定義
不過,管理員可以使用
系統軟體將這些母板集合成一個
伺服器集群。在集群模式下,所有的母板可以連線起來提供高速的網路環境,並同時共享資源,為相同的用戶群服務。在
集群中插入新的"刀片",就可以提高整體性能。而由於每塊"刀片"都是熱插拔的,所以,系統可以輕鬆地進行替換,並且將維護時間減少到最小。
對比試驗
為了弄清楚刀片伺服器和機架伺服器各自的優點和缺點,我們採用了IBM公司的兩種處於相同技術水平的伺服器系列――HS21和HS21 XM刀片伺服器,以及X3550和X3650機架伺服器,我們將測試重點放在兩類伺服器的績效水平、動力消耗以及易處理性這幾個指標上。因為不同廠商的刀片伺服器產品功能接近,我們認為這一測試結果也可推及其他刀片供應商,如戴爾、惠普等,儘管只用一個供應商的產品進行測試代表性可能不夠強。我們發現,刀片伺服器減少了硬體組件的電力消耗,但卻並未完全消除――這是總體使用成本(TCO)的決定性因素。相同性能的IBM
刀片伺服器和
機架伺服器相比,刀片伺服器能效更高,並且更容易使用。當只購買一台或兩台伺服器時,機架伺服器比刀片伺服器更便宜。從另一個角度說,採用刀片配置需要將產品鎖定在一個供應商身上,而機架伺服器則不需要,因為機架伺服器可以根據需要陸續增加。
產品細節
基本配置
上述兩款刀片機器採用了IBM Blade Centre H(BC-H)機箱,機箱內包括一台10GB的
乙太網交換機,一台4GB的乙太網交換機和四台動力供給裝置。HS21XM採用的是2.33GHz英特爾
四核CPU,HS21則採用了2.0GHz的CPU。HS21XM採用的是16GB的
DDR2記憶體,HS21系列採用的是8GB的DDR2記憶體。
從說明書中可知,這兩款
刀片伺服器在性能上與IBM的x3550
機架伺服器接近,x3550的唯一優點在於機箱內部空間更大。IBM的x3560 2U伺服器包括三個RAID 5結構的RAID驅動,一個RAID控制器和一個
熱備用磁碟。
價格對比
這兩款
刀片伺服器的價格:HS21 7100美元;HS21 XM9800美元。此外,BC-H機箱的價格大概是17000美元。
機架伺服器的價格是7900到9300美元,具體價格取決於CPU性能,附加記憶體量以及附加
驅動器的RAID控制器數量。
刀片伺服器的問題在於其仍不能用來運行部分套用軟體,比如需要大量隨機、不定量
存儲量擴展的套用軟體。
進步分析
儘管在CPU性能相當、記憶體配置相同的情況下,測試結果顯示兩類伺服器性能基本相同。但這並不盡然,我們的經驗表明所有供應商可以很快適應1U或者2U的模式,而
刀片伺服器供應商卻不得不提前計畫以適應新的主機板元件組。
刀片伺服器的密度有時會阻礙其運行,刀片伺服器比
機架伺服器重,刀片伺服器底板也有著潛在的缺陷。其次,採用刀片伺服器的
數據中心往往只能鎖定在一個供應商身上,提供
存儲區域網路(SAN)
交換機或者
乙太網交換機,因為這些設備必須放置在刀片伺服器的機箱內。對於大廠商來說,選擇的技術組件與當前的
網路運行中心(NOC)相吻合。如果所有組件工作的協調性不高,費用仍將很低。
小結結論
我們測試的兩類伺服器性能非常接近,都採用了
英特爾CPU(每台伺服器里一對),從速度的角度來看,由於有的採用RAID 1,有的採用RAID 5,所以稍有區別。我們通常使用的
基準測試LMBench3顯示,處理器fork+exceve(這是用來處理I/O檔案和記憶體更換的)平均可執行289.9個
微指令,這使速度提高了40%。所有伺服器的測試結果基本相同,只有HS21 XM樣機和x3650樣機上的RAID
驅動器的NT-文檔系統和ext3-格式化驅動器速度快一點。同時由於X3650和x3550機組2.66GHz的CPU頻率,因此其性能也更好一些。
通過對這些伺服器性能特徵進行對比,我們可看到這些伺服器性能差別不大。
電力消耗
通常,人們並不夠重視大型伺服器運行過程中的最大支出:電力消耗。
IBM公司的
刀片伺服器和
機架伺服器預算比我們測試的要高一些。在我們的測試中,環境溫度比較低(大約是華氏68度),同時IBM公司沒能給我們提供完全組裝好的刀片伺服器機箱,這兩個原因使得電力消耗比預計的低。通過增加測量數量,我們獲得了14台組裝在機箱中的刀片伺服器和14台機架伺服器各個指標的對比結果。
如果
數據中心冷卻和電力系統、以及數據中心所在地的地面承載狀況(地面的承載能力基本上要達到1噸)較好,從五年的電力消耗來看,一個裝滿刀片伺服器的機箱總運行成本最低。
與
刀片伺服器的組件,以及組裝完好的刀片伺服器來進行對比,
