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如果我們把刀片服務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象。
市場篇
據(jù)市場研究機構(gòu)IDC的最新數(shù)據(jù)顯示，2006年全球服務器銷售額達到523億美元，創(chuàng)2000年以來的新高。其中，刀片服務器市場呈現(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)的應用。
對此，惠普公司企業(yè)級存儲和服務器市場部門的負責人Mark Hudson表示，在全球服務器市場上惠普依靠創(chuàng)新推出的BladeSystem c-Class架構(gòu)(這個架構(gòu)確實很強,上周五HP直接把IBM的東西拿來對比,領先不少,不知道今天IBM發(fā)布的刀片能改觀多少)刀片服務器產(chǎn)品獲得了用戶的重新認可，他表示惠普將會繼續(xù)在服務器產(chǎn)品線上為增強產(chǎn)品的可用性能和減少TCO成本等方面進行創(chuàng)新和改良，為客戶提供更好的IT基礎架構(gòu)產(chǎn)品。根據(jù)IDC的預測，到2009年，刀片服務器的收入將達100億美元，占服務器市場總收入的16%，全球?qū)⑹鄢?80多萬個子系統(tǒng)。 (別抱著機架不放了)
從刀片服務器的發(fā)展來看，刀片服務器經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。
第一個階段是從2000年2002年，這是.com成長的時代，其Web主機業(yè)務的大幅增長，帶動了對容易安裝、體積更小的服務器的需求。以最早發(fā)布的RLX Server Blade而言，一個刀片機座為3U高度，可以插置24片刀片服務器，每一片就是一部獨立服務器。在這個階段，刀片服務器以追求高密度為主。
第二個階段是從2003年到2005年，隨著眾多大廠紛紛看好并加入市場戰(zhàn)團，刀片服務器開始走向多元化應用的階段。最先響應的是RLX的母公司：COMPAQ，此后惠普并購了COMPAQ，開始擁有刀片服務器。接著是戴爾，但是開始戴爾的刀片服務器在密度上并不高(戴爾算了吧,到現(xiàn)在也只有一款機型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。這個階段，池化的電源供應以及SAN的存儲連接是刀片服務器的主要特征。
第三個階段從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、高性能計算、網(wǎng)格計算等，成為這個階段刀片服務器新的應用領域。如今，刀片的概念也開始向更多的領域拓展，例如ClearCube 、惠普等廠商推出了Blade PC(刀片型個人電腦)，不久還將推出刀片式的磁帶機。 (HP幾乎是想把數(shù)據(jù)中心里所有的一切都放進去,系統(tǒng)、網(wǎng)絡、存儲、PC、工作站都刀片化)
技術(shù)篇
刀片的幾個焦點技術(shù)問題
一、虛擬化的爭議
虛擬化是服務器市場的熱點話題，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，而是基于哪個平臺開展虛擬化的問題。在本報25版的報道中，一些專家推舉刀片服務器作為最理想的虛擬化平臺(參見“刀片是虛擬化最佳的平臺”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。
Lucero表示，刀片服務器中的每個刀片網(wǎng)卡數(shù)通常為兩個，而虛擬化顯然需要更多網(wǎng)卡支持，最多的時候達到了14個，刀片服務器不能滿足需求。此外， 刀片服務器內(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），這也對于啟動VMWare ESX產(chǎn)生了影響。對此，浪潮公司服務器產(chǎn)品經(jīng)理程妙玉表示，不能因此得出刀片服務器不適合虛擬化的結(jié)論，可擴展性差是刀片服務器的弱點（看從哪個角度說了，刀片本身跟機架比是差些，但從機箱角度看就不一樣了），而Lucero的觀點更多針對這些弱點，與此同時也應該看到刀片服務器集成度高、模塊化和可管理性好的優(yōu)點。
惠普公司工業(yè)標準存儲暨服務器產(chǎn)品經(jīng)理陳鳴指出，以惠普ProLiant c系列刀片服務器產(chǎn)品為例，其每個刀片標配2個網(wǎng)卡，同時具有2個可擴展的插槽。目前每個插槽可以插2個網(wǎng)卡，每個網(wǎng)卡配有2～4個網(wǎng)口。從網(wǎng)卡的數(shù)量看應該可以滿足應用的需求。陳鳴表示，在極端的情況下，還可以通過擴展模塊解決I/O擴展能力不足的問題。但是據(jù)記者了解，這種擴展會占用相鄰的服務器刀片的槽位。 （這是肯定的，IBM的刀片如果加上存儲、IO、內(nèi)存擴展板后，其密度可能比普通的機架還要差）
當然Lucero也不乏支持者，IBM公司的產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)理就指出，在一些大型項目或服務器整合上，IBM常常建議用戶采用X3950+VMware的方案，而不是刀片服務器。但是該產(chǎn)品經(jīng)理也指出，虛擬化是個比較大的概念，不局限在Lucero所列舉的這些問題上，而且有些表述也是不準確的。
