Blade server - Blade server
Blade server je ořezaná serveru počítač s modulární konstrukcí optimalizovanou pro minimalizaci používání fyzického prostoru a energie. Blade servery mají mnoho komponent odstraněných kvůli úspoře místa, minimalizaci spotřeby energie a dalších úvah, přičemž všechny funkční komponenty jsou stále považovány za počítač . Na rozdíl od serveru typu rack-mount se blade server vejde do blade skříně , která pojme více blade serverů a poskytuje služby, jako je napájení, chlazení, síť, různá propojení a správa. Čepele a pouzdro čepele společně tvoří systém čepelí, který může být sám namontován do stojanu. Různí poskytovatelé blade mají odlišné principy ohledně toho, co zahrnout do samotného blade a do systému blade jako celku.
Ve standardní konfiguraci server-rack definuje minimální možná velikost jakéhokoli zařízení jedna racková jednotka nebo 1U - široká 480 mm a vysoká 1,75 palce (44 mm). Hlavní výhoda a opodstatnění blade zpracování se týká zrušení tohoto omezení, aby se snížily požadavky na velikost. Nejběžnější tvarový faktor počítačového stojanu je vysoký 42U, což omezuje počet samostatných počítačových zařízení přímo připojitelných do stojanu na 42 komponent. Čepele toto omezení nemají. Od roku 2014 lze u blade systémů dosáhnout hustoty až 180 serverů na blade systém (nebo 1440 serverů na rack).
Kryt čepele
Skříň (nebo šasi) provádí mnoho vedlejších výpočetních služeb, které se nacházejí ve většině počítačů. Ne-blade systémy obvykle používají objemné, horké a prostorově neefektivní komponenty a mohou je duplikovat napříč mnoha počítači, které mohou nebo nemusí fungovat na plný výkon. Umístěním těchto služeb na jednom místě a jejich sdílením mezi blade počítači se celkové využití zvýší. Specifika poskytovaných služeb se liší podle dodavatele.
Napájení
Počítače pracují s řadou stejnosměrného napětí, ale veřejné služby dodávají energii jako střídavé napětí a při vyšších napětích, než je v počítačích požadováno. Převod tohoto proudu vyžaduje jednu nebo více napájecích jednotek (nebo napájecích zdrojů ). Aby bylo zajištěno, že porucha jednoho zdroje napájení neovlivní provoz počítače, mohou mít i servery základní úrovně redundantní napájecí zdroje, což opět zvyšuje objem a tepelný výkon konstrukce.
Napájecí zdroj krytu čepele poskytuje jeden zdroj energie pro všechny čepele uvnitř krytu. Tento jediný zdroj energie může pocházet jako zdroj napájení v krytu nebo jako samostatný samostatný napájecí zdroj dodávající stejnosměrný proud do více krytů. Toto nastavení snižuje počet napájecích zdrojů potřebných k zajištění odolného napájení.
Popularita blade serverů a jejich vlastní chuť k napájení vedla ke zvýšení počtu jednotek nepřerušitelného napájení (nebo UPS) připojitelných do racku , včetně jednotek cílených konkrétně na blade servery (například BladeUPS ).
Chlazení
Elektrické a mechanické součásti během provozu produkují teplo, které musí systém odvádět, aby zajistil správné fungování svých součástí. Většina skříní blade, stejně jako většina počítačových systémů, odvádí teplo pomocí ventilátorů .
Často podceňovaným problémem při navrhování vysoce výkonných počítačových systémů je konflikt mezi množstvím tepla, které systém generuje, a schopností jeho fanoušků toto teplo odebírat. Sdílené napájení a chlazení blade znamená, že nevytváří tolik tepla jako tradiční servery. Novější kryty lopatek jsou vybaveny ventilátory s proměnnou rychlostí a logikou řízení, nebo dokonce systémy kapalného chlazení, které se přizpůsobují požadavkům na chlazení systému.
