Блейд системы. Blade серверы: их история, основные преимущества, современные системы. Образцы современных Blade-серверов

Серверы HP и блейд серверы HP - системообразующие продукты Hewlett -Packard . Компания вполне заслуженно занимает треть рынка серверов на архитектуре x86:

• в рейтинге суперкомпьютеров мира TOP500, HP уже третий год подряд прочно удерживает высокие позиции - 208 (42%) самых высокопроизводительных систем, упомянутых в рейтинге, построены на базе blade сервер HP ProLiant BladeSystem c-Class .
• еще в 2008 году корпорация HP первой объявила о том, что был отгружен миллионный блейд сервер .

Чем же отличается блейд сервер от своих собратьев? При сравнимой производительности b lade серверы занимают в два раза меньше места, потребляют в три раза меньше энергии и обходятся в четыре раза дешевле. На данный момент времени серверы HP bl460c и компоненты блейд системы HP c-Class стали в достаточной степени доступными на вторичном рынке, и мы можем предложить вам купить блейд-сервер б.у. или blade систему б.у. по доступным ценам.

В нашем магазине вы сможет выбрать и купить HP ProLiant BL2x220c , BL280с , BL460c , BL465c , BL490c , BL620c , BL680c , BL685c . Блейд-системы хранения данных HP StorageWorks SB40c , D2200sb , блейд-накопители ленточные HP StorageWorks SB3000c , SB1760c , SB920c , SB448c . Блейд шасcи HP c3000 и HP c7000 , оптимизированные для небольших предприятий и для монтажа в стойке соответственно. Всевозможные mezzanine адаптеры для блейд-серверов, позволяющие добавить необходимые сетевые и HBA интерфейсы, и не только, наряду с коммутационными модулями для блейд-систем создают законченную инфраструктуру, готовую обеспечить поддержку целей бизнеса и его развитие на современном уровне.

Мы предлагаем вам купить HP blade серверы и компоненты блейд системы HP c-Class в нашем магазине. Мы готовы сконфигурировать сервер под любые ваши потребности. При необходимости возможно обеспечить приобретённый блейд-сервер , блейд-систему или компоненты дополнительной гарантией на один, два или три года.

В Конспекте мы часто обходим стороной enterprise-технологии из-за их малой применимости в не столь масштабных проектах. Но сегодняшняя статья – исключение, потому что речь пойдет о модульных системах, "блейдах".

Не так много архитектурных изысков в IT-мире, которые были бы окутаны большим ореолом "невероятной крутости" и сравнимым набором мифов. Поэтому не буду усложнять еще больше, и просто расскажу об особенностях и применимости такого рода систем на практике.

LEGO для инженера

Блейд-сервер почти обычный сервер, в котором есть привычная материнская плата, оперативная память, процессоры и множество вспомогательных систем и адаптеров. Но "почти" заключается в том, что такой сервер не предназначен для автономной работы и поставляется в специальном компактном корпусе для установки в специальное шасси.

Шасси – или "корзина" – ни что иное, как большой короб с посадочными местами для серверов и дополнительных модулей. Все серверы и компоненты соединены при помощи большой коммутационной платы (Backplane) и образуют блейд-систему .

Если разобрать всю систему на составляющие, то на столе окажется следующая горка:

Блейд-серверы (лезвия) – серверы без блоков питания, вентиляторов, сетевых разъемов и модулей управления;

Шасси – корпус и бэкплейн;

Системы питания и охлаждения для всех компонентов системы;

Коммутационные устройства для связи с внешним миром;

• Модули управления (различные вариации на тему IPMI).

От обычного серверного шкафа все это добро отличается компактными размерами (обычно 6-10U) и высоким уровнем надежности, так как все компоненты могут быть зарезервированы. Здесь, кстати, кроется один из мифов: десяток лезвий не собирается в один большой сервер. Это будет просто десяток серверов с общей инфраструктурой.

К слову, у HPE есть решения, напоминающие традиционные blade-серверы – HPE Superdome . В качестве лезвий там используются процессорные модули с оперативной памятью. В таких решениях вся система действительно представляет собой один высокопроизводительный сервер.

Нюансы архитектурных решений разных производителей блейд-систем уже обсуждались на Хабре (статья хоть и старая, но в своих основах актуальная), поэтому я для иллюстрации использую блейд-систему от HPE – BladeSystem c7000 .

В роли лезвий могут выступать:

Дисковые массивы – например, HPЕ StorageWorks D2200sb , в который можно установить до 12 дисков 2,5’’. Так легко и непринужденно нескольким серверам можно выдать общее DAS-хранилище;

Коммутаторы SAN для доступа к внешним системам хранения и полноценные NAS-серверы – например, HPE StorageWorks X1800sb ;

• Ленточные устройства.

На картинке ниже изображена полностью укомплектованная система HPE BladeSystem c7000. Расположение компонентов понятно и так – обратите только внимание на секцию Interconnect modules. В каждый ряд устанавливается отказоустойчивая пара сетевых устройств или pass-thru модулей для простого проброса серверных сетевых интерфейсов наружу.

В компактное лезвие HPE ProLiant BL460c Gen8 помещается только два диска 2,5’’. Для большей красоты вместо дисков можно использовать сетевую загрузку с дисковой системы SAN или PXE.

Ниже изображена более компактная блейд-система от IBM. Общие принципы те же, хоты расположение узлов тут отличается:

Интереснее всего в блейдах, на мой взгляд, сетевая составляющая. С использованием модных конвергентных коммутаторов можно творить настоящие чудеса с внутренней сетью блейд-системы.

