Когда «меньше» значит «лучше»

Кроме того, пользователь пьедестального сервера, помимо более привлекательной цены, по заверениям поставщика оборудования или интегратора, получает еще и более широкие возможности по наращиванию мощности ядра своей ИС. И в принципе это так. Ведь при наличии определенного опыта, любой системный администратор может самостоятельно выделить компоненты имеющегося сервера, которые из-за возросшей нагрузки перестали удовлетворять потребностям существующей ИС. Но на практике возможности в этой области сегодня очень ограничены. Во-первых, к тому моменту, когда появится необходимость заменить процессор – обычно год или два, - поддерживаемый системной платой тип процессора, скорее всего, устареет, а значит, придется менять и ее. Это выльется в замену типа памяти, и с учетом интегрирования в большинство серверных плат дополнительных функций, в частности, поддержки сети и дисковых RAID-массивов, будет равносильно замене системы в целом, за исключением, пожалуй, только самого корпуса и жестких дисков. Конечно, можно обратиться и к более эффективным решениям того времени, когда производилась закупка оборудования. И надо сказать, что большинство компаний с удовольствием отыщет нужный тип комплектующих. Однако цена, к примеру, Pentium Pro в составе готовой системы сегодня вряд ли окажется ниже, чем у представителей линейки Xeon. И не стоит забывать, что при создании отказоустойчивых систем компания Intel высказывает пожелания использовать процессоры одной серии, то есть не только с одинаковым степпингом ядра, но и, по возможности, из одной производственной партии. Стоит ли говорить, что следование этой рекомендации по прошествии нескольких лет после прекращения выпуска процессоров попросту нереально. Возможности тонкого сервера в плане модернизации, напротив, ограничены – можно расширять только объем оперативной памяти. В то же время при создании систем на базе тонких серверов вы не будете переплачивать за неиспользуемые аппаратные ресурсы, с одной стороны, и за возможность поэтапной доукомплектации имеющегося устройства – с другой. Ведь модернизация и расширение функциональности ИС на базе тонкого сервера производится доустановкой в стоечный шкаф дополнительного устройства, а конфигурирование сети ведется непосредственно с новым сервером, отвечающим за ту или иную задачу. Таким образом, если какое-то из приложений начинает «перетягивать на себя одеяло», затормаживая работу других, его попросту выносят на новый стоечный сервер, который становится еще одним звеном ИС. В итоге «центральное здание» информационной системы строится как бы по кирпичикам и только по мере необходимости. И в ряде случаев выходит, что по итогам нескольких модернизаций система на базе тонких серверов оказывается даже дешевле пьедестального решения. Эта тенденция, вероятнее всего, примет глобальный характер, ведь основная масса всех серверов начального и среднего уровня (речь идет именно о серверах, а не об однопроцессорных ПК расширенной комплектации), особенно от производителей класса А-бренд, выпускается сегодня именно в стоечном исполнении. А тот факт, что поставщики серверов и комплектов для их сборки зачастую предлагают специальные наборы для монтажа пьедестальных серверных корпусов в стойки, демонстрирует желание производителей стимулировать пользователя к переходу именно на «тонкие» решения. Однако следует понимать: пьедестальный сервер, будучи установлен в стойку, займет в ней втрое больше места, нежели оптимизированный для такого монтажа тонкий. К примеру, большая часть привычных серверов при доукомплектации набором стоечной установки занимает в стоечном шкафу пространство 3U и даже 5U. Например, наиболее популярные среди отечественных сборщиков решения – Intel SC5200, C5100 и SPSH4 (Intel Shasta), а также Supermicro SuperServer 704x, позволяют устанавливать системный блок как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Тонкий сервер сегодня

