刀片服務器是咋回事

所謂刀片服務器是指在標準高度的機架式機箱內(nèi)可插裝多個卡式的服務器單元，實現(xiàn)高可用和高密度。每一塊"刀片"實際上就是一塊系統(tǒng)主板。它們可以通過"板載"硬盤啟動自己的操作系統(tǒng)，如Windows NT/2000、Linux等，類似于一個個獨立的服務器，在這種模式下，每一塊母板運行自己的系統(tǒng)，服務于指定的不同用戶群，相互之間沒有關聯(lián)。不過，管理員可以使用系統(tǒng)軟件將這些母板集合成一個服務器集群。在集群模式下，所有的母板可以連接起來提供高速的網(wǎng)絡環(huán)境，并同時共享資源，為相同的用戶群服務。在集群中插入新的8月，三星與您激情奧運 獎牌獲得者的臺前幕后LG 手機一元搶拍 精彩手機賽事全攻略"刀片"，就可以提高整體性能。而由于每塊"刀片"都是熱插拔的，所以，系統(tǒng)可以輕松地進行替換，并且將維護時間減少到最小。這些刀片服務器在設計之初都具有低功耗、空間小、單機售價低等特點，同時它還繼承發(fā)揚了傳統(tǒng)服務器的一些技術指標，比如把熱插拔和冗余運用到刀片服務器之中，這些設計滿足了密集計算環(huán)境對服務器性能的需求；有的還通過內(nèi)置的負載均衡技術，有效地提高了服務器的穩(wěn)定性和核心網(wǎng)絡性能。而從外表看，與傳統(tǒng)的機架/塔式服務器相比，刀片服務器能夠最大限度地節(jié)約服務器的使用空間和費用，并為用戶提供靈活、便捷的擴展升級手段。刀片服務器的特點刀片服務器公認的特點有兩個，一是克服了芯片服務器集群的缺點，被成為集群的終結(jié)者；另一個是實現(xiàn)了機柜優(yōu)化。集群終結(jié)者眾所周知，作為一種負載均衡技術，服務器集群已經(jīng)在有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和核心網(wǎng)絡服務的性能方面被廣泛采用，在集群系統(tǒng)中，若要提供更高端的運算和服務性能，只需增加更多的單元就可以獲得更高的性能。更為重要的是，服務器集群還可以為任何一臺單獨的服務器提供冗余和容錯功能。目前IT行業(yè)正在大力發(fā)展適應寬帶網(wǎng)絡、功能強大可靠的計算機。在過去的幾年里，寬帶技術極大地豐富了信息高速公路的傳輸內(nèi)容。服務器集群和RAID技術的誕生為計算機和數(shù)據(jù)池的互聯(lián)網(wǎng)應用提供了一個新的解決方案，而其成本卻遠遠低于傳統(tǒng)的高端專用服務器和大型機。但是，服務器集群的集成能力低，管理這樣的集群使很多管理員非常頭疼。尤其是集群擴展的需求越來越大，維護這些服務器的工作量簡直不可想像，包括服務器之間的內(nèi)部連接和擺放空間的要求。這些物理因素都限制了集群的擴展。刀片服務器的出現(xiàn)適時地解決了這些問題。在集群模式下，刀片服務器所有的主板可以連接起來提供高速的網(wǎng)絡環(huán)境，共享資源。同時每個刀片都可內(nèi)置監(jiān)視器和管理工具軟件， 配置一臺高密度服務器就可以解決一臺到一百臺服務器的管理問題，如果需要增加或者刪除集群中的服務器，只要插入或拔出一塊板即可，將維護時間減少到最小。就這個意義上來說，Blade Server從根本上克服了服務器集群的缺點。實現(xiàn)機柜優(yōu)化從某一角度而言，刀片服務器實現(xiàn)了機柜優(yōu)化的自然飛躍。刀片服務器將機柜式服務器所占用的空間密度再一次提高了50%。資料顯示，在機柜系統(tǒng)配置好的前提下，將1U機架優(yōu)化服務器系統(tǒng)移植到刀片服務器上，所占用的空間只是原來的1/3～1/2。而在一個標準的機柜式環(huán)境里，刀片服務器的處理密度要提高四到五倍。