Немного сетевой и Enterprise магии

В качестве сетевых модулей могут выступать специальные коммутаторы Ethernet или SAS, либо умеющие и то и другое. Разумеется, в блейд-систему нельзя установить обыкновенный коммутатор, но совместимые модели производятся привычными брендами. Например "великолепной тройкой" HPE, Cisco, Brocade. В самом простом случае это будут просто модули доступа к сети, выводящие все 16 лезвий наружу через 16 портов Ethernet – HPE Pass-Thru .

Такой модуль не уменьшит количество сетевых проводов, но позволит подключиться к корпоративной LAN с минимальными вложениями. Если же вместо него использовать недорогой Cisco Catalyst 3020 с 8 портами 1GbE Ethernet и 4 портами 1GbE SFP, то к общей сети нужно будет подключить лишь несколько общих портов шасси.

Такие сетевые устройства своими возможностями не отличаются от обычных. Значительно интереснее выглядят модули HPE Virtual Connect (VC). Главная их особенность – возможность создавать несколько отдельных сетей с гибким распределением полосы пропускания LAN и SAN. Например, можно подвести к шасси 10GbE и "нарезать" из него 6 гигабитных LAN и один 4Gb SAN.

При этом VC поддерживает до четырех подключений к каждому серверу, что открывает определенные просторы для творчества и сборки кластеров. Подобные решения есть и у других производителей – нечто подобное от Lenovo называется IBM BladeCenter Virtual Fabric .

Вопреки расхожему мнению, сами по себе блейды не отличаются от обычных серверов, и никаких особых превосходств в плане виртуализации не предоставляют. Интересные возможности появляются только с использованием специальных, vendor-locked технологий, вроде VC от HPE или LPAR от Hitachi.

Несколько IPMI из одной консоли

Для настройки блейд-серверов можно использовать встроенные модули аппаратного управления BMC (iLO в случае HPE). Механизм администрирования и удаленного подключения мало отличается от обычного сервера, но сами управляющие модули Onboard Administrator (OA) могут резервировать друг друга и предоставляют единую точку входа для управления всеми устройствами в шасси.

OA могут быть со встроенной консолью KVM для подключения внешнего монитора, либо с одним лишь сетевым интерфейсом.

В общем и целом, администрирование через OA выглядит следующим образом:

Еще лучше – подключить блейд-систему к внешнему управляющему ПО вроде HPE Insight Control или сменившей ее OneView . Тогда можно настроить автоматическую установку операционной системы на новое лезвие и распределение нагрузки кластера.

К слову о надежности – блейды ломаются точно так же, как обычные серверы. Поэтому при заказе конфигурации не пренебрегайте резервированием компонентов и внимательным изучением инструкций по прошивке. Если подвисший Onboard Administrator доставит лишь неудобства администратору, то неправильное обновление прошивок всех элементов блейд-системы чревато ее неработоспособностью.

Но за всей этой магией мы совсем забыли о приземленных материях.

Нужен ли блейд в вашей компании

Высокая плотность, небольшое количество проводов, управление из одной точки – это все хорошо, но оценим и стоимость решения. Предположим, в абстрактной организации нужно запустить разом 10 одинаковых серверов. Сравним стоимость блейдов и традиционных стоечных моделей HPE ProLiant DL. Для простоты оценки не беру в расчет стоимость жестких дисков и сетевого оборудования.

Цены актуальны на 06.02.2017, источник – STSS

Разница почти в два миллиона рублей, при этом я не закладывал полную отказоустойчивость: дополнительный модуль управления и, в идеале, еще одно шасси. Плюс, лишаемся удобной сетевой коммутации из-за использования самых дешевых pass-thru модулей для простого вывода сетевых интерфейсов серверов наружу. VIrtual Connect был бы здесь более уместен, но цена…
Получается, что "в лоб" экономии не выйдет, поэтому перейдем к остальным плюсам и минусам блейдов.

Еще немного аргументов

К очевидным плюсам блейд-систем можно отнести:

Плотность установки. Если нужно много-много серверов в одном ДЦ, блейды похожи на спасение;

Аккуратная и компактная кабельная инфраструктура за счет гибкой внутренней коммутации блейдов;

Удобство управления – всей корзиной можно управлять из одной консоли и без установки дополнительного ПО;

Легкая установка новых лезвий, пока есть место в шасси – прямо как с дисками в корзинах с горячей заменой. В теории, можно сразу при установке лезвия загружать настроенную систему по PXE и распределять ресурсы в кластере;

• Надежность. Практически все узлы могут быть зарезервированы.

Но как же без минусов:

Ограниченность лезвия. Если нужен сервер с четырьмя процессорами и большим количеством локальных жестких дисков (например, NMVE SSD), то установка столь крупного лезвия в четверть всей емкости шасси делает бессмысленным использование корзины высокой плотности;

Надежность. Несмотря на дублирование компонентов присутствует единая точка отказа – коммуникационная плата (бэкплейн) шасси. При сбое могут отказать все лезвия;

Невозможность разделения. Если нужно создать территориально распределенный кластер, нельзя просто вытащить и перевезти половину серверов – потребуется еще одно шасси;

• Стоимость. Само по себе шасси стоит как три лезвия, а лезвие стоит как полноценный сервер.

Так что же выбрать

Блейды очень органично смотрятся в действительно крупных ЦОД, вроде хостинговых компаний. В таких сценариях на первое место выходит скорость масштабирования и максимальная плотность размещения оборудования – экономия на пространстве и администрировании вполне может окупить и корзину, и всякие Virtual Connect.

В остальных случаях более разумным и универсальным видится применение обычных стоечных серверов. Кроме того, широкое распространение быстрых систем виртуализации еще больше снизило популярность блейдов, так как большинство приложений можно "уплотнить" и с помощью виртуальных серверов. Что уж говорить, управлять виртуальными машинами еще удобнее, чем блейдами.

