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如果我們把刀片服務(wù)器比喻為亭亭玉立的少女，自2000年她誕生在一家稱為RLX的公司，僅僅用了不到6年的時(shí)間，少女就已經(jīng)出落成為大姑娘，成為了用戶爭相談婚論嫁的對(duì)象。
市場篇
據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)IDC的最新數(shù)據(jù)顯示，2006年全球服務(wù)器銷售額達(dá)到523億美元，創(chuàng)2000年以來的新高。其中，刀片服務(wù)器市場呈現(xiàn)了上升趨勢，年均增長率為18.2%。在這一市場，惠普開始挑戰(zhàn)IBM的霸主地位。在去年第4季度惠普公司銷售的刀片服務(wù)器產(chǎn)品在銷售總收入和銷售總數(shù)量上都超過了IBM公司，惠普刀片的銷售收入和工廠生產(chǎn)數(shù)量在市場上的占有率分別是41.9%和40%，IDC組織指出，惠普銷售量的增加主要得益于其新技術(shù)的應(yīng)用。
對(duì)此，惠普公司企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)和服務(wù)器市場部門的負(fù)責(zé)人Mark Hudson表示，在全球服務(wù)器市場上惠普依靠創(chuàng)新推出的BladeSystem c-Class架構(gòu)(這個(gè)架構(gòu)確實(shí)很強(qiáng),上周五HP直接把IBM的東西拿來對(duì)比,領(lǐng)先不少,不知道今天IBM發(fā)布的刀片能改觀多少)刀片服務(wù)器產(chǎn)品獲得了用戶的重新認(rèn)可，他表示惠普將會(huì)繼續(xù)在服務(wù)器產(chǎn)品線上為增強(qiáng)產(chǎn)品的可用性能和減少TCO成本等方面進(jìn)行創(chuàng)新和改良，為客戶提供更好的IT基礎(chǔ)架構(gòu)產(chǎn)品。根據(jù)IDC的預(yù)測，到2009年，刀片服務(wù)器的收入將達(dá)100億美元，占服務(wù)器市場總收入的16%，全球?qū)⑹鄢?80多萬個(gè)子系統(tǒng)。 (別抱著機(jī)架不放了)
從刀片服務(wù)器的發(fā)展來看，刀片服務(wù)器經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。
第一個(gè)階段是從2000年2002年，這是.com成長的時(shí)代，其Web主機(jī)業(yè)務(wù)的大幅增長，帶動(dòng)了對(duì)容易安裝、體積更小的服務(wù)器的需求。以最早發(fā)布的RLX Server Blade而言，一個(gè)刀片機(jī)座為3U高度，可以插置24片刀片服務(wù)器，每一片就是一部獨(dú)立服務(wù)器。在這個(gè)階段，刀片服務(wù)器以追求高密度為主。
第二個(gè)階段是從2003年到2005年，隨著眾多大廠紛紛看好并加入市場戰(zhàn)團(tuán)，刀片服務(wù)器開始走向多元化應(yīng)用的階段。最先響應(yīng)的是RLX的母公司：COMPAQ，此后惠普并購了COMPAQ，開始擁有刀片服務(wù)器。接著是戴爾，但是開始戴爾的刀片服務(wù)器在密度上并不高(戴爾算了吧,到現(xiàn)在也只有一款機(jī)型PE1955,跟HP和IBM怎么玩啊)。之后IBM、Sun 也加入戰(zhàn)局，更之后才有日系企業(yè)，如NEC 、富士通等。這個(gè)階段，池化的電源供應(yīng)以及SAN的存儲(chǔ)連接是刀片服務(wù)器的主要特征。
第三個(gè)階段從2006年開始，其典型的特征是從追求高密度向追求性能方向發(fā)展。虛擬化、高性能計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等，成為這個(gè)階段刀片服務(wù)器新的應(yīng)用領(lǐng)域。如今，刀片的概念也開始向更多的領(lǐng)域拓展，例如ClearCube 、惠普等廠商推出了Blade PC(刀片型個(gè)人電腦)，不久還將推出刀片式的磁帶機(jī)。 (HP幾乎是想把數(shù)據(jù)中心里所有的一切都放進(jìn)去,系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、PC、工作站都刀片化)
技術(shù)篇
刀片的幾個(gè)焦點(diǎn)技術(shù)問題
一、虛擬化的爭議
