Что такое серверное шасси
Про HPE Synergy, часть II – Шасси и сервера
Продолжение, начало было тут. Отдельно хочу обратить внимание на программку «HPE Synergy Planning Tool».
В продолжении анонсированного цикла статей про HPE Synergy начнем с описания шасси, или, как пишет сам производитель — «The HPE Synergy 12000 Frame is a key element of HPE Synergy».
Общий вид шасси HPE Synergy 12000 Frame
Видно, что дисковый модуль D3940 можно установить в отсеки 1 и 2 (зона 1), или, например, 3 и 4 (зона 2), а в отсеки 2 и 3 – нельзя, потому что разные зоны. Горизонтальные перегородки, видимо, можно демонтировать для установки полноразмерных блейд-серверов, но каким образом(самостоятельно или нет) – не понятно, этот вопрос так же планирую задать производителю при случае. Интересно смотрятся ручки для монтажа в стойку.
На данный момент нет каких-либо нормальных фотографий шасси, а в информационных материалах качество не очень хорошее, поэтому пришлось немного почитить – нарисовать шасси с помощью стенсилсов Visio, взятых на сайте VisioCafe.
Шасси HPE Synergy 12000 Frame, вид спереди:
На передней панели видно – вверху в отсек Appliance Bay 1 установлен Composer (русская документация называет его Компоновщик, дословный перевод — Композитор (автор-составитель), но имхо лучше оставить Composer) и, судя по всему, в этот отсек для основного (или первого) шасси всегда устанавливается только он. В Appliance Bay 2 установлен Image Streamer (а вот его русская документация называет Раздатчик образов. Немедленно вспоминается Андрей Рублев и суровые лики православных святых. Правильный по смыслу перевод — потоковый загрузчик операционных систем). Вместо Image Streamer может быть установлен второй Composer для случая одного шасси. В случае, если шасси больше одного (два и более) HPE рекомендует ставить Composer’ы по разным шасси. Про эти устройства планирую отдельный обзор. Рядом с ними информационный отсек – вытягивается за верхнюю часть движением вниз.
Далее, отсеки для установки блейд-серверов делятся на зоны по два отсека в зоне. Желтые цифры показывают расположение зон, красные цифры – отсеки. В отсеки 1 и 2, то есть целиком в зону №1, установлен дисковый модуль HPE Synergy D3940 на 40 дисков, далее – различные типы серверов:
Пока писал, нашел таблицу с вариантами нумерации отсеков для различных вариантов расположения оборудования:
Сзади все достаточно стандартно – 6 отсеков для коммутаторов (их рассмотрим отдельно), 10 вентиляторов, шасси идет по умолчанию со всеми десятью, и в документации написано, что это количество не может быть другим, 6 блоков питания – тут есть возможность заказа любого количества, но производитель настоятельно рекомендует воспользоваться программой HPE PowerAdvisor для расчета планируемой потребляемой мощности. Насколько я могу судить, «HPE Synergy Planning Tool», ссылку на которую я дал выше, также содержит в себе этот функционал.
Слева от блока питания №1 – также информация на ярлыке, который вытягивается на себя. Таким образом, минимальная конфигурация шасси:
Поддерживаемые процессоры: до двух штук на сервер Xeon E5-26xx v4, от Xeon E5-2603 v4 (1.7GHz/6-core/15MB/85W) до E5-2699 v4 (2.2GHz/22-core/55MB/145W).
Чипсет: Intel C610 Series Chipset.
Память: по 12 слотов для установки на процессор, итого – 24 слота, максимум – 1,5 Тб (24 штуки по 64 Gb DDR4 LRDIMM).
Для установки карт коммутации доступно 3 отсека для мезонинных карт.
Сеть: два конвергентных (т.е. поддерживают разные типы сетей) адаптера — SY 3820C 10/20Gb (FCoE+Ethernet) и SY 2820C 10/20Gb (FCoE или iSCSI+Ethernet). Так же – два SAN адаптера – SY 3830C и SY 3530C – 16 Gb FC. Подробно описать коммутацию на бекплейне планируется в статье про интерконнект, сейчас можно сказать, что от каждой карты идет по 4 линии до коммутатора, что в сумме может выдать 40 Gbit/s по формуле 20(up)+20(down).