Если вам доводилось использовать блейд-системы в не самых крупных компаниях – поделитесь впечатлениями от администрирования.

HPE ProLiant BL660c Gen9

HPE Proliant BL660c G9 являются новыми серверными системами, ориентированными на поддержку виртуализации и работу с масштабными нагрузками. Блейд-системы поддерживают широкий спектр функциональных возможностей, которые соответствуют потребностям современных бизнес-предприятий и исключают случаи простоя системы или ее отказа при критических нагрузках.

HPE Proliant BL460c Gen9

BL460c Gen9 относится к новому поколению серверов ProLiant и представляет собой отличное сочетание гибкости, производительности и удобства эксплуатации. Этот новый блейд-сервер от компании HP позволяет решать множество важных задач, обеспечивая высокую вычислительную плотность. Этот сервер способен эффективно поддерживать широкий спектр задач.

HPE ProLiant WS460c Gen9

WS460c Gen9 Graphics Server Blade - это новый графический блейд-сервер, обеспечивающий прекрасные возможности для повышения производительности и удобства работы с виртуальными десктопами для конечных пользователей. Он помогает развернуть отличную эффективную инфраструктуру с превосходным качеством сервиса. Этот сервер также можно использовать в качестве выделенного графического сервера.

HP Integrity rx9800 chassis

Серверное шасси HP Integrity rx9800 chassis предназначено для развертывания в центре обработки данных высокопроизводительной конвергентной инфраструктуры. Интеграция решения в IT-инфраструктуру компании позволяет эффективно поддерживать критически важные приложения, повышает доступность и экономичность бизнес-процессов.

HP Integrity rx9900 chassis

Серверное шасси HP Integrity rx9900 chassis предназначено для перевода IT-инфраструктуры компании на инновационные технологии консолидации аппаратных ресурсов, что повышает ее доступность, позволяет поддерживать критичные бизнес-приложения и обеспечивает высокую конкурентоспособность благодаря быстрой реакции на изменяющиеся условия.

HP Proliant BL420c Gen8

HP ProLiant BL420c Gen8 - это новый двухразъемный половинновысотный сервер начального уровня, разработанный для получения производительности с оптимизированной стоимостью, высокой доступности и управления на уровне предприятия.

HP Proliant BL460c Gen8

HP ProLiant BL460c Gen8 - главная особенность блейд-сервера заключается в легкой развертке и дальнейшей поддержке. Удобное использование при помощи встроенного программного обеспечения и панелей инструментов позволяют быстро собирать нужную информацию о состоянии системы и передавать ее непосредственно к рабочему месту администратора.

HP Proliant BL465c Gen8

HP ProLiant BL465c Gen8 - блейл-сервер восьмого поколения. BL465c Gen8 обеспечивает уникальное сочетание основной плотности и широких возможностей памяти в половинно-высотном сервере, обеспечивая, таким образом, свое бесподобное лидерство с наилучшим соотношением цена/качество для виртуальных сред.

HPE BladeSystem c3000 Enclosure

HPE BLADESYSTEM C3000 ENCLOSURE – это шасси для размещения блейд-систем HPE. Устройство обеспечивает эффективную работу всех размещенных в нем компонентов, гарантируя стабильное питание и охлаждение сложных вычислительных систем.

Внутренняя структура

В блэйд-сервере отсутствуют или вынесены наружу некоторые типичные компоненты, традиционно присутствующие в компьютере . Функции питания, охлаждения, сетевого подключения, подключения жёстких дисков , межсерверных соединений и управления могут быть возложены на внешние агрегаты. Вместе с ними набор серверов образует т. н. блэйд-систему.

Для вычислений компьютеру требуются как минимум следующие части (машина Тьюринга):

• память, содержащая исходные данные,
• процессор, выполняющий команды,
• память для записи результатов.

Остальные компоненты, типичные для компьютера, выполняют вспомогательные для вычислений функции, такие как ввод и вывод, обеспечение питания. Внутри сервера они представляют собой дополнительные потребители энергии, источники тепла, причины сбоев (особенно компоненты с движущимися частями). Концепция блэйд-сервера предусматривает замену их внешними агрегатами (блоки питания) или виртуализацию (порты ввода-вывода, консоли управления), тем самым значительно упрощая и облегчая сам сервер, а также делая его производство (теоретически) дешевле.

Внешние подключаемые блоки

Стопка блэйд-серверов IBM HS20. В каждом из них установлено по два процессора Intel Xeon 2,8 ГГц, два 36 ГБ Ultra-320 SCSI жестких диска и 2 ГБ ОЗУ

Блэйд-системы состоят из набора блэйд-серверов и внешних компонентов, обеспечивающих невычислительные функции. Как правило, за пределы серверной материнской платы выносят компоненты, создающие много тепла, занимающие много места, а также повторяющиеся по функциям между серверами. Их ресурсы могут быть распределены между всем набором серверов. Деление на встроенные и внешние функции варьирует у разных производителей.

Источники питания

Преобразователь напряжения питания, как правило, создается общим для блэйд-системы. Он может быть как вмонтирован внутрь нее, так и вынесен в отдельный блок. По сравнению с суммой отдельных блоков питания, необходимым серверам формата , единый источник питания блэйд-систем - один из самых весомых источников экономии пространства, энергопотребления и числа электронных компонентов.

Охлаждение

Традиционный дизайн серверов пытается сбалансировать плотность размещения электронных компонентов и возможность циркуляции охлаждающего воздуха между ними. В блэйд-конструкциях количество выступающих и крупных частей сведено к минимуму, что улучшает охлаждение модулей.

