Суперсерверы.
Администраторы сетей по-прежнему стремятся придерживаться какой-либо
одной технологии. Сегодня они обращают свое внимание на суперсерверы
(определяемые как многопроцессорные серверы локальной сети, выполненные
не на RISC-архитектуре) с целью замены многочисленных серверов
локальной сети на основе персональных компьютеров, хотя последние
еще далеко не исчерпали своих возможностей. Все чаще делается
ставка на суперсерверы и в связи с прикладными задачами (прежде
всего приложениями баз данных), которые раньше выполнялись большими
ЭВМ и хост-машинами.
Суперсерверы обеспечивают для больших сетей скорость, отказоустойчивость
и защиту для больших сетей. Такие системы обычно имеют следующие
характеристики:
- Несколько процессоров.
- Высокопроизводительную шину или несколько шин.
- Десятки мегабайт памяти с коррекцией ошибок.
- Матрицы дисков RAID.
- Продвинутую системную архитектуру, устраняющую узкие места
в системе.
- Средства избыточности, такие как резервные источники питания.
Чтобы удовлетворить потребности администраторов сетей, поставщикам
суперсерверов пришлось проделать большой путь. Основу суперсерверов
составляют архитектура поддерживающая несколько процессоров (иногда
10 и более), а также усовершенствованная шина, что позволяет в
значительной степени устранить узкое место, связанно с вводом
и выводом данных. Многопроцессорная архитектура суперсервера позволяет
вам добавлять дополнительные процессоры к существующему серверу,
а не покупать новый. Существуют два случая, в которых может возникнуть
необходимость в суперсерверной системе:
- У вас имеется база данных "клиент-сервер" или другое
сложное приложение, которое требуется выполнять на сервере.
- В сети существует интенсивный трафик, и имеющийся сервер не
может с ним справится.
Большинству фирм пришлось основательно потрудиться над обеспечением
отказоустойчивости, необходимой для основных коммерческих приложений.
Фирмы предлагают усовершенствованные средства администрирования,
упрощающие непрерывный контроль за производительностью сервера,
и идут по пути создания гибкой легко изменяемой конфигурации,
хотя поддержка протокола SNMP еще не стала повсеместной.
С появлением мощных процессоров, таких как 486 и Pentium, масштабные
и ответственные работы стали поручать даже однопроцессорным компьютерам.
Такие компьютеры обладают возможностями, обычно связываемыми с
суперсерверами. Это касается отказоустойчивости, средств администрирования,
а также больших объемов оперативной и внешней памяти.
Процессоры определяют потенциальную верхнюю границу производительности
системы, однако другие факторы обуславливают ее реальное снижение.
Обычной причиной низкой производительности системы, содержащей
несколько мощных ЦП, является неудачная организация шины, которая
может стать "узким местом" системы. Стандартные приложения
сервера требуют учитывать, насколько удачно вычислительная мощность
процессора согласуется с архитектурой шины и системой ввода-вывода.
Организация шины стандартного персонального компьютера не в состоянии
обеспечить передачу всей необходимой даже одному процессору информации,
не говоря уже о двух, поэтому в суперсерверах часто применяют
шины с усовершенствованной запатентованной архитектурой. Хотя
во многих системах имеется и стандартная шина для установки плат
сетевых адаптеров.
Высокопроизводительная шина суперсервера позволяет быстро перемещать
данные между сетевыми платами, контроллерами диска и процессором.
Суперсерверы обычно используют соответствующую высокоскоростную
шину или шину EISA. Системы с EISA позволяют использовать стандартные
адаптеры обеспечивают пропускную способность, многократно превосходящую
ISA (до 33 Мб/сек). Микроканальная архитектура (шина MCA) обеспечивает
пропускную способность 20 Мб/сек. Хотя многие поставщики обычно
приводят достоверные показатели пропускной способности шины, эти
характеристики обычно зависят от конкретного программного обеспечения.
+-----------+ +-----------+ +-----------+ +----------------+
¦ процессор ¦ ¦ процессор ¦ ¦ процессор ¦ ¦ ¦
+-----+-----+ +-----+-----+ +-----+-----+ ¦ Основная ¦
+-----+-----+ +-----+-----+ +-----+-----+ ¦ память ¦
¦ кэш ¦ ¦ кэш ¦ ¦ кэш ¦ ¦ ¦
+-----+-----+ +-----+-----+ +-----+-----+ +-------+--------+
¦ ¦ ¦ ¦
+-----+--------------+--------------+---------------+---------+
¦ Высокоскоростная шина ¦
+-------+-----------+--------------+----+-----+-----+------+--+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----+-----++----+-----+ -------- ¦ -------- ¦ --------
¦контроллер¦¦контроллер¦ -------- ¦ -------- ¦ --------
+----+-----++----+-----+ ¦ ¦
+--+-+ +--+-+ ¦ ¦
+--+-+ +--+-+ -------- --------
+--+-+ +--+-+ -------- --------
+--+-+ +--+-+
+--+-+ +--+-+ Платы сетевого интерфейса
+--+-+ +--+-+
+--+-+ +--+-+
+----+ +----+
Дисковые матрицы
В настольных системах, использующих архитектуру ISA, один процесс
управляет шиной, выполняет задачу, а затем освобождает шину для
использования другим процессом. В суперсерверах несколько независимых
шин могут работать одновременно, а систему можно расширить добавлением
других шин, так что шину не требуется перепроектировать для каждого
нового поколения микропроцессоров или операционных систем.