Диски: поддерживают диски SFF и uFF. Дисков uFF(читается как микро форм-фактор) я не встречал, начал искать и оказалось, что это два m.2 диска, установленные в коробку размером с SFF диск, к коробке крепятся салазки для установки в SFF-отсек. Максимально доступно:
Поддерживаемые операционные системы:
Почему-то в списке нет Citrix XenServer 6.5, хотя его поддержка заявлена для NVIDIA Tesla M6. Кроме всего этого есть: один внешний USB 3.0 порт, один внутренний USB 3.0 порт, один внутренний порт для microSD-карт. Управление по iLO или через Composer со встроенным функционалом OneView.
В целом, рабочая лошадка и пригоден для реализации графических VDI-ферм. Аналог среди стоечных серверов – HPE ProLiant DL380 Gen9.
Далее идет HPE Synergy 620 Gen9.
Поддерживаемые процессоры: до двух штук на сервер, но процессоры уже серьезнее — Xeon E7-48xx v4 и E7-88xx v4, включая Xeon E7-8890 v4 (2.2GHz/24-core/60MB/165W).
Чипсет: Intel C602J Series Chipset.
Память: по 24 слота для установки на процессор, итого – 48 слотов, максимум – 3,0 Тб (48 штук по 64 Gb DDR4 LRDIMM). Для установки карт коммутации доступно 5 отсеков для мезонинных карт.
Сеть: без изменений относительно SY 480 G9.
Диски: поддерживают диски SFF и uFF. Как ни странно, тоже поддерживает только два слота SFF-дисков (см. левую часть сервера на картинке). Максимально доступно:
Управление по iLO или через Composer со встроенным функционалом OneView. Ближайший аналог среди стоечных серверов – HPE ProLiant DL560 Gen9, но стоечный сервер не поддерживает Xeon’ы E7-88xx v4.
Переходим к тяжелой артиллерии — HPE Synergy 660 Gen9.
Поддерживаемые процессоры: до четырех штук (три нельзя) на сервер Xeon E7-46xx v4 (в SY 620 G9 – 48xx, важно не перепутать), включая E5-4669 v4 (2.2GHz/22-core/55MB/135W).
Чипсет: Intel C610 Series Chipset (как и в SY 480 G9).
Память: по 12 слотов для установки на процессор, итого – 48 слотов, максимум – 3,0 Тб (48 штук по 64 Gb DDR4 LRDIMM). Для установки карт коммутации доступно 6 отсеков для мезонинных карт.
Сеть: без изменений.
Диски: поддерживают диски SFF и uFF. Максимально доступно:
Ну и финальный блейд-сервер — HPE Synergy 680 Gen9. Видно, что он «склеен» из двух SY 620 Gen9, все характеристики SY 680 Gen9 равны удвоенным характеристикам SY 620 Gen9.
Поддерживаемые процессоры: до 4 штук на сервер, Xeon E7-48xx v4 и E7-88xx v4.
Чипсет: Intel C602J Series Chipset.
Память: по 24 слота для установки на процессор, итого – 96 слотов, максимум – 6,0 Тб (96 штук по 64 Gb DDR4 LRDIMM). Для установки карт коммутации доступно 10 отсеков для мезонинных карт.
Сеть: без изменений относительно SY 480 G9.
Диски: поддерживают диски SFF и uFF. Максимально доступно:
Фактически, этот блейд-сервер почти полный аналог стоечного сервера HPE ProLiant DL580 Gen9 (не является аналогом по количеству внутренних дисков и PCI-E слотов). Интересно сравнить, что в два шасси высотой 10U (итого 20U) можно установить 6 серверов SY680 Gen9, тогда как та же вычислительная мощность в виде шести стоечных серверов ProLiant DL580 Gen9 займет уже 24U (т.е. плотность блейд-серверов в этом случае выше на 20%).