Сетевые подключения

Современные сетевые интерфейсы рассчитаны на чрезвычайно большие скорости передачи данных через токопроводящие и оптические кабели. Такая аппаратура дорога и занимает драгоценное место в конструкции сервера. Частый случай - чрезмерная пропускная способность сетевых интерфейсов, чьи возможности оказываются не востребованы в практических задачах. Объединение сетевых интерфейсов в одно устройство или использование специальных блэйд-слотов, занятых исключительно работой с сетью, позволяет сократить количество разъемов и снизить стоимость каждого из подключений.

Использование дисковых накопителей

Хотя для хранения объемов данных и программ необходимы значительные емкости, им необязательно размещаться локально. Такие интерфейсы, как FireWire , SCSI, Fibre Channel и ), позволяет создать исключительно надежную и компактную серверную систему.

Специализированные блэйд-слоты

Стандартизация интерфейса блэйд-слота позволяет создавать устройства, способные не только производить вычисления, но и предоставлять другие сервисы, например, функции сетевого свитча, роутера, быстрого подключения к локальной сети или оптоволокну. Эти ресурсы могут использоваться другими блэйд-слотами.

Области применения

В стандартных серверных стойках минимальный размер сервера принято называть или 1 юнит (19 дюймов в ширину х 1,75 дюйма в высоту). Как правило, такие стойки вмещают 42 юнита оборудования, то есть максимум 42 сервера. Использование блэйд-серверов позволяет обойти это ограничение не выходя за размеры стандартой стойки и разместить до 100 серверов в каждой.

Блэйд-серверы особено эффективны для решения специфических задач: веб-хостинга , организации кластеров . Серверы в стойке, как правило, поддерживают горячую замену .

Хотя технология построения блэйд-систем не является закрытой (принадлежащей какой-то одной компании), при использовании компонентов одного производителя возникает меньше проблем с инсталляцией и настройкой. Стандартизация сопряжений могла бы сделать технологию доступнее для пользователя и расширить выбор поставщиков.

При всех достоинствах, эту технологию нельзя считать решением всех серверных проблем. Крупные задачи требуют все же применения более масштабных систем для своего решения, таких как мейнфреймы и кластеры . Также могут быть использованы кластеры, состоящие из блэйд-серверов. Такая структура особенно подвержена проблеме перегрева ввиду плотной компоновки электроники в каждом из них.

История создания

Микрокомпьютеры, умещавшиеся в 1 слот стандартной 19-дюймовой стойки, стали использовать еще в 1970-е гг., вскоре после разработки 8-битных микропроцессоров. Наборы таких слотов использовали в управлении промышленными объектами, заменяя миникомпьютеры. Программы записывались в полупостоянную стираемую память (EPROM) на слоте, их функциональность ограничивалась одной несложной операцией, выполняемой в реальном времени.

Название «блэйд-сервер» стало применяться по отношению к системам с установленными жёсткими дисками или флеш-памятью . Благодаря этому появилась возможность исполнять на слоте полноценную операционную систему.

Технология заимствует некоторые черты мейнфреймов . Хотя сейчас правильнее рассматривать группу блэйд-слотов как кластер независимых серверов, в будущем возможно активное использование виртуализации ресурсов и тесной интеграции с операционной системой, что дополнительно увеличит производительность и стабильность.

Первым производителем блэйд-систем считается RLX Technologies (Хьюстон , США), основанная выходцами из корпорации Hewlett-Packard в 2005 г.

В настоящее время лидером в производстве блэйд-систем является компания Dell (доля на мировом рынке 8,1 % / 9,5 %),

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.

Решить некоторые из этих проблем поможет новый тип серверов - модульные, чаще называемые Blade-серверами, или серверами-лезвиями (blade - лезвие). Набирающие популярность Blade-серверы - это воистину серверы XXI века (их первые модели были разработаны в 2001 г.), преимущества которых изготовители описывают с помощью правила «1234». Оно звучит так: по сравнению с обычными серверами при сравнимой производительности Blade-серверы занимают в два раза меньше места, потребляют в три раза меньше энергии и обходятся в четыре раза дешевле.

Итак, что представляет собой Blade-сервер? Прежде всего стоит привести определение IDC: аналитическая компания называет лезвием (Blade-сервером) модульную одноплатную компьютерную систему, включающую процессор и память. Лезвия вставляются в специальное шасси (или полку) с объединительной панелью (backplane), обеспечивающей им подключение к сети и подачу электропитания. Это шасси с лезвиями, по мнению IDC, является Blade-системой. Оно выполнено в конструктиве для установки в стандартную 19-дюймовую стойку и в зависимости от модели и производителя, занимает в ней 3U, 6U или 10U (один U - unit, или монтажная единица, равен 1,75 дюйма). За счет общего использования таких компонентов, как источники питания, сетевые карты и жесткие диски, Blade-серверы обеспечивают более высокую плотность размещения вычислительной мощности в стойке по сравнению с обычными тонкими серверами высотой 1U и 2U, такими как dell pe r210 или dell pe r410.

Фактически блейд система состоит из следующих компонентов

• Blade-серверы (фактически это обычные серверы без блока питания, с пассивными радиаторами и без PCI разьемов - убраны все «лишние компоненты»)
• Корпус и пассивный Backplane (плата обеспечивающая коммутацию установленного оборудования)
• Системы питания и охлаждения (вентиляторы блоки питания)
• Внешние коммутационные устройства(Ethernet, FC, Infiniband)

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.

Типичный Blade сервер: нет ни блока питания, ни вентиляторов - ничего лишнего!

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:

• уменьшение стоимости и повышение надежности системы питания и охлаждения;
• сокращение количества коммутационных проводов;
• повышение удобства управления системой;
• уменьшение занимаемого объема;
• уменьшение энергопотребления и выделяемого тепла;
• высокая масштабируемость;
• гибкость.