二、可擴展性與InfiniBand
刀片服務器另外一個需要關(guān)注的技術(shù)是InfiniBand。InfiniBand是由InfiniBand行業(yè)協(xié)會(IBTA，InfiniBand Trade Association)定義的一項標準，并且得到了眾多服務器廠商和開源社區(qū)Open Fabrics Alliance的支持。該標準定義了數(shù)項關(guān)鍵技術(shù)，從而使其實現(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，在這里所談論的不是刀片服務器在與SAN存儲網(wǎng)絡連接過程中所采用的InfiniBand交換機，而是InfiniBand這樣的一種協(xié)議標準在I/O擴展中的應用。對此，星盈科技北京辦事處的負責人李泌指出，星盈科技之所以將其產(chǎn)品稱為超級刀片計算機，而不是刀片服務器，是因為這是兩個完全不同的技術(shù)理念。 （星盈的東西一直沒看明白，據(jù)說是美國硅谷CRAY公司出來的一個華裔科學家搞的東西）
超級刀片計算機是針對科學計算領域研發(fā)的高性能并行計算機，它綜合了當今MPP、NUMA、Cluster等多個高性能計算機架構(gòu)以及技術(shù)路線的優(yōu)點，同時把計算機進一步模塊化，其每一個刀片都是一個可以獨立支持計算的模塊，相當于飛機噴氣發(fā)動機渦扇的一個葉片，組成一個具有非凡計算能力的高性能并行計算機。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I/O架構(gòu)，采用TCP/IP網(wǎng)絡傳輸協(xié)議進行連接。在大數(shù)據(jù)計算時，這種連接主要瓶頸有幾個方面：如存儲設備瓶頸，受存儲設備本身性能的限制;系統(tǒng) I/O 通道瓶頸，即I/O 節(jié)點的數(shù)量與計算節(jié)點的數(shù)量不匹配;再有就是網(wǎng)絡交換瓶頸，節(jié)點間的網(wǎng)絡交換等，這些瓶頸都會嚴重影響系統(tǒng)整體效率。
對此，超級刀片計算機把所有應用的CPU安裝在一個主板上，并且通過總線連接進行協(xié)同，如果采用PCI總線，其只能延長幾厘米，無法滿足應用的需求，而采用InfiniBand技術(shù)，其總線可以延長到十幾米的距離，這就為計算機模塊化提供了解決方案，因而實現(xiàn)了所有計算單元模塊點對點的物理連接，真正實現(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產(chǎn)權(quán)之一。InfiniBand總線帶寬單向為10G，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總線設計的超級刀片計算機器總體運算效率可以達到84.34%，在世界上居于領先的水平。 （估計價格也要貴吧）
據(jù)記者了解，InfiniBand同樣能夠為刀片服務器帶來優(yōu)勢，例如通過提供與外部 PCI 擴展模塊的連接，InfiniBand 使多個刀片服務器或機箱能夠共享原有的 PCI 外部設備。這種方法不但節(jié)約了空間，而且使客戶的多個服務器能夠共用設備。這就解決了刀片服務器擴展能力不足的問題。在高性能計算和數(shù)據(jù)庫群集應用，InfiniBand 能夠提供高性能和較短等待時間的刀片服務器之間的互連，這一點與上述所說的超級刀片計算機有些類似。此外，支持InfiniBand的刀片服務器能夠與InfiniBand存儲設備直接連接，而無需改變協(xié)議。
三、渦輪與散熱
刀片服務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)中心還在風冷的基礎上增加了水冷系統(tǒng)。例如IBM發(fā)布的水冷系統(tǒng)號稱可以為每個滿載的42U機架帶走55%的電熱，但是這種水冷的機架價格不菲。風冷系統(tǒng)相對成本較低，缺點是散熱效率也低、噪音大（有感受，IBM的刀片啟動時就象飛機啟動一樣）。
為達到單位密度中的散熱效果，刀片服務器大多采用大功率的渦輪式風扇，這種風扇的特點是送出的風比較直，沒有測流，散熱效果好。在風扇的設計上，有很多是專利技術(shù)。實際上，渦輪式風扇是一個籠統(tǒng)的概念，并沒有一個嚴格的區(qū)分，其散熱的效率和消耗的功率只有通過實際測試才能夠準確分辨出其效果。陳鳴指出，所謂渦輪散熱集中體現(xiàn)在風前端所形成的導氣流，在塔式以及機架式服務器的設計中，這種導氣流沒有辦法形成，但是在封閉的刀片服務器的機箱中，就可以實現(xiàn)良好的散熱氣流通道。陳鳴表示，在刀片服務器的散熱設計中，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風口處），不僅要注意到處理器，內(nèi)存也是一個不容忽略的因素，如果設計不合理，不僅影響散熱的效果，同時，也影響內(nèi)存容量的大與小。