Классификация и типы серверов
В центрах обработки существуют несколько конфигураций серверных систем. Решения в виде блейд сервера, стоечного сервера или башни, будут влиять на производительность, занимаемое пространство, бюджет и масштабируемость.
Эта статья представляет собой краткое руководство по классификации серверов: как понять их преимущества и недостатки и как каждый тип соответствует вашим требованиям.
По классу серверы можно разделить на:
Серверы начального уровня (Entry-level server): как правило, имеют процессор CPU с двумя процессорами, некоторые их элементы могут быть зарезервированы. По стоимости они несильно отличаются от high-end PC – персональных компьютеров высокого класса. Такой сервер может обслуживать около 20 терминалов и применяется в офисных сценариях с небольшими локальными сетями, где требуется небольшие объемы печати документов и ведение не слишком обширной базы данных.
Серверы для рабочих групп (Workgroup-level server): это также серверы низкого уровня. В серверах для рабочих групп используются также два процессора и зарезервированных элементов в нем больше. Сервер для рабочих групп моугт обслуживать примерно 50 терминалов и стоит в 2-3 раза дороже хорошего компьютера класса high-end. Такие серверы применяются в локальных сетях среднего размера.
Серверы уровня департамента (Department-level server): сервер среднего уровня. Такие серверы обычно используют 2 процессора, в нем больше резервированных элементов. Сервер может обслуживать сотни присоединенных терминалов и стоит как 5-6 хороших персональных компьютеров и предназначен для корпоративных сетей среднего размера.
Серверы уровня предприятия (Enterprise-level server): сервер класса high-end. В таких серверах используются 2-4 процессорные системы, независимые сдвоенные PCI-шины (dual-PCI). Конструктивно это, как правило, рэк- или блейд-серверы. Системные платы позволяют расширение памяти и обеспечивают считывание и запись памяти на высокой скорости. В них используются съемные жесткие диски, которые можно менять «на ходу» без выключения сервера из работы, а также мощные зарезервированные источники питания. В них обеспечиваются разнообразные функции мониторинга и управления, отказоустойчивость и хорошая масштабируемость. Такие серверы могут обслуживать тысячи терминалов и используются в отраслевых решениях для обработки больших массивов данных.
Читайте также: Серверная стойка и шкаф. Предназначение и отличия.
Типы серверных шасси
Что такое стоечный сервер?
Стандартизированные стойки измеряются в юнитных единицах (U) высотой 1,75 дюйма и шириной 19 дюймов. Серверы в стойке вписываются в эти размеры с помощью вертикальных множителей, а это означает, что высота серверов в стойке может составлять 1U, 4U, 10U или выше. (Стойка высотой 70U появилась в 2016 году.) Также изготавливаются дополнительные устройства, соответствующие стандарту стойки.
Плюсы стоечного сервера
• Автономность: каждый стоечный сервер имеет свой собственный источник питания, процессор и память. В шасси встроено все необходимое для работы в качестве автономной или сетевой системы. Это позволяет стоечным серверам выполнять интенсивные вычислительные операции.
• Эффективность: серверы для монтажа в стойку и другие вычислительные устройства — это высокоэффективное использование ограниченного пространства в центрах обработки данных. Серверы Rack имеют отличные возможности для апгрейда, за счет дополнительной памяти, дисков и процессоров. Физически просто выполнить горячую замену стоечных серверов, если администраторы разделили или сгруппировали данные сервера для избыточности.
• Рентабельность: масштабируемость предлагает удобное управление и энергоэффективность при меньших затратах.
Минусы стоечного сервера
• Потребляемая мощность: для заполненных серверами стоек требуется больше охлаждающих устройств, что повышает затраты на электроэнергию. Большое количество стоечных серверов увеличит энергопотребление в целом.
• Техническое обслуживание: плотные стойки требуют больше времени для устранения неполадок и управления.
Что такое блейд-сервер?