虛擬化是服務(wù)器市場的熱點(diǎn)話題，隨著英特爾和AMD在處理器層面內(nèi)置了虛擬化的支持，從技術(shù)的層面掃清了操作系統(tǒng)層面所存在的障礙，使得系統(tǒng)效率和安全性更加具有保證，如今虛擬化的發(fā)展的勢頭更猛。
的確如美國的分析師所說，如今已經(jīng)不是要不要虛擬化的問題，而是基于哪個(gè)平臺(tái)開展虛擬化的問題。在本報(bào)25版的報(bào)道中，一些專家推舉刀片服務(wù)器作為最理想的虛擬化平臺(tái)(參見“刀片是虛擬化最佳的平臺(tái)”一文)。但是美國資深的虛擬化顧問VMPower公司的技術(shù)總監(jiān)Lucero也發(fā)表了不同的觀點(diǎn)。
Lucero表示，刀片服務(wù)器中的每個(gè)刀片網(wǎng)卡數(shù)通常為兩個(gè)，而虛擬化顯然需要更多網(wǎng)卡支持，最多的時(shí)候達(dá)到了14個(gè)，刀片服務(wù)器不能滿足需求。此外， 刀片服務(wù)器內(nèi)存容量不足（未必吧，有的刀片可以支持48GB FBD，還不夠？？？），有些刀片服務(wù)器不配備硬盤（大多數(shù)刀片都帶硬盤，可能數(shù)量較少，2-4個(gè)），這也對(duì)于啟動(dòng)VMWare ESX產(chǎn)生了影響。對(duì)此，浪潮公司服務(wù)器產(chǎn)品經(jīng)理程妙玉表示，不能因此得出刀片服務(wù)器不適合虛擬化的結(jié)論，可擴(kuò)展性差是刀片服務(wù)器的弱點(diǎn)（看從哪個(gè)角度說了，刀片本身跟機(jī)架比是差些，但從機(jī)箱角度看就不一樣了），而Lucero的觀點(diǎn)更多針對(duì)這些弱點(diǎn)，與此同時(shí)也應(yīng)該看到刀片服務(wù)器集成度高、模塊化和可管理性好的優(yōu)點(diǎn)。
惠普公司工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)暨服務(wù)器產(chǎn)品經(jīng)理陳鳴指出，以惠普ProLiant c系列刀片服務(wù)器產(chǎn)品為例，其每個(gè)刀片標(biāo)配2個(gè)網(wǎng)卡，同時(shí)具有2個(gè)可擴(kuò)展的插槽。目前每個(gè)插槽可以插2個(gè)網(wǎng)卡，每個(gè)網(wǎng)卡配有2～4個(gè)網(wǎng)口。從網(wǎng)卡的數(shù)量看應(yīng)該可以滿足應(yīng)用的需求。陳鳴表示，在極端的情況下，還可以通過擴(kuò)展模塊解決I/O擴(kuò)展能力不足的問題。但是據(jù)記者了解，這種擴(kuò)展會(huì)占用相鄰的服務(wù)器刀片的槽位。 （這是肯定的，IBM的刀片如果加上存儲(chǔ)、IO、內(nèi)存擴(kuò)展板后，其密度可能比普通的機(jī)架還要差）
當(dāng)然Lucero也不乏支持者，IBM公司的產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)理就指出，在一些大型項(xiàng)目或服務(wù)器整合上，IBM常常建議用戶采用X3950+VMware的方案，而不是刀片服務(wù)器。但是該產(chǎn)品經(jīng)理也指出，虛擬化是個(gè)比較大的概念，不局限在Lucero所列舉的這些問題上，而且有些表述也是不準(zhǔn)確的。
二、可擴(kuò)展性與InfiniBand
刀片服務(wù)器另外一個(gè)需要關(guān)注的技術(shù)是InfiniBand。InfiniBand是由InfiniBand行業(yè)協(xié)會(huì)(IBTA，InfiniBand Trade Association)定義的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，并且得到了眾多服務(wù)器廠商和開源社區(qū)Open Fabrics Alliance的支持。該標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，從而使其實(shí)現(xiàn)高性能和高可靠性、低延遲：基于信任的流控制，基于硬件QoS的通道化I/O以及用于傳輸大量數(shù)據(jù)的優(yōu)化能力。