Současně může zvýšená hustota konfigurací blade-serverů stále vést k vyšším celkovým požadavkům na chlazení s racky naplněnými na více než 50%. To platí zejména pro čepele rané generace. V absolutních číslech bude pravděpodobně plně obsazený stojan blade serverů vyžadovat větší chladicí kapacitu než plně naplněný stojan standardních serverů 1U. Je to proto, že do jednoho racku lze umístit až 128 blade serverů, které pojmou pouze 42 serverů s připojením do racku 1U.
Síťování
Servery Blade obecně zahrnují integrované nebo volitelné řadiče síťového rozhraní pro Ethernet nebo hostitelské adaptéry pro úložné systémy Fibre Channel nebo konvergovaný síťový adaptér, který kombinuje úložiště a data prostřednictvím jednoho rozhraní Fibre Channel přes Ethernet . V mnoha blade systémech je na základní desce zabudováno alespoň jedno rozhraní a pomocí mezipatrových karet lze přidat další rozhraní .
Blade skříň může poskytovat jednotlivé externí porty, ke kterým se bude připojovat každé síťové rozhraní na blade. Alternativně může blade blade agregovat síťová rozhraní do propojovacích zařízení (jako jsou přepínače) zabudovaných do blade blade nebo do síťových blade serverů .
Úložný prostor
Zatímco počítače obvykle používají pevné disky k ukládání operačních systémů, aplikací a dat, nejsou nutně lokálně vyžadovány. Mnoho metod připojení úložiště (např. FireWire , SATA , E-SATA , SCSI , SAS DAS , FC a iSCSI ) se snadno přesune mimo server, i když ne všechny se používají v podnikových instalacích. Implementace těchto připojovacích rozhraní v počítači představuje podobné výzvy jako síťová rozhraní (iSCSI běží přes síťové rozhraní) a podobně je lze odebrat z blade a prezentovat jednotlivě nebo agregovat buď na šasi, nebo prostřednictvím jiných blade .
Schopnost zavést blade ze sítě storage area network (SAN) umožňuje zcela blade bez disku, jehož příkladem implementace je Intel Modular Server System .
Ostatní čepele
Vzhledem k tomu, že kryty blade poskytují standardní metodu pro poskytování základních služeb počítačovým zařízením, mohou kryty blade využívat i jiné typy zařízení. Čepele poskytující přepínání, směrování, ukládání, přístup k SAN a optickým kanálům lze zasunout do skříně a poskytovat tyto služby všem členům skříně.
Správci systémů mohou používat blade servery, kde existuje požadavek na další místní úložiště.
Použití
Blade servery fungují dobře pro konkrétní účely, jako je webhosting , virtualizace a výpočetní technika clusteru . Jednotlivé čepele jsou obvykle vyměnitelné za provozu . Protože se uživatelé vyrovnávají s většími a rozmanitějšími pracovními zátěžemi, přidávají na blade servery více výpočetního výkonu, paměti a šířky pásma I / O. Ačkoli technologie blade-server teoreticky umožňuje otevřené systémy různých dodavatelů, většina uživatelů nakupuje moduly, skříně, stojany a nástroje pro správu od stejného dodavatele.
Případná standardizace technologie může mít za následek více možností pro spotřebitele; od roku 2009 začal do této rostoucí oblasti vstupovat rostoucí počet dodavatelů softwaru třetích stran.
Blade servery však neposkytují odpověď na každý výpočetní problém. Lze je považovat za formu produktivní serverové farmy, která si půjčuje od sálových obalů, chlazení a technologie napájení. Velmi velké výpočetní úlohy mohou stále vyžadovat serverové farmy blade serverů a kvůli vysoké hustotě blade serverů mohou ještě více trpět problémy s vytápěním, větráním a klimatizací, které ovlivňují velké konvenční serverové farmy.
Dějiny
Vývojáři nejprve umístili kompletní mikropočítače na karty a zabalili je do standardních 19palcových stojanů v 70. letech, krátce po zavedení 8bitových mikroprocesorů . Tato architektura byla použita v průmyslu řízení průmyslových procesů jako alternativa k řídicím systémům založeným na minipočítačích . Rané modely ukládaly programy do EPROM a byly omezeny na jedinou funkci s malým manažerem v reálném čase .