Как известно, сегмент серверного оборудования один из самых консервативных. Поэтому для того, чтобы привычные решения серьезно менялись, должна произойти как минимум революция. Так или иначе, но первые серверы в тонких конструктивах появились примерно в 1999 году – тогда все лидеры мирового серверного рынка включили в свои линейки модели данного форм-фактора. Это произошло ввиду бурного роста интернет-технологий – своеобразной революции, вследствие которой у многих телекоммуникационных операторов и сервис-провайдеров появилось неожиданно большое число клиентов. В результате возникла потребность в компьютерах, обеспечивающих максимальную плотность размещения вычислительной мощности. И хотя бум Интернета уже давно в прошлом, сектор тонких серверов продолжает интенсивно развиваться, что говорит о его перспективах. В нашей стране первые тонкие серверы появились на рубеже 1999-2000гг., но тогда их продажи измерялись единицами – экономика только приходила в себя после кризиса 1998 года, и отечественные компании не располагали финансовыми возможностями для внедрения еще не проверенных технологических новинок, вкладываясь лишь в крайне необходимые решения. За прошедшие несколько лет ситуация на российском рынке значительно изменилась, и, как уже отмечалось выше, доля тонких серверов растет весьма активно. Кроме того, сегодня все большую популярность в корпоративном секторе получает концепция Data Center – построение единого центра обработки данных предприятия, где в одном помещении размещены системы хранения данных, серверы и системы, обеспечивающие их стабильное функционирование (пример – APC InfraStruXure), на которых работают наиболее важные приложения. Одним из следствий внедрения Data Center стал постепенный переход от башенной конструкции сервера к стоечной, обеспечивающей большую компактность и удобное обслуживание сервера, а в случае стоечных шкафов с запираемыми дверями – дополнительную защиту от несанкционированного доступа к оборудованию. Кроме того, системы хранения постепенно отделяются от серверов – вместо встроенных накопителей используется внешний дисковый массив, часто монтируемый в ту же стойку, а самому серверу достаточно одного внутреннего загрузочного диска. Такое решение увеличивает масштабируемость дисковой подсистемы (теперь ее размер не ограничен числом свободных отсеков для накопителей в корпусе сервера) и упрощает ее модернизацию. Кроме того, серверы, работающие в составе кластера или подключенные к сети хранения данных (SAN), используют общую дисковую память, поэтому в таких конфигурациях внешний дисковый массив – обязательный элемент. Сокращение потребности во внутренних дисках позволило уменьшить и размеры сервера, и теперь тонкие модели подходят не только для работы приложений, которым не нужен большой объем дисковой памяти, но и для других задач. Разумеется, на рост продаж тонких серверов в нашей стране оказало влияние и постепенное развитие российского Интернета (хотя и не такое динамичное, как на Западе во второй половине 1990-х гг.), вызвавшее появление новых провайдеров, а от старых потребовавшее расширения мощностей. К тому же получает распространение и услуга размещения оборудования клиента на площадке провайдера, плата за которую обычно зависит от того, сколько места в стойке занимают серверы. Еще один фактор – снижение цен на серверные платформы Intel и Supermicro, что, в свою очередь, стимулировало снижение цен на тонкие серверы российских производителей. Кроме того, серверные barebone-системы, появившись в ассортименте тайванских компаний-производителей материнских плат (MSI, ASUSTeK), перешли в разряд дистрибьюторских товаров и могут устанавливаться и доукомплектовываться заказчиком самостоятельно. Таким образом, тонкие серверы переместились и в сегмент «самосбора», начав конкурировать одновременно и с однопроцессорными серверами на базе привычных «настольных» комплектующих, и с noname-продукцией. Перед тем как перейти к описанию конкретных решений, следует разобраться, что же собой представляет тонкий сервер. Во-первых, стоит определиться с приложениями, работоспособность которых должны обеспечивать устройства данного класса. В большинстве случаев они играют роль маршрутизаторов и межсетевых экранов, серверов телематических служб (HTTP, FTP, SMTP/POP/IMAP), а также кластерных комплексов для решения сложных вычислительных задач. Помимо этого не редки случаи, когда тонкие серверы обеспечивают еще и функционирование файлового сервера или сервер управления системами хранения информации предприятия, доступ к которым осуществляется удаленно (например по протоколу iSCSI). В настоящее время, в области телекоммуникаций наибольшее распространение получили серверные системы, занимающие пространство объемом 1U и 2U. Первые