在此需要指出的是，在這里所談?wù)摰牟皇堑镀⻊?wù)器在與SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接過程中所采用的InfiniBand交換機(jī)，而是InfiniBand這樣的一種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在I/O擴(kuò)展中的應(yīng)用。對(duì)此，星盈科技北京辦事處的負(fù)責(zé)人李泌指出，星盈科技之所以將其產(chǎn)品稱為超級(jí)刀片計(jì)算機(jī)，而不是刀片服務(wù)器，是因?yàn)檫@是兩個(gè)完全不同的技術(shù)理念。 （星盈的東西一直沒看明白，據(jù)說是美國硅谷CRAY公司出來的一個(gè)華裔科學(xué)家搞的東西）
超級(jí)刀片計(jì)算機(jī)是針對(duì)科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域研發(fā)的高性能并行計(jì)算機(jī)，它綜合了當(dāng)今MPP、NUMA、Cluster等多個(gè)高性能計(jì)算機(jī)架構(gòu)以及技術(shù)路線的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)把計(jì)算機(jī)進(jìn)一步模塊化，其每一個(gè)刀片都是一個(gè)可以獨(dú)立支持計(jì)算的模塊，相當(dāng)于飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦扇的一個(gè)葉片，組成一個(gè)具有非凡計(jì)算能力的高性能并行計(jì)算機(jī)。那么，把這些刀片模塊在物理上連接起來，傳統(tǒng)的方法是采用通過網(wǎng)絡(luò)I/O架構(gòu)，采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議進(jìn)行連接。在大數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，這種連接主要瓶頸有幾個(gè)方面：如存儲(chǔ)設(shè)備瓶頸，受存儲(chǔ)設(shè)備本身性能的限制;系統(tǒng) I/O 通道瓶頸，即I/O 節(jié)點(diǎn)的數(shù)量與計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)量不匹配;再有就是網(wǎng)絡(luò)交換瓶頸，節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)交換等，這些瓶頸都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)整體效率。
對(duì)此，超級(jí)刀片計(jì)算機(jī)把所有應(yīng)用的CPU安裝在一個(gè)主板上，并且通過總線連接進(jìn)行協(xié)同，如果采用PCI總線，其只能延長幾厘米，無法滿足應(yīng)用的需求，而采用InfiniBand技術(shù)，其總線可以延長到十幾米的距離，這就為計(jì)算機(jī)模塊化提供了解決方案，因而實(shí)現(xiàn)了所有計(jì)算單元模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的物理連接，真正實(shí)現(xiàn)了速度無極限的解決，目前這已經(jīng)成為了蜆殼星盈科技的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)之一。InfiniBand總線帶寬單向?yàn)?0G，雙向20G，這比PCI-X總線、千兆以太網(wǎng)以及FC(光纖通道)都要高，目前采用InfiniBand總線設(shè)計(jì)的超級(jí)刀片計(jì)算機(jī)器總體運(yùn)算效率可以達(dá)到84.34%，在世界上居于領(lǐng)先的水平。 （估計(jì)價(jià)格也要貴吧）
據(jù)記者了解，InfiniBand同樣能夠?yàn)榈镀⻊?wù)器帶來優(yōu)勢，例如通過提供與外部 PCI 擴(kuò)展模塊的連接，InfiniBand 使多個(gè)刀片服務(wù)器或機(jī)箱能夠共享原有的 PCI 外部設(shè)備。這種方法不但節(jié)約了空間，而且使客戶的多個(gè)服務(wù)器能夠共用設(shè)備。這就解決了刀片服務(wù)器擴(kuò)展能力不足的問題。在高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)庫群集應(yīng)用，InfiniBand 能夠提供高性能和較短等待時(shí)間的刀片服務(wù)器之間的互連，這一點(diǎn)與上述所說的超級(jí)刀片計(jì)算機(jī)有些類似。此外，支持InfiniBand的刀片服務(wù)器能夠與InfiniBand存儲(chǔ)設(shè)備直接連接，而無需改變協(xié)議。
