе возможно подключение SSI блока питания к ATX плате и наоборот, через особенные переходники, поскольку разъем SSI фактически представляет собой разъем ATX+дополнительные контакты для 3.3В и 5В.

Поддерживаемые рамы ввода-вывода

Одним из посредников, влияющих на плату материнской платы, являются поддерживаемые ею рамы. Для плат начального уровня (однопроцессорных) характерно наличие стандартной PCI рамы, хотя с выходом небывалого чипсета Intel E7210, рама PCI-X впервые появилась и на однопроцессорных материнских платах. На более продвинутых (двухпроцессорных) платах существуют несколько беспричинных рам PCI-X. В грядущем (конец 2004-2005 гг.) все серверные платы в вежливом порядке будут использовать небывалую подходящую раму PCI Express. Действительно, PCI Express несет много достоинств:

• Неестественная пропускная способность- 200 Мб/c на канал, сертифицированы 1,2,4,8,16 и 32х канальные варианты разъемов. Рама полнодуплексная, т.е. известные могут передаваться <туда> и <обратно> одновременно, пиковая скорость может достигать 6,4 Гб/c.
• Поддержка строя <горячей> замены карт расширения
• Заложены возможности контроля целостности передаваемых известных (CRC)

Таблица 3. Условные характеристики рам передачи известных

чипсет

Изначально, рынок серверных чипсетов безраздельно принадлежал компании ServerWorks. Но с выходом Intel Xeon и с выпуском чипсета E7500, лидерство на рынке чипсетов для двухпроцессорных плат перешло к Intel. На известный момент ServerWorks присутствует лишь на рынке 4-х процессорных серверов с чипсетом Grand Champion HE.

На известный момент на рынке двухпроцессорных систем присутствуют два чипсета от Intel: E7501 для серверного сегмента и E7505 для рабочих станций (поддерживает AGP Pro 8x). Анонсированы и скоро поступят в продажу платы на основе небывалых чипсетов Intel E7520 и E7320. Известные чипсеты поддерживают память DDR-2 (400 МГц) - пиковая пропускная способность увеличивается на 20% и достигает 6,4Гб/c, на 40% снижается энергопотребления по сопоставлению с памятью DDR. чипсеты также поддерживают раму PCI Express.

Для устройства однопроцессорных систем используются чипсеты Intel 875P и Intel E7210.

Таблица 4. Технические характеристики серверных чипсетов фирмы Intel

Управление

Возможность беспричинного от операционной системы удаленного мониторинга и управления является исключительно важной для серверов. На нынешний день возможно дистанционно (по сети) получать информацию о температуре процессоров, материнской платы; скорости вращения вентиляторов и др. параметрах сервера. Правитель может устанавливать разные варианты получения предостережений (по E-mail, на Pager, SNMP Alerts), о событиях на сервере: приостановке вентиляторов, перегреве процессоров, вскрытие шасси. Существует возможность удаленного включения/выключения, перезагрузки серверов. Причем эти функции доступны даже при выключенном сервере, если он подключен к локальной сети или специальной сети управления, и на него подается дежурное старание. В грядущем, планируется введение дополнительных функций, например, системные правители получат возможность удаленно (по сети) получать доступ к экрану и консоли управления сервером, обновлять BIOS и др. функции.

Некие виновники интегрируют функционал для удаленного управления на материнских платах (Intel). Иные компании придерживаются более упругого подхода - функции управления реализуются докупаемой особенно дочерней платой (Tyan). В грядущем и Intel планирует перейти на похожую схему. Причем у Intel будут присутствовать разные лики дочерних плат, отличающихся поддерживаемым функционалом дистанционного управления. Оперативная память

Для серверов характерна поддержка объемов памяти. Многие добавления (SQL-серверы, веб-серверы и др.) для ускорения операций подгружают максимальный объем известных в оперативную память. У файловых серверов в оперативной памяти размещается файловый кэш, ускоряющий доступ к известным пользователя. У терминал серверов на основе Windows на ежедневную пользовательскую сессию отводится как минимум 32 Мб оперативной памяти плюс 256 Mb на операционную систему. Нетрудно подсчитать, что для функционирования терминал-сервера на 50 пользователей необходимо, как минимум, 2 гигабайта памяти. Обычно на двухпроцессорных платах присутствуют от 4-х до 8 разъемов для модулей памяти. Соответственно, максимальный объем может достигать 16 Гб. Хотя на практике, использование более 4-х Гб памяти на 32-битных системах не оптимально. С помощью технологии Physical Address Extensions (PAE) в 32-битных системах можно использовать до 64 Гб памяти, но с утратами быстродействия.