Architektura VMEbus ( c. 1981 ) definovala počítačové rozhraní, které zahrnovalo implementaci počítače na úrovni desky instalovaného v základní desce šasi s několika sloty pro zásuvné desky, které zajišťovaly vstupy / výstupy, paměť nebo další výpočty.
V 90. letech vyvinula skupina PCI Industrial Computer Manufacturers Group PICMG strukturu šasi / blade pro tehdy vznikající sběrnici PCI Peripheral Component Interconnect s názvem CompactPCI . CompactPCI skutečně vynalezl Ziatech Corp ze San Luis Obispo v Kalifornii a vyvinul se do průmyslového standardu. Mezi těmito počítači založenými na šasi bylo běžné, že celý šasi byl jeden systém. I když šasi může obsahovat více výpočetních prvků, které poskytují požadovanou úroveň výkonu a redundance, vždy byla na starosti jedna hlavní deska nebo dva redundantní záložní nadřazení, kteří koordinovali provoz celého systému. Tato systémová architektura navíc poskytovala možnosti správy, které nejsou k dispozici v typických počítačích s montáží do racku, mnohem více jako v systémech s velmi vysokou spolehlivostí, správě napájecích zdrojů, chladicích ventilátorů a monitorování stavu dalších interních komponent.
Požadavky na správu stovek a tisíců serverů ve vznikajících internetových datových centrech, kde pracovní síla prostě neexistovala, aby držela tempo a byla potřeba nová architektura serverů. V letech 1998 a 1999 byla tato nová architektura blade serverů vyvinuta ve společnosti Ziatech na základě jejich kompaktní platformy PCI pro umístění až 14 „blade serverů“ ve standardním 19 "vysokém rackovém podvozku s výškou 9U, což umožňuje v této konfiguraci až 84 serverů v standardní racková jednotka 84 "19". To, co tato nová architektura přinesla do tabulky, byla sada nových rozhraní k hardwaru, která konkrétně poskytla schopnost vzdáleně sledovat stav a výkon všech hlavních vyměnitelných modulů, které bylo možné změnit / vyměnit, když byl systém v provozu. Schopnost měnit / nahrazovat nebo přidávat moduly v systému, když je v provozu, se nazývá Hot-Swap. Servery Ketris Blade, které jsou jedinečné pro jakýkoli jiný serverový systém, směrovaly Ethernet přes základní desku (kde by se blade servery připojovaly) a eliminovaly více než 160 kabelů v jediném vysokém 19 "racku 84 Rack Unit. Pro velké datové centrum desítky tisíc Ethernetů kabely, náchylné k poruše, byly by vyloučeny. Dále tato architektura poskytovala možnosti zásobování modulů nainstalovaných v systému na dálku v každém šasi systému bez provozu blade serverů. Tato architektura umožňovala možnost zajišťování (zapnutí, instalace operačních systémů a aplikačního softwaru) ) (např. webové servery) vzdáleně od Network Operations Center (NOC). Architektura systému, když byl tento systém vyhlášen, se jmenovala Ketris, pojmenovaná po meči Ketri, kterou nosili nomádi takovým způsobem, aby ji bylo možné podle potřeby nakreslit velmi rychle. . Nejprve představil Dave Bottom a vyvinul jej technický tým v Ziatech Corp v roce 1999 a předvedl se na výstavě Networld + Interop v květnu 2000. Patenty (patenty stránek) byly oceněny za architekturu blade serveru Ketris. V říjnu 2000 společnost Ziatech získala společnost Intel Corp a systémy Ketris Blade Server se staly produktem skupiny Intel Network Products Group.
PICMG rozšířil specifikaci CompactPCI o použití standardního ethernetového připojení mezi deskami napříč základní deskou. Specifikace propojovacího rozhraní PICMG 2.16 CompactPCI Packet Switching Backplane byla přijata v září 2001. To poskytlo první otevřenou architekturu pro šasi více serverů.
