Úvod do celkovej architektúry servera

Server sa skladá z viacerých podsystémov, z ktorých každý hrá kľúčovú úlohu pri určovaní výkonu servera. Niektoré podsystémy sú kritickejšie pre výkon v závislosti od aplikácie, pre ktorú sa server používa.

Medzi tieto serverové subsystémy patria:

1. Procesor a vyrovnávacia pamäť
Procesor je srdcom servera, ktorý je zodpovedný za spracovanie takmer všetkých transakcií. Je to veľmi významný subsystém a existuje všeobecná mylná predstava, že rýchlejšie procesory sú vždy lepšie na odstránenie prekážok výkonu.

Medzi hlavnými komponentmi inštalovanými v serveroch sú procesory často výkonnejšie ako iné podsystémy. Len málo špecializovaných aplikácií však dokáže naplno využiť výhody moderných procesorov ako P4 alebo 64-bitové procesory.

Napríklad príklady klasických serverov, ako sú súborové servery, sa vo veľkej miere nespoliehajú na pracovné zaťaženie procesora, pretože väčšina prenosu súborov využíva technológiu priameho prístupu do pamäte (DMA) na obídenie procesora v závislosti od podsystémov siete, pamäte a pevného disku z hľadiska priepustnosti.

Spoločnosť Intel dnes ponúka množstvo procesorov prispôsobených pre servery série X. Pochopenie rozdielov a výhod medzi rôznymi procesormi je kľúčové.

Cache, prísne považovaná za súčasť pamäťového subsystému, je fyzicky integrovaná s procesorom. CPU a vyrovnávacia pamäť úzko spolupracujú, pričom vyrovnávacia pamäť pracuje približne polovičnou rýchlosťou ako procesor alebo ekvivalent.

2. PCI zbernica
Zbernica PCI je kanál pre vstupné a výstupné dáta na serveroch. Všetky servery X-series používajú zbernicu PCI (vrátane PCI-X a PCI-E) na pripojenie dôležitých adaptérov, ako sú SCSI a pevné disky. Špičkové servery majú v porovnaní s predchádzajúcimi modelmi zvyčajne viacero zberníc PCI a viac slotov PCI.

Pokročilé zbernice PCI zahŕňajú technológie ako PCI-X 2.0 a PCI-E, ktoré poskytujú vyššiu priepustnosť dát a možnosti pripojenia. Čip PCI spája CPU a vyrovnávaciu pamäť so zbernicou PCI. Táto sada komponentov riadi prepojenie medzi zbernicou PCI, procesorom a pamäťovými subsystémami, aby sa maximalizoval celkový výkon systému.

3. Pamäť
Pamäť hrá kľúčovú úlohu vo výkone servera. Ak server nemá dostatok pamäte, jeho výkon sa zhoršuje, pretože operačný systém potrebuje ukladať ďalšie dáta do pamäte, no miesta je nedostatočné, čo vedie k stagnácii dát na pevnom disku.

Jednou z významných funkcií v architektúre podnikového servera X-series je zrkadlenie pamäte, ktoré zlepšuje redundanciu a odolnosť voči chybám. Táto pamäťová technológia IBM je približne ekvivalentná RAID-1 pre pevné disky, kde je pamäť rozdelená do zrkadlových skupín. Funkcia zrkadlenia je založená na hardvéri a nevyžaduje žiadnu ďalšiu podporu operačného systému.

4. Pevný disk
Z pohľadu administrátora je podsystém pevného disku kľúčovým determinantom výkonu servera. V hierarchickom usporiadaní online úložných zariadení (vyrovnávacia pamäť, pamäť, pevný disk) je pevný disk najpomalší, ale má najväčšiu kapacitu. V prípade mnohých serverových aplikácií sú takmer všetky údaje uložené na pevnom disku, preto je rýchly subsystém pevného disku kritický.

RAID sa bežne používa na zvýšenie úložného priestoru na serveroch. Polia RAID však výrazne ovplyvňujú výkon servera. Výber rôznych úrovní RAID na definovanie rôznych logických diskov ovplyvňuje výkon a úložný priestor a informácie o parite sú odlišné. Pole ServeRAID od IBM a karty IBM Fibre Channel poskytujú možnosti implementácie rôznych úrovní RAID, pričom každá má svoju jedinečnú konfiguráciu.

Ďalším kritickým faktorom výkonu je počet pevných diskov v konfigurovanom poli: čím viac diskov, tým lepšia priepustnosť. Pochopenie toho, ako RAID spracováva I/O požiadavky, hrá zásadnú úlohu pri optimalizácii výkonu.

Nové sériové technológie, ako sú SATA a SAS, sa teraz používajú na zvýšenie výkonu a spoľahlivosti.

5. Sieť
Sieťový adaptér je rozhranie, cez ktoré server komunikuje s vonkajším svetom. Ak údaje môžu dosiahnuť vynikajúci výkon prostredníctvom tohto rozhrania, výkonný sieťový subsystém môže výrazne ovplyvniť celkový výkon servera.

Návrh siete je rovnako dôležitý ako návrh servera. Za zváženie stoja prepínače prideľujúce rôzne segmenty siete alebo aplikácia technológií ako ATM.

Gigabitové sieťové karty sú teraz široko používané v serveroch, aby poskytli potrebnú vysokú priepustnosť. Na obzore sú však aj novšie technológie ako TCP Offload Engine (TOE) na dosiahnutie rýchlosti 10G.

6. Grafická karta
Zobrazovací subsystém na serveroch je relatívne nedôležitý, pretože sa používa iba vtedy, keď správcovia potrebujú ovládať server. Klienti nikdy nevyužívajú grafickú kartu, takže výkon servera len zriedka zdôrazňuje tento subsystém.

7. Operačný systém
Operačný systém považujeme za potenciálne úzke miesto, rovnako ako ostatné subsystémy pevných diskov. V operačných systémoch ako Windows, Linux, ESX Server a NetWare existujú nastavenia, ktoré možno zmeniť, aby sa zlepšil výkon servera.

Podsystémy určujúce výkon závisia od aplikácie servera. Identifikáciu a odstránenie úzkych miest možno dosiahnuť zhromažďovaním a analýzou údajov o výkonnosti. Túto úlohu však nie je možné dokončiť naraz, pretože prekážky sa môžu líšiť v závislosti od zmien pracovného zaťaženia servera, možno na dennej alebo týždennej báze.


Čas odoslania: 20. júla 2023