Разумеется «Blade» имеют и недостатки:

• отсутствие общего стандарта и общей платформы. Для пользователей это выражается в невозможности установить, например, Blade-сервер SUN в шасси IBM;
• одна точка отказа в большинстве Blade-систем: само шасси - это точка отказа системы. Если шасси отказывает, то простаивают все установленные в него «лезвия», что, несомненно, наносит значительный урон бизнесу их владельца. Однако, надо понимать, что само шасси (корпус и backplane) это пассивный компонент повредить который можно лишь только физически;
• «Blade» неэффективны для решения задач, требующих малого числа серверов (например, двух или трех). В этом случае выгоднее использовать обычные серверы, не переплачивая за шасси;
• ограниченный класс приложений, выполняемых «Blade`ами»: поскольку Blade-серверы комплектуются одним или двумя процессорами, задачи, оптимизированные для традиционных серверов с большим числом процессоров, сложно переносить на «Blade»;
• плохие возможности внутренней расширяемости Blade-серверов: отсутствие возможности устанавливать платы расширения в серверы (возможность установить одну низкопрофильную PCI –плату в некоторых моделях), малые объёмы оперативной памяти.
• ограниченный размер внутренней дисковой подсистемы – сервер как правило имеет разъем под 2 жестких диска 2,5. Это связано с тем, блейд серверы применяются под задачи виртуализации и подразумевается использование внешнего массива.

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.

Чем Blade-серверы отличаются от привычных стоечных серверов?

Физическая конструкция. Многие преимущества Blade систем обеспечивает уникальная физическая конструкция. Совместное использование таких ресурсов, как средства питания, охлаждения, коммутации и управления, снижает сложность и ликвидирует проблемы, которые характерны для более традиционных серверных инфраструктур. Физическая конструкция Blade систем предполагает размещение Blade-серверов в специальном шасси (полке) и основным ее конструктивным элементом является объединительная панель.

Объединительная панель разработана таким образом, что она решает все задачи коммутации Blade-серверов с внешним миром: подача питания, подключения к сетям Ethernet, сетям Fiber Channel а также обеспечивает взаимодействие по протоколу SAS (SCSI) с системами хранения в том же шасси (дополнительные диски или ленты). Шасси для Blade`ов также позволяет размещать в нем необходимые коммутаторы Ethernet или Fibre Channel для связи с внешними сетями. Выход на эти коммутаторы из Blade-серверов обеспечивают предустановленные или устанавливаемые дополнительно контроллеры Ethernet или Fibre Channel.

Меньшее количество кабелей. Средства коммутации во внешние сети, интегрированные в общую полку значительно сокращают количество кабелей. Новой системе HP BladeSystem требуется на 94% меньше кабелей для подключения к ЛВС и SAN, чем традиционным стоечным серверам. В шасси могут быть вставлены коммутаторы, которые обеспечивают взаимодействие как внутри шасси, так и с внешними устройствами.

Если вы думаете, что здесь много кабелей - вы ошибаетесь

Общие средства питания и охлаждения. Размещение систем питания и охлаждения в общей полке, а не в отдельных серверах, обеспечивает снижение энергопотребления и повышение надежности. Кроме того, благодаря новым и более интеллектуальным функциям, снижается потребление энергии. Например для Blade-серверов HP новые технологии охлаждения HP Thermal Logic общее потребление энергии снижается более, чем на 30 % по сравнению со стоечными системами, и для охлаждения всего решения требуется меньше электроэнергии и воздуха. В основном, это достигается тем, что используются более мощные блоки питания и вентиляторы, общие для всего шасси.

Лучшие возможности управления. Blade-серверы принципиально отличаются от стоечных серверов, таких как dell pe r510, тем, что серверная полка имеет интеллект в виде модулей управления. Для Blade систем HP функции интеллектуального управления выполняет специальный модуль Onboard Administrator, который отсутствует в стойках при размещении традиционных серверов. Помимо IP KVM присутствуют средства мониторинга и управления питанием, коммутационными модулями и средства быстрого развертывания системы.

Лёгкое администрирование любого Blade сервера в шасси

Не требуется клавиатура, видео и мышь. Управление новой системой HP BladeSystem осуществляется с помощью централизованного модуля Onboard Administrator и процессора удаленного управления iLO2 на каждом Blade-сервере, поэтому не требуются отдельные кабели и коммутаторы для клавиатуры, видео и мыши (KVM).

Размер и плотность. Серверы и инфраструктурные элементы в составе HP BladeSystem имеют меньший размер и занимают меньше места, чем аналогичные стоечные решения, что помогает экономить электроэнергию и пространство, выделенное для ИТ. Кроме того, благодаря модульной архитектуре, они являются более удобными во внедрении и обслуживании.

Основное преимущество Blade-серверов - повышенная плотность размещения

Повышенная надежность. В традиционных стоечных средах для повышения надежности устанавливается дополнительное оборудование, средства коммутации и сетевые компоненты, обеспечивающие резервирование, что влечет за собой дополнительные расходы. Например, HP BladeSystem имеет встроенные средства резервирования, причем конфигурации резервирования N+1 более удобны в настройке и экономичны по сравнению с полным дублированием.