обычно осуществляют функционирование большинства наиболее распространенных служб по обработке и хранению данных, тогда как серверы формата 2U представляют собой более сложные решения, обладающие двумя и более процессорами, а также возможностью резервирования данных. Что касается конкретной реализации таких систем, несмотря на их общую схожесть и распространение barebone-комплектов производства Intel, Supermicro, Tyan, RioWorks, Iwill и других, при выборе устройства необходимо обратить внимание на следующие ключевые моменты. Во-первых, желательно, чтобы корпус такой системы был оптимизирован для «безотверточного» монтажа. Подобная возможность есть в основном лишь у «брендовых» решений. Во-вторых, на корпусе системы должны присутствовать индикаторы, отображающие готовность, загрузку и температурный режим работы системы, а также уровень напряжения ключевых элементов системы. В таком случае проще обслуживать массив серверов. Кроме того, нужно обратить внимание на наличие возможности использования комплектующих с функцией горячей замены. Это касается вентиляторов, блоков питания (в том числе и избыточных) и жестких дисков. Помимо стандартных компонентов, предлагаемых поставщиками, в серверах ведущих производителей использованы фирменные аппаратные и программные решения для управления и обслуживания крупных инсталляций тонких серверов. Впрочем, и отечественные производители тонких серверов пытаются не отставать от своих конкурентов, предлагая аналогичный пакет от Intel – Server Management 6.0, реализующий функции удаленного управления. С точки зрения используемых комплектующих тонкий сервер на платформе Intel в большинстве случаев представляет собой двухпроцессорную систему (на базе процессоров Xeon DP) с жесткими дисками SCSI и сетевыми картами Fast Ethernet или Gigabit Ethernet. Основное различие между моделями 1U и 2U, связанное с высотой корпуса, - возможности расширения. 1U-модели чаще всего поддерживают только три винчестера и имеют один или два слота PCI (PCI-X), в то время как 2U-модели обычно включают отсеки для шести дисков (в некоторых моделях – с RAID-контроллером) и три-четыре слота PCI различной битности и тактовой частоты. Максимальный объем оперативной памяти в моделях 2U также больше, чем у 1U. Он достигает 12 Гбайт, что происходит благодаря расположению шести, реже – восьми слотов DIMM для регистровых модулей памяти. Имеются на рынке и упрощенные тонкие серверы высотой 1U с меньшей ценой, которые оборудуются только одним процессором и двумя дисками (S)ATA. В качестве устройства резервного копирования в 2U-серверы можно устанавливать специальные модели стримеров уменьшенной высоты (например, HP Ultrium 215 или StorageWorks AIT 100). Кроме того, для обслуживания тонких серверов выпускаются стоечные дисковые массивы и ленточные автозагрузчики, причем некоторые из них имеют высоту всего2U и даже 1U.

Минимизация не знает границ

Если рост спроса на тонкие серверы очевиден на протяжении нескольких лет, то настоящий интерес к серверам-«лезвиям» проявился в России лишь недавно. Blade-серверы – это сверкомпактные одноплатные серверы, устанавливаемые на специальную «полку», которая монтируется в 19-дюймовой стойке. Следует сказать, что первыми в России, как и во всем мире, пристальное внимание на продукты данного типа обратили компании из телекоммуникационного сектора. Шутка ли, но стандартная 19-дюймовая стойка высотой 46U может вместить до 300 серверов-«лезвий». Именно на этой почве сформировались предпосылки к конкуренции тонких серверов и blade-серверов. Однако следует учитывать, что хотя серверы-«лезвия» дешевле 1U-серверов, приобретать их поштучно не имеет смысла («полка» под blade все равно занимает место в стойке), и поэтому даже для пилотных проектов установка blade-серверов станет рациональной лишь при внедрении десятков «лезвий». Кроме того, серверы-«лезвия» не лишены определенного рода недостатков, большей частью вызванных сложностями с теплоотводом. Как следствие, вычислительная мощность blade-серверов ограничивается уровнем производительности, предлагаемым процессорами линейки Pentium III Tualatin. В данный момент компания Intel выпускает процессор Low Voltage Pentium III с частотой 933 или 700 МГц, предназначенный для использования в стоечных серверах высотой 1U. Как не трудно догадаться, это процессор является версией