前言
由于企业计算中“客户端——服务器”模式的流行,未来的网络发展呈现出集中计算的趋势。而数据中必的兴起对服务器配置密度提出了越来越高的要求,正是在这种要求下,为了突破服务器密度的极限,新一代的服务器,刀片服务器出现了。所谓刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元(即刀片,其实际上是符合工业标准的板卡,其上有处理器、内存和硬盘等,并安装了操作系统,因此一个"刀片"就是一台小型服务器。),实现高可用和高密度的新型服务器。
一、刀片服务器“特”在那里?
1、高密度计算
高密度是刀片式服务器最大的特点,不论其面向的工作领域是高是低,单从计算密度而言,尚无出其右者。当然,计算能力并不只由处理器堆砌数量决定,单一体系的高性能计算机强大的运算能力并没有因为只有4~8颗处理器而减少。那么刀片式服务器依靠什么来占领市场呢? 总体上,无论是操作系统还是应用软件,都明显落后于硬件的发展步伐,Web等分散式的应用系统更接近分布式计算——同一时间内大量进程并行,而单一进程的计算处理要求又非常低,正符合刀片式服务器强调高密度分散计算的架构。对于刀片式服务器而言,增大的计算密度使数据中心能用更少的空间服务于更多的客户,也能让网站降低托管费用。
2、分布式计算
即使同小组级服务器相比,刀片式服务器因为单一刀片的配置而处于下风,所以需要负载均衡/集群软件的配合才能达到良好的使用效果,适用领域也限于分布式高密度计算环境:IDC、Web、域名解析等。
3、低功耗
塔式服务器因为内部空间最为充裕,可以采用各种强调单一性能的设备,而不论其体积与功耗有多大,只要能够在充裕的空间内解决好散热问题就能轻松装入。机架式服务器不但在外形上进行了缩减,更重要的是它们都是标准身材,可以通过堆叠的方式安装在一个机架中,显著提高空间利用率,提高了单位体积内的计算密度。但是它仍然基于传统服务器部件,功耗和发热都没有减少,只是通过更优化的散热设计来满足工作需要。
刀片式服务器则克服了以上缺点,以RLX System 324为例:传统上一台7尺高的机架──可以放进40台1RU(1.75寸)的服务器──能够放进336台RLX的刀片服务器。这种让人难以置信的密度是由于整合了全美达(Transmeta)的克鲁索(Crusoe)处理器。使用克鲁索芯片所带来的好处就是低功耗、省电。每片克鲁索刀片在执行时其平均耗电量大约只有7瓦。(每一台RLX刀锋的供电量最高为15瓦,而传统服务器为75至120瓦。)RLX的方法不只可以帮你省下大笔的电费,还可以帮你省下昂贵的硬件采购费,如不断电系统(UPS)、发电机系统,以及散热设备。 4、低廉的成本
刀片服务器可以看成把所有的服务器系统的硬件──处理器、内存、硬盘机,以及网络联接设备一一整合到单一的扩充卡。这样的整合代表了更吸引人的另一选择:可以降低成本、降低温度并减少所需的空间,进一步的,还能改进服务器的稳定度与得到更低的整体拥有成本(TCO)。
二、应用范围
刀片服务器的使用范围相当广泛尤其是对于计算密集性应用,比如天气预报建模、数据采集、数据仿真、数字影象设计、空气动力学建模等等。而对于行业应用,如电信、金融、IDC/ASP/ISP应用、移动电话基站、视频点播、Web主机操作、实验室系统等,刀片服务器同样能大显身手。目前常见主要应用在以下两个方面:
1、用作前端Web服务器
这种方式比较容易理解,可充分发挥刀片服务器密度高、可群集以及可远程管理的优势。内容服务提供商可以用刀片服务器组成高密度的群集,用来实现高访问量的Web服务器,后端再连接中高端的服务器或群集系统作为数据库服务器。存储服务提供商可以采用同样的前端方案,后端配合NAS设备来提供存储服务。与普通机架服务器相比,刀片服务器在这类应用中的优势在于占用机位少,可有效节省托管费用。
2、用作中小企业网络服务器
这种方式可充分发挥刀片服务器易管理、配置灵活和可扩展性好的优势。一个中小企业网络,使用以太网连接Internet。客户端节点大约300个,桌面使用Windows 98系统,该网络需要若干服务器,包括文件服务器、光盘库服务器、代理服务器、Intranet服务器、DHCP服务器、域服务器、DNS服务器、邮件服务器、Web/FTP服务器、数据库服务器以及中心打印服务器。其中有些服务可以共享服务器,而有的可能需要通过群集来满足性能和可用性的要求,使用2个12端口的百兆交换机、一台机架式NAS设备和一个刀片服务器即可满足这些要求,其中,2个交换机分别为内网交换机和外网交换机。对于企业来说,这种高密度不仅节约了宝贵的机柜空间,还节约了布线成本,并可节电,从而降低对UPS的要求。
三、主流产品一览
目前,作为服务器领域的新星,这种高密度的刀片服务器所带来的市场前景已经被Compaq、IBM、HP等厂商所看重,他们纷纷宣布将推出自己的刀片服务器。
1、RLX System 324
图1
由前康柏服务器部门主管Gary Stimac领导的低能耗刀片服务器制造商RLX Technologies,是最先在服务器中采用Transmeta Crusoe处理器的服务器厂商。他们利用Transmeta极低的发热量提升了服务器的密度,在一个42U高的标准19英寸机架上,可以容纳336片服务器,能够在机房里安装更多的设备。
RLX System 324采用了Crusoe TM5600(工作频率为633MHz)处理器,每一个刀片都是一个完整的服务器系统:包括预装Red Hat Liunx 7.2的操作系统、完整授权版的Windows 2000 Professional,或者是Windows 2000的Web Servers版,两块2.5英寸硬盘、28至1GB的内存、10/100M网卡、VGA接口等在内的刀片功耗只有传统服务器功耗的十分之一,但是安装密度却高了8倍。虽然受到Crusoe TM5600处理性能偏低的影响,但是凭借密度的优势,每个机架的Web性能仍然达到了1U高性能服务器的4倍。
它机架中的服务器刀片可以通过共享设备使用同一套键盘、鼠标、显示器,这在高密度堆叠运行时可以显著降低系统整体成本。它通过全面的硬件化管理系统,通过硬件控制台提供软件系统、硬件监测方面的控制,给管理员全面有效的帮助。 2、HP bh7800
图2
服务器世界级厂商之一的HP公司, HP的刀片服务器产品完全建立在CompactPCI的规格上,这是一种采用PCI标准的总线(bus
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