機架伺服器消耗的電能更多,而這導致了五年中機架伺服器的基礎結構支出的增加。機架伺服器可採用RAID 5,而儘管一台刀片伺服器由於配置附加存儲器而使支出增加,但是電力消耗仍低於機架伺服器。
最多可配置14個刀片的IBM刀片伺服器價格為117400美元。加上電力消耗(冷卻系統的費用不計入在內),總費用為123900美元。
對於x3550 1U伺服器,價格為7900到116700美元之間。加上六路
10G乙太網和24路Gigabit
乙太網交換機以及動力消耗支出,總支出將是129200美元。X3650的總資本支出為129800美元(每台9300美元),在增加了上述10G乙太網和Gigabit乙太網交換機並加上總電力支出後,費用是150700美元。
裝配好的BC-H刀片伺服器機箱和同樣數目的x3650伺服器,五年之後價格差別大約是18%。
其他問題
刀片伺服器的維修速度比
機架伺服器快,這有多方面原因。首先,刀片伺服器的電力供給通常是由其他組件完成的,因此體積和重量都比較小。我們可以用三秒鐘時間將一個刀片從機箱中取出,而從機架上取出一個機架伺服器則需要一分鐘以上,這是線上路管理組件設計和配置合理的情況下。如果線路設計混亂,所需時間會更長。
我們測量了一旦一個機組從機架上取下來,進行記憶體和硬體驅動(伺服器管理員最經常更換的伺服器組件)更換所需的時間。從將設備重新裝入機架的時間,以及讓伺服器重新啟動繼續運行的時間來看,刀片伺服器花費的時間比機架伺服器短的多,因為機架伺服器的線路需要重新連線。
為何
刀片伺服器的維修時間較短,原因是電力線路從80根減少到8根。以太電纜(銅纜或光纜)的數目也可以明顯減少,同時也減少了線路混亂的問題。
管理組件也帶來了附加費用的增長。我們測試
IBM伺服器的過程中,採用IBM Director來管理測試伺服器。Director必須被安裝在
機架伺服器或刀片伺服器上,並需要支付額外的安裝費用,儘管運行這一組件所需
存儲量不大。
我們下載了各類作業系統,並利用Director將其配置在刀片和機架伺服器上。一些供應商按安裝次數或伺服器數目來對管理組件收費。核算這些套用軟體的費用很重要,因為這些軟體可節約時間。
局限性
刀片伺服器的隨機存儲介質是有限的。我們測試的刀片伺服器可進行RAID配置,但僅限於配置RAID 1或者RAID 0無
冗餘磁碟陣列。這就意味著在這種情況下,容量被配置在伺服器中的
驅動器限制在288GB(最大值,我們測試了兩個73GB的刀片伺服器驅動器)。有些人說288GB足夠了,但這是峰值,僅僅在ISCSI,
光纖通道或其他SAN連線方式配置很好的情況下才能達到。
與此相對,通過採用四個驅動器,2U x3650的伺服器可內置一個RAID 5。這些驅動器,同內置於
刀片伺服器的一樣,可更改以適應更大存儲需要,但是在機組已經開始運行某一套用軟體後,驅動器就不可再更改。
有了更多本地的可用空間,固定
機架伺服器的本地存儲能力會更高。一些供應商在1U模式的機架伺服器上配置了相同的
存儲量。如果未來存儲需求增長超過伺服器內的可用空間,那么刀片伺服器就需要連線到內置SAN。對於有SAN的企業,很容易開展刀片伺服器附屬檔案配置,並進行各式光纖SAN組裝。如果沒有SAN,可使用ISCSI,併入基於ISCSI虛擬流量通過
乙太網所消耗的頻寬。
將附加I/O卡配置在刀片或機架伺服器上也是可行的。IBM產品將PCI以及PCI Express(PCI-E)卡配置在機架伺服器上,使其靈活性更高。刀片伺服器和機架伺服器的記憶體選項相似。
刀片伺服器另一個潛在的缺陷是供應商服務。如果你選擇了一個刀片伺服器供應商,你的企業就會被這一供應商的服務政策、組件的可用性所限制。在購買的
伺服器配置為1U的情況下,企業不會受到限制,因為有眾多供應商提供1U產品,但是當購買的為組裝刀片伺服器的機箱時,企業對廠商的依賴度就會大大增加。
小結
刀片密度代表了每英尺的計算處理能力。裝載四個9U的IBM
刀片伺服器的機箱同一個42U的機架所占用的空間差不多(略有多餘的空間),這意味著大約有20000瓦的熱量需要進行冷卻。四十個配置在同一機架上的x3550
機架伺服器耗費的功率是75%。同一構造中,可配置的刀片伺服器數目是56,而可配置的機架伺服器數目為40。
刀片伺服器和機架伺服器的性能基本相同,刀片伺服器更易於管理和開展服務。我們進行刀片伺服器購買和配置時應考慮供應商的能力,以及當地
存儲量的限制。然而,一個企業,如果擁有配置優良的
數據中心基礎架構,並且可以跟一個好的供應商合作,你將感到刀片伺服器是很好的選擇。