На большинстве суперсерверов реализованы шины MCA и EISA, поскольку
они обеспечивают стандартные интерфейсы для разнообразных сравнительно
дешевых адаптеров локальных сетей и других плат расширения. Помимо
названных стандартных архитектур в отдельных моделях встречаются
более быстрые и совершенные шины, образующие супермагистрали для
связи различных элементов системы. Разработчики высокопроизводительных
серверов довели их организацию до предельных возможностей, создав
архитектуры, в которых каждая из подсистем способна работать с
максимальной нагрузкой, не влияя на производительность других
подсистем.
Фирмы NetFRAME и Tricord добились согласованности производительности
процессоров с параметрами шин. Суперсерверы NetFRAME используют
шину с высокой пропускной способностью, которая может сосуществовать
со старыми шинами, такими как 16-разрядная шина ISA. Межпроцессорные
коммуникации выполняются в совместно используемой памяти, к которой
имеют доступ все микропроцессоры, а параллельная работа процессоров
образуют истинно многопроцессорную систему. Суперсерверы NetFRAME
спроектированы с учетом будущих приложений "клиент-сервер",
что позволяет нескольким микропроцессорам работать с несколькими
приложениями на базе сервера.
Иногда в системах NetFRAME использует несколько независимых шин,
благодаря чему одновременно существует несколько потоков данных
и отсутствуют конфликты на шине. В системах Tricord независимые
шины обеспечивают обмен с дисками и сетевой ввод-вывод. При этом
применяется стандартная шина EISA с пиковой пропускной способностью
33 Мбит/сек и быстрая шина межпроцессорного обмена со скоростью
передачи 132 и 267 Мб/сек.
Компания Tricord наряду с поддержкой NetWare не упускает из виду
и рынок приложений, которые традиционно связывались с хост-системами.
Благодаря высокой гибкости архитектуры (на уровне настройки конфигурации)
и поддержке самых разнообразных операционных систем и сетевых
систем, суперсерверы Tricord могут обеспечить выполнение самого
широкого спектра приложений, как с большим объемом вычислительных
операций, так и с интенсивным вводом-выводом.
Для такой операционной системы как NetWare характерно кэширование
дисков, которое дает возможность временно хранить в памяти информацию
с диска. Использование этой возможности и архитектуры шины Tri-Flex
фирмы Compaq заметно повышает производительность сервера.
В серверах PS/2 Server 195 и 295 фирмы IBM имеет по две независимых
шины MCA, каждая из которых обеспечивает передачу данных со скоростью
20 Мб/сек, и шина межпроцессорного обмена с пропускной способностью
200 Мб/сек. Среди других машин со специальной архитектурой шины
можно назвать Triumph M2 SMP/486 фирмы The Network Connection
и AcerFrame 3000mp фирмы Acer.
Кроме архитектуры необходимо проанализировать число гнезд расширения
для каждой из шин (обычно от 4 до 15). Гнезда используются для
установки адаптеров локальной сети, контроллеров дисков и плат
связи. Администраторам сетей следует выбирать сервер с достаточным
для планируемых приложений числом гнезд и наличием резервных гнезд
с учетом будущих задач.
Суперсерверные системы поддерживают большие объемы оперативной
памяти (в некоторых случаях до 1 гигабайта) и дисковой памяти
(10 - 50 гигабайт). Нередко устанавливаются матрицы дисков (RAID),
накопители дисков типа SCSI, средства повышения отказоустойчивости
и управления сервером. Стоимость двухпроцессорных систем составляет
не менее 5000$, а наиболее мощных десятипроцессорных суперсерверов
- от 50000 до 700000$ (для наиболее полных конфигураций).
Так как суперсерверы обычно используют десятки мегабайт памяти,
возрастает возможность ошибок. Некоторые системы включают в себя
ECC (код коррекции ошибки), который обнаруживает и корректирует
ошибки в памяти. Система NetFRAME даже проверяет ошибки системной
шины. Некоторые системы предусматривают резервные источники питания.
В секторе низкопроизводительных систем представлено до 10 однопроцессорных
серверов на основе персонального компьютера. Обычно они поддерживают
от 64 до 144 мегабайт оперативной памяти и от 10 до 58 гигабайт
дисковой. Здесь также часто можно встретить поддержку RAID, но
в системах с низкой производительностью обычно предоставляется
меньший набор средств обеспечения отказоустойчивости.
Применение серверов локальных сетей
| Текущее | Планируемое | |
| Межсетевые приложения | 43% | 33% |
| Сервер обслуживания файлов и печати | 15% | 24% |
| Файловый сервер | 34% | 37% |
| Сервер печати | 2% | 3% |
| Сервер базы данных | 7% | 3% |
| Другие серверы | 7% | 4% |
При выборе сервера следует исходить из таких основных критериев
как производительность, определяемая мощностью и архитектурой
шины, поддержка и оптимизация использования программного обеспечения,
отказоустойчивость и простота администрирования. Перечислим критерии
выбора сервера в порядке их важности:
- соответствие стандартам;
- средства обслуживания и поддержка;
- производительность;
- расширяемость;
- администрирование сервера;
- простота в работе;
- отказоустойчивость;
- цена.