известных серверных процессоров Pentium III-S с пониженным напряжением питания (1,15 В) и, следовательно, очень низким энергопотреблением (11,2 Вт). В остальном, это все тот же Pentium III-S: 0,13-мк техпроцесс, 512 кбайт кэш L2, поддержка двухпроцессорных конфигураций. Процессор LV Pentium III 933/800 МГц поставляется в uFCBGA-упаковке. Он может использоваться в одно- и двухпроцессорных конфигурациях совместно с однослотовой материнской платой NetStructure ZT 5524. Эта плата совместима со спецификацией PCI Industrial Manufacturers Group (PICMG) 2.16 и ориентирована на использование в телекоммуникационных серверах, а также коммутаторах и контроллерах базовых станций сотовой связи. Проблему невысокого быстродействия blade-серверов, тем не менее, могут вскоре преодолеть, ведь корпорация Intel планирует использовать процессоры линейки Pentium M в серверном сегменте. Дело в том, что процессоры Pentium M специально разработаны для применения в мобильных компьютерах. Дизайн Pentium M получился удачным: они сочетают весьма высокую производительность и малое тепловыделение. Именно эти качества особо важны для сервера. Кроме того, не следует забывать, что Pentium M оснащен большим кэшем второго уровня – 1Мбайт в Banias и 2Мбайт в будущих процессорах с кодовым именем Dothan. Данный фактор также может оказать положительное влияние на производительность Pentium M в серверных задачах. Однако стоит понимать, что, несмотря на всю привлекательность Pentium M, Intel не будет использовать эти процессоры в серверных решениях верхнего и среднего уровня. Ведь они не поддерживают многопроцессорные конфигурации, и вряд ли при их разработке учитывалась такая возможность. Как следствие, ниша серверов на базе Pentium M ограничится однопроцессорными серверными платформами, и в частности, blade-серверами. Согласно имеющимся данным, первые серверы на Pentium M появятся в текущем году и будут построены на базе процессоров Pentium M 1,13 ГГц и LV Pentium M 1,1 ГГц в microFCPGA- и microFCPGA2-упаковках. Благодаря тому, что по используемой шине процессоры Pentium M совместимы с Pentium 4 и Xeon, в основе серверов Pentium M появится серверный набор логистики Intel E7501. С другой стороны, если даже Pentium M не получит широкого распространения на рынке серверов, то после снятия с производства последних Tualatin-решений, рынку ультратонких серверов не грозит забвение – ведь здесь обосновалась компания VIA. Последняя, кстати, на CeBIT'2004 представила новую системную плату EPIA-N, выполненную в форм-факторе Nano-ITX, размеры которой составляют всего 12х12 см. EPIA-N построена на чипсетной связке CN400 и южном мосте VT8237. Система поддерживает процессоры VIA Eden-N с тактовой частотой до 1 ГГц (миниатюрные х86-процессоры форм-фактора nanoBGA 15х15 мм, не требующие принудительного охлаждения). В платформу интегрированы генератор случайных чисел (Random Number Generator) и криптографический процессор ACE (Advanced Cryptography Engine), объединенные в PadLock Security Suite. Графическая система платформы использует интегрированный в CN400 чип S3 Graphics UniChrome. Сама плата поддерживает до 1 Гбайт DDR400/333/266 (контроллер памяти использует технологию FastStream64), Serial ATA, Parallel ATA-133, USB 2.0, интегрированный адаптер LAN и V-RAID. Итак, стандартная стойка объемом 1U способна вместить до четырех плат EPIA-N и тем самым увеличить число звеньев одной стойки высотой 46U до 600 (!) серверов-«лезвий». Еще один потенциально сильный игрок этого рынка – компания Transmeta, чьи продукты многие производители рассматривают как базу экономичных серверных решений. Например, компания RLX Technologies, родоначальник blade-серверов, имеет целую линейку устройств на базе процессоров Crusoe – их устанавливают по два в серверные стойки 1U. Так, blade-сервер ServerBlade 100t, предлагаемый компанией по цене $1000, реализован на базе процессора Crusoe TM5800 1 ГГц. В него можно устанавливать до 1 Гбайт DDR-памяти. Столь миниатюрные габариты обусловлены использованием 2,5-дюймовых IDE-дисков объемом 60 Гбайт, которые могут быть объединены в RAID-массив. Подводя итоги, можно сказать, что если полнофункциональные серверы берут мощностью, то стоечные – оптимальным уровнем функциональности и отчетливой ориентацией на решаемые задачи. Собственно, на этом и основано мнение об их повышенной надежности.