三、渦輪與散熱
刀片服務(wù)器最為突出的問題就是散熱問題（同意），為此不少有條件的數(shù)據(jù)中心還在風(fēng)冷的基礎(chǔ)上增加了水冷系統(tǒng)。例如IBM發(fā)布的水冷系統(tǒng)號(hào)稱可以為每個(gè)滿載的42U機(jī)架帶走55%的電熱，但是這種水冷的機(jī)架價(jià)格不菲。風(fēng)冷系統(tǒng)相對(duì)成本較低，缺點(diǎn)是散熱效率也低、噪音大（有感受，IBM的刀片啟動(dòng)時(shí)就象飛機(jī)啟動(dòng)一樣）。
為達(dá)到單位密度中的散熱效果，刀片服務(wù)器大多采用大功率的渦輪式風(fēng)扇，這種風(fēng)扇的特點(diǎn)是送出的風(fēng)比較直，沒有測流，散熱效果好。在風(fēng)扇的設(shè)計(jì)上，有很多是專利技術(shù)。實(shí)際上，渦輪式風(fēng)扇是一個(gè)籠統(tǒng)的概念，并沒有一個(gè)嚴(yán)格的區(qū)分，其散熱的效率和消耗的功率只有通過實(shí)際測試才能夠準(zhǔn)確分辨出其效果。陳鳴指出，所謂渦輪散熱集中體現(xiàn)在風(fēng)前端所形成的導(dǎo)氣流，在塔式以及機(jī)架式服務(wù)器的設(shè)計(jì)中，這種導(dǎo)氣流沒有辦法形成，但是在封閉的刀片服務(wù)器的機(jī)箱中，就可以實(shí)現(xiàn)良好的散熱氣流通道。陳鳴表示，在刀片服務(wù)器的散熱設(shè)計(jì)中，要充分考慮到發(fā)熱部件的排列（硬件，CPU這種散熱大戶最好是放在進(jìn)風(fēng)口處），不僅要注意到處理器，內(nèi)存也是一個(gè)不容忽略的因素，如果設(shè)計(jì)不合理，不僅影響散熱的效果，同時(shí)，也影響內(nèi)存容量的大與小。
風(fēng)扇的數(shù)量也是一個(gè)需要考慮的問題。在刀片服務(wù)器的設(shè)計(jì)中，多采用兩個(gè)大功率風(fēng)扇，兩個(gè)風(fēng)扇同時(shí)工作，不停頓的送風(fēng)。而采用多風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，配合管理軟件，可根據(jù)刀片服務(wù)器的工作情況，智能調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到綠色節(jié)能的目的。據(jù)某刀片廠商的技術(shù)工程師介紹，有一次在某用戶的數(shù)據(jù)中心機(jī)房，他們看到用戶工程師拿著溫度計(jì)，站在機(jī)架式服務(wù)器的后面測量其工作溫度（哈哈 ），對(duì)此，廠商感到很驚訝。實(shí)際上，好的管理軟件對(duì)溫度可以實(shí)現(xiàn)智能的監(jiān)控，根據(jù)其結(jié)果給出相應(yīng)的控制。
四、節(jié)能與電源
節(jié)能是一個(gè)老問題了，刀片服務(wù)器具有更好的節(jié)能效果。這也非常容易理解，刀片服務(wù)器在設(shè)計(jì)上，就是各刀片通過集中共享機(jī)箱中的電源。如此，不僅減少了電源的使用數(shù)量，也通過“池化”的電源供應(yīng)，享有更好的供電效率。
在此前的介紹中，我們已經(jīng)多次介紹過，與機(jī)架式服務(wù)器相比，刀片服務(wù)器大約可以節(jié)電30%。對(duì)于節(jié)電在此不作更多介紹。在此需要提醒用戶的是電源模塊的冗余，用戶應(yīng)該仔細(xì)了解電源的冗余工作方式，要了解電源是否是機(jī)箱冗余。針對(duì)機(jī)箱的冗余可以實(shí)現(xiàn)2+2+2的冗余效果，其中，兩個(gè)電源模塊工作，另外4個(gè)電源隨時(shí)處于冗余的狀態(tài)。但是有些刀片服務(wù)器號(hào)稱2+2的冗余，但是實(shí)際上在設(shè)計(jì)中是分為左右區(qū)工作的，左區(qū)和右區(qū)的電源模塊之間是不能相互冗余的，如果同一個(gè)區(qū)內(nèi)的2個(gè)電源模塊壞掉了，那么其刀片服務(wù)器是無法工作的，因此，其2+2的電源冗余是要打一個(gè)引號(hào)的。 （這段話是在說IBM的產(chǎn)品！卻是HP比較得意的地方）
總之，有關(guān)刀片服務(wù)器的技術(shù)細(xì)節(jié)非常多，因此，用戶在選購的過程中，應(yīng)該仔細(xì)的加以分別。
應(yīng)用案例
刀片服務(wù)器打造“72變”的硬件模擬環(huán)境