比如在處理1024節(jié)點的高密度計算服務器環(huán)境里，1U配置需要24個機柜，其中不包括以太網(wǎng)交換集線器所占用的機柜空間，而采用插有8個"刀片"的刀片服務器，只需要9個機柜，卻包括了以太網(wǎng)交換機的空間。在相同的面積內(nèi)，數(shù)據(jù)中心可以通過部署刀片服務器獲得8倍于機架式服務器的服務器租賃收益。另外，刀片服務器采用集中管理的方式，可以簡化服務器的管理工作。在IT人員日益匱乏的今天，采用刀片服務器的企業(yè)可以減少雇傭工資高昂的服務器管理和維護人員，從而降低維護費用。還有，刀片服務器的低功耗設計也會顯著減少能耗，節(jié)約能源的同時減少了費用。作為一種新興的服務器產(chǎn)品，讀者可能還缺乏對它的直觀認識。每臺刀片服務器一般由機柜和刀片組成，因此刀片服務器的標識由機柜的型號和刀片的型號共同構成，而不像以往的服務器那樣由一個單一的服務器型號所代表。刀片通過機柜背板上的CompacPCI接口與之相連接。服務器機柜一般可以容納8片至數(shù)十片刀片。刀片以服務器刀片為主，而每個服務器刀片都是一個功能完整的服務器。在此，我們以一款常見的一種刀片服務器向大家介紹一下，以了解其基本構成。根據(jù)所需要承擔的服務器功能，刀片服務器被分成服務器刀片、網(wǎng)絡刀片、存儲刀片、管理刀片、光纖通道SAN刀片、擴展I/O刀片等等不同功能的相應刀片服務器。目前最為常見的服務器刀片一般采用1顆為的Intel Pentium Ⅲ處理器，并采用ServerWorks LC-E芯片組、Intel 815芯片組、Via Pro266芯片組，支持的內(nèi)存容量和類型由芯片組決定，內(nèi)存類型一般為具有ECC功能的SDRAM或DDR。由于刀片服務器的散熱問題較為嚴重，在設計中也有廠商采用了低功耗的Transmeta 5600處理器。目前，HP、Sun也正致力于把它們的RISC處理器制作成服務器刀片，只是尚未面世。除連接機柜背板的接口外，服務器刀片上一般還具有一個PMC擴展接口，可以連接PMC接口的擴展卡，如SCSI卡、光纖存儲卡等，其功能相當于PCI擴展槽，只是相應接口的擴展卡價格略貴。 服務器刀片采用與筆記本電腦相同規(guī)格的65mm2.5英寸硬盤，一般只安裝操作系統(tǒng)和簡單的應用軟件，性能較低。網(wǎng)絡刀片網(wǎng)絡刀片的功能相當于局域網(wǎng)交換機，從而提供良好的網(wǎng)絡監(jiān)控和管理功能。網(wǎng)絡刀片普遍提供10/100Mbps端口，以雙絞線的方式連接服務器刀片，對外提供高速上連通道千兆端口。采用NAS存儲方式的刀片服務器經(jīng)常會配備2個網(wǎng)絡刀片，其中一個專門用于連接NAS設備。每個刀片支持10/100/1000M以太網(wǎng)連接，并且可以在背板上安裝10/100/1000M的2-4層交換機，這樣就可以把系統(tǒng)中每個槽位上安裝的刀片與交換機連接起來，提供一個基于IP的交換網(wǎng)絡。通過集成這種總線，刀片服務器系統(tǒng)可以很好地集成IP業(yè)務和語音業(yè)務，提供各種不同的電信增值服務。存儲刀片存儲刀片可以被視為一個硬盤模塊，通過背板總線或者硬盤接口線向服務器刀片提供存儲功能。存儲刀片上一般配備2塊性能較高90mm3.5英寸硬盤，接口類型有IDE、SCSI和光纖通道Fiber Channel接口。管理刀片第一代刀片服務器的KVMKeyboard、VGA、Mouse刀片可以說是功能最為簡單的管理刀片，提供對所有服務器刀片的管理控制。KVM刀片，提供鍵盤、鼠標、顯示器接口，KVM刀片經(jīng)常還包括軟驅(qū)和光驅(qū)，便于使用者直接操作服務器刀片。KVM刀片上提供切換開關，用于在機柜上的不同刀片之間或者不同機柜之間進行切換。第二代刀片服務器具備更加強大的管理功能，但是各家產(chǎn)品各不相同。管理刀片往往通過服務器刀片上集成的監(jiān)控管理芯片進行1臺或多臺刀片服務器的集中監(jiān)控和管理。