Druhá generace Ketrisu bude vyvinuta ve společnosti Intel jako architektura pro telekomunikační průmysl na podporu budování základních telekomunikačních služeb založených na IP a zejména budování mobilní sítě LTE (Long Term Evolution). Společnost PICMG následovala tuto větší a na funkce bohatší specifikaci AdvancedTCA , zaměřenou na potřebu telekomunikačního průmyslu po vysoké dostupnosti a husté výpočetní platformě s prodlouženou životností produktu (více než 10 let). Zatímco systém a desky AdvancedTCA se obvykle prodávají za vyšší ceny než blade servery, provozní náklady (pracovní síla pro správu a údržbu) jsou dramaticky nižší, kde provozní náklady často převyšují náklady na pořízení tradičních serverů. AdvancedTCA je propaguje pro zákazníky v oblasti telekomunikací , avšak v reálném světě implementace v internetových datových centrech, kde se náklady na tepelné i jiné náklady na údržbu a provoz staly neúměrně nákladnými, by tato architektura blade serveru se vzdáleným automatizovaným zajišťováním, monitorováním a správou stavu a výkonu byla výrazně levnější provozní náklady.
První komercializovanou architekturu blade-serveru vynalezli Christopher Hipp a David Kirkeby a jejich patent ( US 6411506 ) byl přidělen společnosti Houston RLX Technologies . Společnost RLX, která se skládala převážně z bývalých zaměstnanců Compaq Computer Corporation , včetně společností Hipp a Kirkeby, dodala svůj první komerční blade server v roce 2001. Společnost RLX získala Hewlett Packard v roce 2005.
Název blade serveru se objevil, když karta obsahovala procesor, paměť, I / O a energeticky nezávislé programové úložiště ( flash paměť nebo malý pevný disk ). To výrobcům umožnilo zabalit kompletní server s operačním systémem a aplikacemi na jednu kartu / desku / blade. Tyto blade servery by pak mohly fungovat samostatně v rámci společného šasi a efektivněji tak pracovat s několika samostatnými serverovými boxy. Kromě nejzřetelnější výhody tohoto balení (menší spotřeba místa) se v oblasti napájení, chlazení, správy a síťových připojení staly zřejmé další výhody účinnosti díky sdílení nebo sdílení společné infrastruktury na podporu celého šasi, místo aby poskytovaly každý z nich na bázi jednotlivých serverů.
V roce 2011 identifikovala výzkumná firma IDC hlavní hráče na trhu blade serverů jako HP , IBM , Cisco a Dell . Mezi další společnosti prodávající blade servery patří Supermicro , Hitachi .
Blade modely
Ačkoli nezávislí profesionální výrobci počítačů, jako je Supermicro, nabízejí blade servery, trhu dominují velké veřejné společnosti, jako je Cisco Systems , které měly v prvním čtvrtletí roku 2014 v Americe 40% podíl na tržbách . Zbývající prominentní značky na trhu blade serverů jsou společnosti HPE , Dell a IBM , ačkoli tato společnost prodala své podnikání se servery x86 společnosti Lenovo v roce 2014 poté, co v roce 2005 prodala svoji řadu spotřebitelských počítačů společnosti Lenovo.
V roce 2009 společnost Cisco oznámila blade servery ve své produktové řadě Unified Computing System , která se skládá z vysokého šasi 6U a až 8 blade serverů v každém šasi. Má silně upravený přepínač Nexus 5K , rebrandovaný jako Fabric Interconnect, a software pro správu celého systému. Řada HP se skládá ze dvou modelů šasi, modelu c3000, který pojme až 8 nožů řady ProLiant do poloviční výšky (k dispozici také v provedení tower), a modelu c7000 ( 10U ), který pojme až 16 nožů poloviční výšky ProLiant. Produkt společnosti Dell , model M1000e, je modulární skříň 10U a pojme až 16 blade serverů PowerEdge s poloviční výškou nebo 32 blade s čtvrtou výškou.
Viz také
- Blade PC
- HP BladeSystem
- Mobilní modul PCI Express (MXM)
- Modulární přepravní elektronika
- Multibus
- Počítač serveru