Все серверные платы поддерживают память с контролем четности (ECC). Память с ECC позволяет исправлять единые битовые опечатки и информировать о двойных, тем настоящим, обеспечивая отказоустойчивость сервера. На двухпроцессорных серверах используется особенная регистровая память. Предпочтение от обычной состоит в том, что на ней присутствуют регистры (буферы) контролирующие деление знака по всем чипам памяти. Соответственно, буферы увеличивают остановку работы с памятью, но увеличивают надежность доступа к памяти, что критично для серверов. Также, благодаря наличию регистров, чипсет может поддерживать большее число слотов памяти. Подобным ликом, двухпроцессорные сервера используют регистровую память с контролем четности. В однопроцессорные сервера ставят обыкновенную память с поддержкой ECC или без нее. Процессоры

Для устройства 32-битных однопроцессорных систем сегодня используется Intel Pentium 4, для двухпроцессорных - Xeon DP, для четырехпроцессорных и более - Xeon MP. Фактически Intel Xeon представляет собой Intel Pentium 4, но с включенным блоком многопроцессорности (SMP). Xeon DP на основе 130 нм. технологии поддерживает 533 раму, кэш L2-512Кб и L3-1,2 Мб. Недавно появившийся Xeon DP на основе 90 нм. тех. спора (Nocona) поддерживает 800 МГц раму, кэш L2-1Мб. Xeon DP (Nocona) поддерживает технологию EM64T, одной из особенностей какой является строй 64-разрядной адресации, который упрощает работу с объемами оперативной памяти. В небывалом Хeon появилась расширенная технология SpeedStep, позволяющая динамически управлять мощностью и сокращать энергопотребление процессора.

Xeon MP отличается от Xeon DP встроенным кэшем L3 (до 4Мб), использованием более медленной 400МГц рамы и поддержкой 4-x и более процессоров. У процессоров Xeon есть кэши трех уровней L1, L2 и L3. Кэши работают на частоте ядра, но имеют различную остановку работы (латентность): L1 - 2-9 процессорных циклов (в зависимости от вида известных), L2 - +7 циклов (9-16), L3 - +14 циклов (23-30). Фактически, по известным разных испытаний, наличие кэша L3 заметно не повышает быстродействия системы на типичных загадках. Особенность кэша процессоров Xeon - инклюзивность, то есть содержимое кэша L1 содержится в L2 и L3, известные из L2 продублированы в L3, что уменьшает эффективную суммарную емкость кэша. Подобным ликом, для достижения наивысшей вычислительной производительности процессора в передовую очередь стоит ориентироваться на частоту рамы процессора и на размер кэша различных уровней (большой кэш L2 предпочтительней, чем дополнительный L3, из-за более небольшой латентности). Дисковая подсистема

Диски

На нынешний день на рынке представлены жесткие диски трех интерфейсов: Parallel ATA (IDE), Serial ATA (SATA), SCSI.

Parallel ATA (IDE) является главным интерфейсом для персональных компьютеров. К достоинствам известного интерфейса можно отнести малорослую плату за мегабайт информации.

Serial ATA является заместителем интерфейса PATA. В небывалом стандарте была расширена пропускная способность до 150 Мб/с., для подключения дисков используются небывалые мелкие кабели. Стандарт SATA допускает "горячее" подключение накопителей, в нем заложен механизм оптимизации очереди команд внутри контроллера, что значительно ускоряет ввод-вывод. В предпочтение от интерфейса PATA, в стандарте SATA к одному каналу подключается только одно строение. Интерфейсы SATA и PATA несовместимы физически, но побочные фирмы разработали преобразователи интерфейсов.

Интерфейс SCSI традиционно использовался в серверных системах. К его доказательным достоинствам следует отнести возможность подсоединения до 15 строений на один канал, возвышенную пропускную способность (до 320 Мб/с.), технологии арбитража рамы, снижающие нагрузку на процессор, оптимизация очереди команд. Известные особенности делают SCSI возвышенным интерфейсом для загадок, связанных с числом операций ввода-вывода. Жесткие диски с интерфейсом SCSI, как начало, имеют скорость вращения шпинделя - 10000 или 15000 оборотов в минуту, что увеличивает скорость поиска и передачи известных. К минусам известного интерфейса можно отнести возвышенную стоимость хранения (жесткий диск SCSI в три-четыре раза дороже, чем накопители SATA или PATA той же емкости). Физический интерфейс SCSI дисков бывает двух ликов: интерфейс SCA 80 контактов (поддерживается <жаркая> замена) и 68-ми контактный интерфейс (без горячей замены).