管理刀片向服務器機柜內(nèi)的其他刀片提供必要的配置信息，并在某些刀片發(fā)生故障時接收報警信息，并向監(jiān)控程序發(fā)出報警。CompactPCI ：刀片服務器的標準CompactPCI開放式標準架構很好地平衡了業(yè)界標準，包括硬件、操作系統(tǒng)、應用開發(fā)工具、能快速有效開發(fā)高利潤的電信增值服務，同時使傳統(tǒng)上以專有軟硬件架構為主的電信建設轉(zhuǎn)型，能享受開放系統(tǒng)帶來成本大幅降低及大眾化業(yè)界標準操作系統(tǒng)的好處。這一轉(zhuǎn)變讓設備及服務供應商找到了數(shù)以百萬計的開發(fā)者，并開始采用具高可靠性、高擴展性和高性能的CompactPCI寬頻通訊平臺。CompactPCI總線標準是建立刀片服務器的基礎。它是惟一的標準，同時也是標準紛爭的起源。CompactPCI目前有2個主要的版本，即 1.0版和2.0版，它們在接口定義的完善程度上不盡相同。早期的刀片服務器全部采用CompactPCI 1.0的標準，背板帶寬也限定在32位PCI之內(nèi)，這些產(chǎn)品屬于第一代刀片服務器。2002年最新推出的刀片服務器部分采用CompactPCI 2.0標準，背板支持64位PCI通信，稱之為第二代刀片服務器。由于標準的版本不同，兩代刀片服務器之間不能完全兼容。目前為止，只有HP一家聲稱完全按照CompactPCI標準設計刀片服務器，而其他服務器廠商只是在總線和接口標準方面遵循CompactPCI，在刀片的尺寸上沒有完全按照該標準去執(zhí)行。應用模式指南刀片服務器的應用很廣泛，尤其是對于計算密集型應用，比如天氣預報建模、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)仿真、數(shù)字影象設計、空氣動力學建模等等。而對于行業(yè)應用，如電信、金融、 IDC/ASP/ISP應用、移動電話基站、視頻點播、Web主機操作及實驗室系統(tǒng)等，刀片服務器依然能大顯身手。刀片服務器的出現(xiàn)使其在2001年底的服務器市場上占據(jù)一塊相對于機架式服務器來說不算小的市場份額。而隨著2002年技術的發(fā)展尤其是InfiniBand技術開始扮演重要角色，刀片服務器將逐漸成為主流服務器并占據(jù)較大的市場份額。刀片服務器的使用范圍相當廣泛。下面我們列出兩個典型的應用模式進行簡單的介紹。應用模式1：網(wǎng)站W(wǎng)eb服務器這種方式可充分發(fā)揮刀片服務器密度高、可群集以及可遠程管理的優(yōu)勢。網(wǎng)站可以用刀片服務器組成高密度的群集，用來實現(xiàn)高訪問量的Web服務器，后端再連接中高端的服務器或群集系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)庫服務器。存儲服務提供商可以采用同樣的前端方案，后端配合NAS設備來提供存儲服務。與普通機架服務器相比，刀片服務器在這類應用中的優(yōu)勢在于占用機位少，可有效節(jié)省托管費用。應用模式2：中小企業(yè)網(wǎng)絡服務器當前的企業(yè)網(wǎng)絡需求是多方面的，需要類型多樣的服務，其中有些服務可以安裝在一臺機器上，而有些則需要使用至少一臺備份機器或者群集。與之相對應，任何一個刀片系統(tǒng)既可以獨立運行，也可以與其他服務器組成群集或互為備份。根據(jù)企業(yè)的實際需要進行搭配。這種方式可充分發(fā)揮刀片服務器易管理、配置靈活和可擴展性好的優(yōu)勢。 使用刀片服務器進行群集并與存域網(wǎng)相結(jié)合，這可以勝任大數(shù)據(jù)量吞吐的數(shù)據(jù)庫并行處理。對于企業(yè)來說，這種高密度不僅節(jié)約了寶貴的機柜空間，還節(jié)約了布線成本，并可節(jié)電，從而降低對UPS的要求。