風扇的數(shù)量也是一個需要考慮的問題。在刀片服務器的設計中，多采用兩個大功率風扇，兩個風扇同時工作，不停頓的送風。而采用多風扇的設計，配合管理軟件，可根據(jù)刀片服務器的工作情況，智能調(diào)節(jié)風扇的轉(zhuǎn)速，從而達到綠色節(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)中心機房，他們看到用戶工程師拿著溫度計，站在機架式服務器的后面測量其工作溫度（哈哈 ），對此，廠商感到很驚訝。實際上，好的管理軟件對溫度可以實現(xiàn)智能的監(jiān)控，根據(jù)其結(jié)果給出相應的控制。
四、節(jié)能與電源
節(jié)能是一個老問題了，刀片服務器具有更好的節(jié)能效果。這也非常容易理解，刀片服務器在設計上，就是各刀片通過集中共享機箱中的電源。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，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，與機架式服務器相比，刀片服務器大約可以節(jié)電30%。對于節(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，用戶應該仔細了解電源的冗余工作方式，要了解電源是否是機箱冗余。針對機箱的冗余可以實現(xiàn)2+2+2的冗余效果，其中，兩個電源模塊工作，另外4個電源隨時處于冗余的狀態(tài)。但是有些刀片服務器號稱2+2的冗余，但是實際上在設計中是分為左右區(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，如果同一個區(qū)內(nèi)的2個電源模塊壞掉了，那么其刀片服務器是無法工作的，因此，其2+2的電源冗余是要打一個引號的。 （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)刀片服務器的技術(shù)細節(jié)非常多，因此，用戶在選購的過程中，應該仔細的加以分別。
應用案例
刀片服務器打造“72變”的硬件模擬環(huán)境
本案例的主角是微軟設在上海的全球技術(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)中心的實驗室是其最繁忙的部門，它承擔著搭建各種硬件模擬平臺、演示并測試全部軟件系統(tǒng)的工作。如果不采用模擬平臺，全部采用實際的硬件，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實驗室最終決定引進包含10個刀片的戴爾PowerEdge1855(PE1855)服務器。這10個刀片正好配滿1個僅有7U高的機箱，其中每片PE1855均配備了2顆3.0GHz英特爾至強處理器、4GB DDR-2 400內(nèi)存和2塊146G SCSI 硬盤;在機箱的背板上，PE1855集成了2個PowerConnect 5316M以太網(wǎng)交換機I/O模塊，并配有千兆雙網(wǎng)卡，如此構(gòu)成了冗余連接，在機箱內(nèi)部自動形成了一個冗余的千兆互聯(lián)網(wǎng)絡。除交換機模塊外，機箱背板還配備有雙冗余電源，雙冗余冷卻風扇，1個KVM模塊，1個DRAC/MC(戴爾遠程訪問控制臺/管理控制臺)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”，為軟件產(chǎn)品提供理想的測試環(huán)境。技術(shù)人員表示，選擇刀片服務器的原因是看好其開放的基礎架構(gòu)、通用的技術(shù)平臺、模塊化的產(chǎn)品設計，外加對虛擬技術(shù)的支持、高密度、低功耗的設計，使其可以像積木一樣自由組合、靈活搭建。
“演練”和“實戰(zhàn)”
據(jù)了解，該模擬環(huán)境硬件系統(tǒng)平臺很快正式上線。運行至今，利用這10個服務器刀片，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“實戰(zhàn)”的理想環(huán)境。據(jù)技術(shù)人員介紹，在實際應用過程中，刀片服務器性能和穩(wěn)定性完全可以滿足試驗室開展各項工作的需求，為此，實驗室的技術(shù)人員也得到了GCR CSS有關(guān)人員的好評。
“刀片服務器在實際應用中表現(xiàn)出了很強的適用性和可用性，更重要的是，基于雙核技術(shù)的服務器刀片具有極強的數(shù)值運算和數(shù)據(jù)處理能力，這一點在測試大型軟件系統(tǒng)時表現(xiàn)得非常明顯。以SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫為例，在對該軟件進行測試時，如果硬件平臺的性能不夠強大，服務器就會出現(xiàn)邏輯中斷、運行停滯等現(xiàn)象。此前，我們在其它平臺上做測試時，就曾出現(xiàn)過這樣的問題;而當我們把測試工作遷移到刀片服務器上后，類似的異常現(xiàn)象再也沒有出現(xiàn)過，不僅如此，整個的測試進程也大幅加快了�！盙CR CSS實驗室的一位曾經(jīng)主持了大量軟件模擬運行工作的軟件工程師如此表達了它的應用體驗。
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發(fā)表于 2007-06-20 17:29