Блейд-сервер — система, в которой компоненты питания и охлаждения вынесены в объединяющий корпус-шасси, для уменьшения занимаемого пространства. Шасси для блейд-серверов, предоставляет серверам доступ к общим компонентам, например, блокам питания и сетевым контроллерам.
Администраторы могут кластеризовать блэйды или управлять ими и работать по отдельности в качестве отдельного сервера, например назначать приложения и конечных пользователей конкретным блэйдам.
Корпус блейд-сервера Dell PowerEdge M1000e
Размеры шасси для блейд сервера, как правило, соответствуют размерам стойки, что позволяет ИТ-отделу экономить место. Мощность обработки блейд-серверов удовлетворяет высокие вычислительные потребности. Благодаря их модульной архитектуре поддерживается горячая замена. Сами серверы имеют небольшие внешние ручки, поэтому их просто вытащить или заменить.
Блейд-серверы могут масштабироваться до высоких уровней производительности, если в центре обработки данных достаточно охлаждения и энергии для поддержки плотной инфраструктуры.
Плюсы блейд-сервера
• Низкие затраты энергии: вместо питания и охлаждения нескольких серверов шасси обеспечивает питание нескольких блейд-серверов. Это уменьшает затраты энергии.
• Мощность обработки. Блейд-серверы обеспечивают высокую вычислительную мощность и занимают минимум места.
• Многоцелевые: они могут содержать основные операционные системы и гипервизоры, базы данных, приложения, веб-службы и другие процессы, и приложения корпоративного уровня.
• Доступность: централизованный мониторинг и обслуживание, балансировка нагрузки и отказоустойчивость кластеров упрощены в среде блейд-серверов. Горячая замена также помогает повысить доступность системы.
Недостатки блейд-сервера
• Первоначальные затраты. Со временем эксплуатационные расходы становятся разумными благодаря упрощенным интерфейсам управления и более низкому энергопотреблению. Однако первоначальный капитал, затраты на развертывание и настройку могут быть достаточно высокими.
Что такое Tower сервер?
Серверы башенного типа «Tower» — это серверы, построенные в автономной конфигурации корпуса. Они изготавливаются с использованием минимального количества компонентов и программного обеспечения, поэтому клиенты среднего и корпоративного уровня могут серьезно настраивать серверы для конкретных задач. Например, серверы Tower обычно не поставляются с дополнительными компонентами, такими как усовершенствованные графические карты, большой объем оперативной памяти или периферийные устройства.
Серверы Tower, как правило, ориентированы на клиентов, которые хотят настроить свои серверы и поддерживать индивидуальный путь обновления. Например, клиенты могут настроить свои башенные серверы как системы общего назначения, серверы связи, веб-серверы или сетевые серверы, которые интегрируются с использованием протоколов HTTP. Покупатели могут заказать необходимую им настройку или сделать это самостоятельно. Другой вариант использования — это небольшая компания, которой нужен один мощный сервер для запуска нескольких процессов и приложений.
Внешне они напоминают настольные ПК, и как и настольные компьютеры, не имеют общих устройств ввода. Для установки нескольких башен потребуются отдельные клавиатуры, мыши и мониторы, или переключатели, которые позволяют совместно использовать периферийные устройства. Они могут совместно использовать сетевое хранилище, как и любой другой тип сервера.
Tower Server Плюсы
• Эффективная масштабируемость: серверы Tower поставляются с минимальной конфигурацией, поэтому ИТ-специалисты могут настраивать и обновлять их в соответствии с потребностями бизнеса. Они дешевле, чем полностью загруженный стоечный сервер.
• Низкие затраты на охлаждение. Благодаря низкой плотности компонентов, башни дешевле охлаждать, чем плотные стойки или блейд серверы.
Tower Server Минусы
• Расходы на обновление. Высококачественные аппаратные компоненты и программное обеспечение значительно повысят базовую цену оборудования.
• Большой размер: эти серверы не всегда помещаются в стойки и занимают пространство в центре обработки данных.