Снижение эксплуатационных расходов. Инфраструктура Blade систем является более простой в управлении, чем традиционные ИТ- инфраструктуры на стоечных серверах. В некоторых случаях системы HP BladeSystem позволили компаниям увеличить количество ресурсов под управлением одного администратора (серверы, коммутаторы и системы хранения) более чем в два раза. На основании средних показателей время развертывания одного стоечного сервера ProLiant DL360 составляет 4 часа, а Blade-сервера ProLiant BL460c - 30 минут. После инсталляции серверной полки, добавление нового Blade-сервера выполняется значительно быстрее, чем процедура установки стоечного сервера, которая включает в себя монтаж сервера в стойку, прокладку кабелей, установку операционной системы, настройку подключений к ЛВС и системам хранения. Любые изменения также выполняются быстрее. Управляющее программное обеспечение HP Insight Control помогает ИТ-организациям экономить время благодаря возможности эффективного развертывания, мониторинга и контроля за инфраструктурой HP BladeSystem. Благодаря автоматизации основных ИТ-процессов оно позволяет сотрудникам концентрировать свое внимание на более важных задачах и действовать проактивно.

Эволюция Blade-серверов

Первой компанией, начавшей производство Blade-серверов, была RLX Technologies. Поскольку RLX - родоначальница Blade-серверов, их история неразрывно связана с развитием модельного ряда фирмы. Остановимся подробнее на истории развития Blade-серверов, выпускаемых компанией RLX Technologies.

Первый Blade- сервер RLX ServerBlade 633

В мае 2001 г. появился Blade-сервер первого поколения - ServerBlade 633. Для уменьшения количества выделяемого тепла инженеры RLX решили оснащать «Blade» процессорами Transmeta Crusoe с низким напряжением питания, применяемыми в ноутбуках. К сожалению, это решение оказалось малоэффективным: по сравнению с обычными стоечными серверами «Blade» проигрывали - были менее мощными и перегревались.

Серверы второго поколения, ServerBlade 667 , появившиеся уже в декабре 2001 г., отличались увеличившейся более чем на 30% производительностью по сравнению с ServerBlade 633. Кроме того, можно было устанавливать в одни и те же шасси «лезвия» и первого, и второго поколений, что упрощало переход на более быстрые «лезвия». Blade-серверы второго поколения, хоть и были, как и их предшественники, укомплектованы низковольтными процессорами Transmeta Crusoe, превосходили их по объему памяти и могли работать с большим числом операционных систем: различными конфигурациями Windows Server 2000 и Red Hat Linux. Еще одно новшество в «Blade`ах» второго поколения компании RLX - отдельные сеть управления «блейдами» и система управления «блэйдами», получившая название RLX Control Tower Blade. Последняя осуществляла мониторинг «блейдов» и управление ими как единой системой, а также по сети предоставляла удаленную консоль к «блейдам». Кроме этого, у системы управления RLX Control Tower Blade был Web-интерфейс, что позволяло администрировать всю систему с меньшими затратами. «Блейды» второго поколения компании RLX использовались для построения Linux-кластеров в таких областях науки, как биоинформатика, сейсмоанализ и вычислительная химия.

В серверах третьего поколения, выпущенных в феврале 2002 г., проблема перегревающихся процессоров была решена: на ServerBlade 800i устанавливался низковольтный 800-МГц процессор Intel Pentium III. При базовой комплектации с 512-Мбайт памятью можно было расширить память до 1 Гбайт, а суммарный объем жестких дисков, оставленных на «лезвиях», мог быть увеличен с 20 до 80 Гбайт. Это поколение, помимо увеличения мощности, отличалось от предыдущего появлением «блейда» нового типа - управляющего. Он играл роль встроенной шины управления, и с его помощью системный администратор мог настраивать порты коммутатора и VLAN из командной строки. Как и серверы второго поколения, ServerBlade 800i был оптимизирован для различных ОС семейств Windows и Linux.

Один из первых Blade-серверов

«Блейды» четвертого поколения - ServerBlade 1200i , появившиеся в сентябре 2002 г., на 50% превосходили предшественников по скорости процессора (комплектовались ЦП Intel Pentium III с частотой 1,2 ГГц и 512-Кбайт кэш-памятью второго уровня), емкости дисковой подсистемы (она еще не была вынесена из «блейдов», максимальная суммарная емкость локальных дисков составила 120 Гбайт) и на 100% по объему памяти (максимум - 2 Гбайт).

В серверах пятого поколения - ServerBlade 2800i , 3000i, выпущенных в марте 2003 г., интересно не только увеличение производительности процессора, объема памяти и дисковых подсистем. Это были первые многопроцессорные «блейды» - они оснащались двумя 2,8-ГГц процессорами Intel Xeon с 512-Кбайт кэш-памятью L2. Кроме того, RLX Technologies стала первой компанией, оснастившей выпускаемые «лезвия» интерфейсными платами Infiniband. Видимо, именно эти два усовершенствования существенно повысили цену: ServerBlade 2800i был вдвое дороже ServerBlade 1200i.

Последнее, шестое поколение «Blade`ов» RLX SB6400 , увидело свет в ноябре 2004 г. Максимальный объем памяти был увеличен до 4 Гбайт, они поддерживали до двух 64-бит процессоров Intel Xeon с тактовой частотой от 2,8 до 3,6 ГГц. В них были интегрированы сетевые интерфейсы Ethernet, Infiniband и Fibrе Channel, а также контроллер PCI Express.

Однако, несмотря на неплохие характеристики новых серверов пионеру Blade-архитектуры пришлось оставить этот рынок. Компания RLX признала, что конкурировать на рынке с такими гигантами, как Sun, HP и Dell, слишком сложно. Она приняла решение свернуть производство «блейдов», ограничив свою деятельность производством управляющего ПО.

3 октября 2005 г. RLX Technologies была куплена компанией HP, которая продолжает выпускать «блейды» RLX, а RLX стала группой технологических решений компании НР.