RAID контроллеры

RAID контроллеры позволяют организовать из группы жестких дисков отказоустойчивый массив. Существуют разные уровни отказоустойчивости, но наибольшее распространение получили последующие:

• Уровень 0 (striping) - блоки известных последовательно размещаются на нескольких дисках, достигается барыш в скорости, но без отказоустойчивости. То есть в инциденте отказа одного из винчестеров пользователь теряет всю информацию.
• Уровень 1 (mirroring) - диски объединены в пару и являются точной копией друг друга, для известного уровня требуются как минимум два диска. Теряется 50% дискового места, но достигается отказоустойчивость
• Уровень 5 (striping with parity) - на дисках размещаются блоки известных плюс контрольная сумма. Причем контрольная сумма оказывается <размазанной> по всем дискам массива. В инциденте отказа одного из дисков, известные восстанавливаются на основе контрольной суммы на диск замены (hot spare). Для устройства массива уровня 5 требуется как минимум три диска. Под контрольные суммы используется дисковое место, эквивалентное объему одного из накопителей (в инциденте n накопителей, суммарный объем дискового места равен n-1).
• Уровень 0+1 или 10 (mirroring+striping) - зеркалирование+подходящая блочная запись. Представляет собой две группы зеркальных дисков, запись на которые ведется последовательно блоками. Необходимо, по меньшей мерке, 4 диска. Утраты дискового места 50%. Уровень 10 комбинирует скорость и надежность. Такой массив может продолжать функционирование при отказе половины дисков. Так как контроллеру не надо вычислять контрольные суммы, запись на диски происходит значительно быстрее, чем при уровне 5.

Подобным ликом, уровень 0 пуще всего используют там, где необходима возвышенная скорость известных, а сохранность известных неважна, например, нелинейный монтаж видео. Уровень 1 используется там, где требуется сохранить известные без использования затейливых аппаратных систем. Как начало, уровень 0 и 1, поддерживают все, даже настоящие дешевые RAID контроллеры, в том количестве и интегрированные на материнской плате. Уровень 5 представляется оптимальным по соответствию надежность/утраты дискового места. Но для его реализации требуется полноценный RAID контроллер с аппаратным ускорением подсчета контрольных сумм. В державу необходимости подсчета контрольных сумм, известный уровень проигрывает по скорости записи уровню 0+1 (10). Уровень 10 используют там, где нужна возвышенная надежность и скорость чтения/записи, а утраты дискового места не являются критичными.

RAID контроллеры различаются по виду используемой рамы. Как начало, серьезные решения ориентированы на раму PCI-X, как настоящую быстродействующую на нынешний момент. На платах полноценных RAID контроллеров дополнительно размещают кэш-память; есть варианты с интегрированной и расширяемой памятью. Объем кэш-памяти влияет на производительность массива, но эта зависимость не является линейной.

Существует два строя работы кэша RAID контроллера: Write Through (сквозная запись) и Write Back (обратная). При первом строе контроллер не дает повторения записи, пока известные не попали на диски, при дальнейшем достаточно того, чтобы известные попали в кэш. Соответственно, другой строй значительно ускоряет операции записи, но существует опасность утраты известных при сбое по питанию. чтобы решить известную задачу некие модели RAID контроллеров, как начало, двухканальные, оснащают еще и встроенной батареей (BBU- Battery Backup Unit). В инциденте сбоя по питанию или аппаратной перезагрузки, RAID контроллер с батареей успевает сбросить известные из кэша на диски.

Существуют и дешевые RAID-решения, например, Zero Channel Raid (ZCR). RAID контроллер известного вида представляет собой карту расширения, какая преобразует встроенные SCSI каналы на материнской плате в каналы RAID. Как начало, ZCR платы не содержат кэша, в них установлены маломощные процессоры. Использование таких систем оправдано лишь для изделия массивов уровня 0 и 1.

Также возможно изделие RAID-массива без особенного RAID-контроллера, программным путем. Многие нынешние операционные системы поддерживают подобную функцию (Windows 2000 Server, Windows 2003 Server, Redhat Linux 9 и т.д.). Однако скорость работы известного массива будет существенно ниже, чем у аппаратного, поскольку центральный процессор будет загружен в большей степени, особенно это будет заметно при уровне-5. Но передовой задачей является малорослая надежность похожего решения- при сбое по питанию часть известных массива неизбежно будет потеряна.

Вместо выводов

Подобным ликом, сервер представляет собой затейливый комплекс разных подсистем. При конфигурировании сервера необходимо отталкиваться от той загадки, для какой он предназначен. При разных серверных ролях нагрузка на серверные подсистемы меняется. Важно найти оптимальное решение, а для этого необходимо произвести расчет будущей нагрузки на сервер. Это можно сделать самостоятельно или с помощью технических знатоков компьютерных фирм, имеющих эксперимент в проектировании серверных систем.