• Неудовлетворительное управление периферийными устройствами. В средах с несколькими серверами Tower ИТ-специалисты должны инвестировать в коммутаторы или повторно подключать внешние устройства к каждому отдельному серверу.
Что такое blade server?
Блейд-сервер или blade server (от англ. blade — «лезвие») – это современное решение в серверной архитектуре, возможность значительно уменьшить объём оборудования без ущерба производительности. Такой подход имеет ряд достоинств и недостатков, о которых мы расскажем ниже. Но начнём с того – в чём суть проблемы, что заставило разработчиков переходить на «лезвийную» архитектуру.
Причины появления blade server
Закономерная тенденция развития серверных систем – это постоянный рост мощности оборудования. Это новые процессоры, память, системы хранения, коммуникационные шины. В тоже время, постоянный рост требований приводит к необходимости расширения оборудования, использованию всё большего количества площадей. При этом большинство серверов не загружено и на 50% а три четверти администраторов заняты исключительно поддержкой работы установленного оборудования. Поэтому современные системы нуждаются в повышении эффективности работы.
Можно просто увеличить количество серверов в стойках. Но пропорционально увеличивается тепловая отдача, количество коммуникационных кабелей, потребляемая энергия и, что особо важно, требуется больше места. Без появления новых революционных технологий это является закономерным результатом увеличения мощности, но есть возможность оптимизировать и улучшить эффективность работы оборудования, минимизировать требования к площади, стоимость аренды которой является одной из основных статей расходов для владельцев серверов. Хорошие возможности для решения этих задач предоставляют блейд-серверы.
Особенности конструкции
Если рассматривать сугубо с точки зрения используемых компонентов, то блейд сервер не демонстрирует никаких прорывных технологий. Его достоинства в другом – компактности их размещения, высокой концентрации компонентов на единицу площади. Для этого потребовалась длительная разработка и оптимизация решений, а итогом стала сравнительно простая, но интересная конструкция блейд-сервера.
Основные компоненты:
Корпус, в котором размещаются «лезвия» blade server. По сути, это шасси под унифицированные модули, которые можно быстро заменить, в том числе и «горячим» способом.
Модули-лезвия. Фактически это обычные серверы, размещенные в специальных корпусах, что позволило значительно уменьшить их размер.
Блоки питания, соединения и другие дополнительные модули.
Особенность конструкции является размещение всех дополнительных систем за пределами коробки. Это охлаждение, питание, жесткий диск и др. В самом корпусе блейд-сервера обязательно должен быть только процессор и оперативная память, всё остальное может быть вынесено за его пределы. Такая архитектура обеспечивает эффективную работу в массиве, но неприемлема в качестве одиночной системы.
В итоге, все объёмные, занимающие много места, элементы с избыточным выделением тепла расположены за пределами блейд-модулей. При этом их мощность можно распределить между «лезвиями». Кроме того, можно «виртуализировать» отдельные элементы, создать отдельные консоли управления, распределить входные и выходные порты и т. д. Всё это обеспечивает компактность, позволяет получить максимальную отдачу с минимума площади. Но при этом требуется решение нетривиальных задач, что предъявляет высокие требования к компетенции монтажников. Дороже и стоимость блейд-сервера в сравнении с аналогичным по мощности оборудованием с обычной архитектурой. Но это вполне разумные инвестиции, которые окупаются плотностью размещения и уменьшением расходов на обслуживание инфраструктуры.
Blade серверы: их история, основные преимущества, современные системы
Для чего служат Blade-серверы?
В настоящее время существует большой класс задач, требующих высокой концентрации вычислительных средств. К ним могут относиться как сложные ресурсоемкие вычисления (научные задачи, математическое моделирование, вычислительный поиск), так и обслуживание большого числа пользователей (распределенные базы данных, Интернет-сервисы и хостинг, серверы приложений).
Мощность вычислительного центра можно сделать больше, увеличив производительность отдельных вычислительных модулей или их количество. В настоящее время преобладает вторая тенденция, и усилия разработчиков направлены, прежде всего, на внедрение параллельных вычислений.