К 2005 г. Все крупные игроки на рынке серверной техники заинтересовались Blade-серверами и начали выпускать свою технику. Некоторые компании разрабатывали свои решения в области Blade-систем, другие заимствовали существующие решения. Была создана жёсткая конкуренция за рынок Blade-систем. Каждый вендор старался принести своё новшество в «блейды».

Современный Blade-сервер HP ProLiant 460c: более компактный и более экономичный

В настоящее время, к примеру, один Blade-сервер HP ProLiant 460c не уступает в производительности и отказоустойчивости тонкому стоечному серверу HP ProLiant DL360, высотой в 1U. При этом в 1 Blade-шасси HP BladeSystem, высотой в 10U можно вместить 16 серверов HP ProLiant 460c. Таким образом, в стандартную стойку, высотой 42U поместится 42 сервера HP ProLiant DL360 G6 или 4 х 16 = 64 сервера HP ProLiant 460c. В то же время, Blade-серверами легче управлять и администрировать, они будут потреблять меньше электроэнергии, выделяя при этом меньше тепла. Работа обслуживающего персонала сокращается также из-за уменьшения количества кабелей, подходящих к серверной стойке, в разы.

Постепенно Blade-серверы смогли использовать большинство технологий, использующихся в обычных стоечных серверах. Появились полнофункциональные RAID-контроллеры, использующие диски с возможностью горячей замены. «Блейды» поддерживают популярные технологии коммуникаций – сетевые адаптеры и коммутаторы Gigabit Ethernet, оптико-волоконные адаптеры и коммутаторы Fibre Channel, высокоскоростные соединения Infiniband. Сейчас в большинстве блейд-систем отсутствует единая точка отказа – все основные компоненты системы дублированы для отказоустойчивости. А при выходе из строя Blade-сервера, его можно заменить целиком и в короткие сроки восстановить работу.

Вместо Blade-сервера в шасси может быть установлен Blade-накопитель

Последние новинки в мире Blade-серверов включают в себя «Storage-Blade» (storage - хранение), «Tape-Blade» (tape – магнитная лента) и «PCI-Blade». Первые представляют собой лезвия, максимально забитые жёсткими дисками, и по сути являющиеся внешними дисковыми корзинами для обычных «блейдов», установленных в шасси. Вторые являются лезвиями, в форм-фактор которых умещен современный ленточный накопитель. Третьи из перечисленных «блейдов» - это лезвия для установки полноразмерных плат с интерфейсами PCI, PCI-x, или PCI-e. Они созданы для решения проблемы внутренней расширяемости Blade-серверов.

Таким образом, стремясь к консолидации ресурсов, производитель предлагает компаниям единый блок, сочетающий в себе вычислительные ресурсы (Blade-серверы) с возможностями расширения, не уступающими обычным серверам (поддержка нескольких многоядерных процессоров и больших объёмов памяти «блейдами», внутренние mezzanine-платы плюс «PCI-блейды»), системы хранения данных («сторадж-блейды») и устройства резервного копирования («тейп-блейды»).

Эволюция Blade-серверов

Будущее рынка Blade-серверов

В настоящее время рынок Blade-серверов бурно развивается - выходят новые модели лезвий, обновляется как железная, так и программная часть. Однако строить оптимистические прогнозы мешает следующий факт. Несмотря на то, что, с одной стороны, решения на базе Blade-северов по многим параметрам не уступают классическим решениям (например, по мощности, масштабируемости, управляемости, надежности) и даже часто уникальны, с другой стороны, именно особенности архитектуры приводят к тому, что на Blade-серверы часто смотрят с опаской, как на нарушителя установившихся традиций. Еще одна причина - в относительно большой стоимости внедрения систем. Если расширение IT-системы компании обычно производится установкой дополнительных компьютеров, то шасси даже с небольшим количеством установленных лезвий может стоить дороже отдельных серверов аналогичной мощности, особенно если решение предполагает использование нетривиальной системы хранения данных. Возможно, играет роль и «виртуальная» боязнь привязки к одному поставщику, поскольку система требует значительных вложений и не всегда легко интегрируется в существующий парк ПО и оборудования. С этими проблемами может помочь четкое планирование развития IT-структуры компании и выбор правильного поставщика.

Отрицательную роль в развитии рынка Blade-решений играет и отсутствие открытых стандартов для аппаратного дизайна шасси (и это несмотря на то, что часто решения от разных компаний являются, по сути, небольшими вариациями одного дизайна). С программным обеспечением ситуация немного проще, поскольку современные лезвия созданы на базе стандартного оборудования и при желании можно все реализовать с использованием популярного программного обеспечения.

С приходом Blade-систем стали всё чаще упоминаться термины консолидация и виртуализация информационной инфраструктуры. Руководители IT-подразделений давно искали способ искоренить «лоскутную» инфраструктуру, объединив все ключевые инфраструктурные элементы в одну единую систему, контролируемую с одной консоли управления. Уже сейчас реализуется возможность объединения Blade-серверов шасси или целой стойки в «один, большой» виртуальный сервер и выделение точного количества производственной мощности для решения той или иной задачи. Blade-серверы упрощают создание и применение виртуальных сетей (VLAN), а так же приносят необычайную лёгкость в их управлении.

Специалисты HP прогнозируют: в скором будущем башенные серверы уйдут с рынка, останутся только стоечные серверы, в том числе уже упомянутые представители 6-го поколения, HP ProLiant DL360G6, HP ProLiant DL380 G6, HP ProLiant DL180 G6 и Blade-серверы. Причём последние будут распространены больше, и потихоньку будут вытеснять стоечные серверы с рынка. По прогнозам аналитиков, к 2009 г. доля блейдов от общего рынка серверов перейдёт порог в 30%, а объём продаж достигнет $9 млрд. (данные аналитической службы IDC).