本案例的主角是微軟設(shè)在上海的全球技術(shù)支持中心(GCR CSS)，該中心成立于1998年，是微軟全球六大全球技術(shù)支持中心之一。
據(jù)有關(guān)技術(shù)工程師介紹，該技術(shù)中心的實(shí)驗(yàn)室是其最繁忙的部門，它承擔(dān)著搭建各種硬件模擬平臺(tái)、演示并測試全部軟件系統(tǒng)的工作。如果不采用模擬平臺(tái)，全部采用實(shí)際的硬件，其成本將居高不下。
構(gòu)建理想的“異度空間”
經(jīng)過慎重選型，GCR CSS實(shí)驗(yàn)室最終決定引進(jìn)包含10個(gè)刀片的戴爾PowerEdge1855(PE1855)服務(wù)器。這10個(gè)刀片正好配滿1個(gè)僅有7U高的機(jī)箱，其中每片PE1855均配備了2顆3.0GHz英特爾至強(qiáng)處理器、4GB DDR-2 400內(nèi)存和2塊146G SCSI 硬盤;在機(jī)箱的背板上，PE1855集成了2個(gè)PowerConnect 5316M以太網(wǎng)交換機(jī)I/O模塊，并配有千兆雙網(wǎng)卡，如此構(gòu)成了冗余連接，在機(jī)箱內(nèi)部自動(dòng)形成了一個(gè)冗余的千兆互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。除交換機(jī)模塊外，機(jī)箱背板還配備有雙冗余電源，雙冗余冷卻風(fēng)扇，1個(gè)KVM模塊，1個(gè)DRAC/MC(戴爾遠(yuǎn)程訪問控制臺(tái)/管理控制臺(tái))模塊。
有關(guān)技術(shù)人員利用PE1855構(gòu)建更為高效的“模擬環(huán)境硬件系統(tǒng)平臺(tái)”，為軟件產(chǎn)品提供理想的測試環(huán)境。技術(shù)人員表示，選擇刀片服務(wù)器的原因是看好其開放的基礎(chǔ)架構(gòu)、通用的技術(shù)平臺(tái)、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，外加對(duì)虛擬技術(shù)的支持、高密度、低功耗的設(shè)計(jì)，使其可以像積木一樣自由組合、靈活搭建。
“演練”和“實(shí)戰(zhàn)”
據(jù)了解，該模擬環(huán)境硬件系統(tǒng)平臺(tái)很快正式上線。運(yùn)行至今，利用這10個(gè)服務(wù)器刀片，有關(guān)技術(shù)人員成功地模擬出了上千種硬件環(huán)境，使各種類型的軟件系統(tǒng)得到了“演練”和“實(shí)戰(zhàn)”的理想環(huán)境。據(jù)技術(shù)人員介紹，在實(shí)際應(yīng)用過程中，刀片服務(wù)器性能和穩(wěn)定性完全可以滿足試驗(yàn)室開展各項(xiàng)工作的需求，為此，實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員也得到了GCR CSS有關(guān)人員的好評(píng)。
“刀片服務(wù)器在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了很強(qiáng)的適用性和可用性，更重要的是，基于雙核技術(shù)的服務(wù)器刀片具有極強(qiáng)的數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理能力，這一點(diǎn)在測試大型軟件系統(tǒng)時(shí)表現(xiàn)得非常明顯。以SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫為例，在對(duì)該軟件進(jìn)行測試時(shí)，如果硬件平臺(tái)的性能不夠強(qiáng)大，服務(wù)器就會(huì)出現(xiàn)邏輯中斷、運(yùn)行停滯等現(xiàn)象。此前，我們在其它平臺(tái)上做測試時(shí)，就曾出現(xiàn)過這樣的問題;而當(dāng)我們把測試工作遷移到刀片服務(wù)器上后，類似的異常現(xiàn)象再也沒有出現(xiàn)過，不僅如此，整個(gè)的測試進(jìn)程也大幅加快了�！盙CR CSS實(shí)驗(yàn)室的一位曾經(jīng)主持了大量軟件模擬運(yùn)行工作的軟件工程師如此表達(dá)了它的應(yīng)用體驗(yàn)。
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發(fā)表于 2007-06-20 17:29