Это связано с тем, что поскольку сейчас производительность центрального процессора очень высока при относительно низкой стоимости, рациональнее использовать для решения большинства задач кластерные конфигурации, а не сложные многопроцессорные системы. В будущем, скорее всего, эта тенденция сохранится (надеяться на это позволяет появление многоядерных центральных процессоров, еще более сокращающих разрыв в вычислительной мощности между специализированными решениями и простыми серверами с двумя — четырьмя центральными процессорами).
Увеличение числа вычислительных модулей в вычислительном центре требует новых подходов к размещению серверов. Применение кластерных решений приводит к росту затрат на помещения для центров обработки данных, их охлаждение и обслуживание.
Фактически блейд система состоит из следующих компонентов
Вместо обычных PCI(PCI-E, PCI-X) плат в сервер вставляются мезонинные карты, которые позволяют использовать интерфейсы FC, Infiniband, SAS, или дополнительные порты Ethernet, при наличии в шасси соответствующего внешнего коммутационного модуля.
Тем не менее, по данным аналитиков, повышенная плотность лезвий сейчас отходит на второй план и их главным преимуществом для корпоративного сектора становится улучшение управляемости серверов с более высокой степенью автоматизации их обслуживания. Переход к серверной инфраструктуре, построенной из лезвий, позволяет реализовать интегрированное управление системы и отойти от прежней схемы работы Intel-серверов, когда каждому приложению выделялась отдельная машина. На практике это означает значительно более рациональное использование серверных ресурсов, уменьшение числа рутинных процедур (таких, как подключение кабелей), которые должен выполнять системный администратор, и экономию его рабочего времени.
Типичное 10U шасси для 10 Blade-серверов
Кроме того, Blade-серверы намного проще обслуживать, чем обычные стоечные серверы, — например, при выходе машины из строя системный администратор просто заменяет лезвие на новое и затем в дистанционном режиме инсталлирует на него ОС и прикладное ПО. В настоящее время разработчики пакетов для управления Blade-серверами реализуют в своих продуктах не только возможности автоматического развертывания на новых серверах ОС и приложений, но и функции быстрого обновления установленного ПО или инсталляции программных “заплаток”.
Blade-серверы являются крайне эффективным решением для экономии пространства в центрах обработки данных (ЦОД), а также с точки зрения их консолидации и перехода к централизованному управлению серверным парком. Например, системный администратор может управлять шасси с лезвиями как одним объектом и по мере роста нагрузок увеличивать его вычислительную мощность, добавляя новые лезвия. Кроме того, поскольку обычно в шасси предусмотрена возможность установки сетевых коммутаторов, эта опция позволяет провести и консолидацию сетевых ресурсов ЦОД.
Помимо уменьшения занимаемой площади в ЦОД, экономический эффект от перехода на лезвия имеет еще несколько составляющих. Поскольку в них входит меньше компонентов, чем в обычные стоечные серверы, и они часто используют низковольтные модели процессоров, то сокращаются требования к энергообеспечению и охлаждению машин. Как уже говорилось выше, экономится рабочее время администратора, который в результате успевает обслуживать больше объектов, и поэтому при росте серверного парка, предприятию не обязательно нанимать еще одного администратора. Наконец, хотя при переходе к архитектуре Blade-серверов вместе с самими лезвиями нужно приобретать и шасси, благодаря совместному использованию его компонентов дальнейшее масштабирование Blade-системы требует меньше затрат, чем системы из стоечных серверов, и шасси с пятью — десятью лезвиями обходится дешевле аналогичного числа обычных стоечных машин.
Преимущества использования Blade-серверов можно выразить следующим списком:
Разумеется «Blade» имеют и недостатки:
В целом, внедрение Blade-серверов приносит больше положительного эффекта, оно экономически выгодно. Однако, традиционно, введению новшества сопротивляется человек. Большинство компаний опасается приобретать Blade-системы, предпочитая проверенные временем стоечные или башенные серверы. Но с каждым годом объём продаж Blade-серверов растёт, появляется всё больше решений на их основе.