Образцы современных Blade-серверов

Проведем сравнение трёх популярных Blade-систем.

• Побочные показатели находятся в пределах нормы.
• Входные факторы являются одинаковыми для всех рассматриваемых технических систем.
• Цены приблизительные, достаточно точные для сравнения систем между собой.
• Производительность оценивалась в баллах, исходя из максимального количества вычислительных процессоров и объёма оперативной памяти, поддерживаемых системой.

HP BladeSystem C-class

IBM BladeCenter H

HP BladeSystem c-class и IBM BladeCenter H являются ближайшими конкурентами и имеют похожее техническое исполнение. Это – самые видные представители рынка Blade-систем. Назовём их Blade-системами высшего класса.

Подсистемы Blade-серверов высшего класса: процессор, системная шина, оперативная память, контроллеры интерфейсов, дисковый контроллер, жёсткие диски, объединительная плата, охлаждающие модули, модули питания, отдельный управляющий модуль, модуль для локального подключения к Blade-системе, коммутаторы интерфейсов, модуль для подключения PCI-плат.

Dell PowerEdge 1955

Dell PowerEdge 1955 является более простой системой, не обременённой дополнительными «наворотами», но, тем не менее, показывающей хорошую производительность и не занимающей много места в стойке. Dell PowerEdge 1955 – представитель среднего класса Blade-систем.

Число технических частей Blade-систем среднего класса: процессор, системная шина, оперативная память, контроллеры интерфейсов, дисковый контроллер, жёсткие диски, объединительная плата, охлаждающие модули, модули питания, отдельный управляющий модуль, коммутаторы интерфейсов.

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что Blade-системы высшего и среднего уровня имеют не большие коэффициенты несовершенства. Структура Blade-систем близка к оптимальной. Хотя она и состоит из большого числа технических частей, каждая часть в ней играет свою неповторимую роль, и все они и создают то, что называют Blade-системой.

Сравнивая полученные в ходе определения совершенства технических систем результаты с данными об объёмах продаж за последние годы можно сказать, что, не смотря на большее совершенство Blade-систем среднего класса, лучше продаются Blade-системы высшего класса. Это связано с тем, что их производством занимаются такие гиганты IT-индустрии, как HP и IBM . Престиж бренда, успешно проводимые рекламные акции, а также хорошие условия оказания технической поддержки от производителя склоняют покупателя приобретать такие системы. Blade-системы высшего уровня также снабжаются наибольшим количеством технологических новинок, что очень привлекает покупателя.

Когда следует переходить на Blade-серверы?

На момент написания обзора на российском рынке HP поставлял Blade серверы нескольким сотням заказчиков. Они относились к различным вертикальным рынкам (банки и финансы, промышленность, торговля, дистрибуция товаров, наука и образование, транспорт, государственные органы и ведомства и т. д.). Соответственно и размеры заказчиков и число серверов в их центрах обработки также значительно отличались.

В наиболее общем виде основным мотивом перехода на закупки Blade систем является общая модернизация серверного хозяйства и стремление заказчиков перейти от имеющегося серверного зоопарка к более современной и упорядоченной системе серверов в организации. В этих случаях заказчик останавливается на выборе Blade систем как на наиболее современном и перспективном решении для стандартизации серверов в организации.

Важным дополнительным аргументом в пользу выбора Blade систем является наличие у заказчика реального или планируемого решения по консолидации системы хранения данных. В пользу этого соображения также можно привести тот факт, что запросы на спецификации Blade серверов очень часто предполагают и заказ для Blade систем HP массивов данных HP EVA или MSA. Действительно, одновременный переход на блейды и консолидированное хранение данных имеет то преимущество, что больше не требуется хранить большие объемы данных во внешней памяти самих Blade серверов, а по всем остальным параметрам современные блейды не уступают своим стоечным аналогам.

Переходя к более частным случаям внедрения в организациях новых серверных технологий необходимо прежде всего отметить, что Blade-серверы стали предпочтительным и наиболее часто запрашиваемым решением для виртуализации и консолидации серверных приложений. По нашему опыту на Blade серверах и разделяемых системах хранения реализуется больше проектов консолидации серверных приложений, чем на стоечных серверах. Для этого факта можно также найти логические объяснения. Blade-серверы сегодня предлагаются не только для наиболее распространенных двух-сокетных серверов, но и для четырех-сокетных, причем как на процессорах Intel, так и AMD, а также, если мы говорим о серверах HP и на процессорах Intel Itanium. Эти серверы имеют весьма большие возможности по объемам основной памяти (до 64 и 128 Гб) и могут использоваться для консолидации большого числа весьма емких серверных приложений. В то же время для блейдов замены серверов и перенос приложений выполняются более динамично и удобно, что и определяет предпочтения в сторону Blade-систем.

Также весьма распространен выбор блейдов для реализации на серверах различных терминальных систем. И здесь выгоды и удобства серверного конструктива, отсутствие большого числа соединительных кабелей для полок с Blade системами, удобная визуализация полки и быстрая идентификация отдельных модулей в нем являются аргументами в пользу решений терминальных систем на Blade серверах.

Необходимо отметить и еще один более специфический случай, когда выбор Blade систем доминирует при заказе серверов. Это - получающее все более широкое распространение вычислительные кластеры на базе серверов стандартной архитектуры. Число таких решений постоянно растет и области их применения активно расширяются. Здесь выбор блейдов, особенно для больших кластеров, безусловно выглядит оправданным с точки зрения занимаемых площадей, пространства в рэках, потребностей в системах охлаждения и по этой причине подавляющее большинство вычислительных кластеров заказывается на Blade системах.

Мы благодарим компанию ServerUnit (Blade-серверы любой сложности) www.server-unit.ru за помощь в подготовке материала.