刀片機(jī)

詞語解釋

“刀片機(jī)”是一種多功能的服務(wù)器，它可以容納多個(gè)處理器，存儲(chǔ)器，網(wǎng)絡(luò)接口和其他硬件元件，并可以用來執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。在通信中，它可以用來提供高效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，支持多種協(xié)議，支持多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并可以支持多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。刀片機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用非常廣泛，它可以用來支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持多種協(xié)議，支持多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，提供網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)，以及提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理服務(wù)。它還可以用來支持網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，支持虛擬網(wǎng)絡(luò)，支持虛擬機(jī)，支持虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以及支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理服務(wù)。刀片機(jī)還可以用來支持多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，路由器管理，虛擬私有網(wǎng)絡(luò)（VPN），虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VLAN），以及其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。它還可以用來支持多種網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)，如防火墻，入侵檢測，身份驗(yàn)證，以及其他網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)。總之，刀片機(jī)是一種多功能的服務(wù)器，它可以用來支持多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。

　　在用數(shù)據(jù)中心時(shí)代，采用機(jī)架服務(wù)器進(jìn)行應(yīng)用軟件整合、虛擬化與采用刀片服務(wù)器處理，孰優(yōu)孰劣？
　　為了弄清楚刀片服務(wù)器和機(jī)架服務(wù)器各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我們采用了IBM公司的兩種處于相同技術(shù)水平的服務(wù)器系列――HS21和HS21 XM 刀片服務(wù)器，以及X3550和X3650機(jī)架服務(wù)器，我們將測試重點(diǎn)放在兩類服務(wù)器的績效水平、動(dòng)力消耗以及易處理性這幾個(gè)指標(biāo)上。因?yàn)椴煌瑥S商的刀片服務(wù)器產(chǎn)品功能接近，我們認(rèn)為這一測試結(jié)果也可推及其他刀片供應(yīng)商，如戴爾、惠普等，盡管只用一個(gè)供應(yīng)商的產(chǎn)品進(jìn)行測試代表性可能不夠強(qiáng)。
　　我們發(fā)現(xiàn)，刀片服務(wù)器減少了硬件組件的電力消耗，但卻并未完全消除――這是總體使用成本（TCO）的決定性因素。相同性能的IBM刀片服務(wù)器和機(jī)架服務(wù)器相比，刀片服務(wù)器能效更高，并且更容易使用。當(dāng)只購買一臺(tái)或兩臺(tái)服務(wù)器時(shí)，機(jī)架服務(wù)器比刀片服務(wù)器更便宜。從另一個(gè)角度說，采用刀片配置需要將產(chǎn)品鎖定在一個(gè)供應(yīng)商身上，而機(jī)架服務(wù)器則不需要，因?yàn)闄C(jī)架服務(wù)器可以根據(jù)需要陸續(xù)增加。
　　產(chǎn)品細(xì)節(jié)
　　上述兩款刀片機(jī)器采用了IBM Blade Centre H（BC-H）機(jī)箱，機(jī)箱內(nèi)包括一臺(tái)10GB的以太網(wǎng)交換機(jī)，一臺(tái)4GB的以太網(wǎng)交換機(jī)和四臺(tái)動(dòng)力供給裝置。HS21XM采用的是2.33GHz英特爾四核CPU，HS21則采用了2.0GHz的CPU。HS21XM采用的是16GB的DDR2內(nèi)存，HS21系列采用的是8GB的DDR2內(nèi)存。
　　從說明書中可知，這兩款刀片服務(wù)器在性能上與IBM的x3550機(jī)架服務(wù)器接近，x3550的唯一優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)箱內(nèi)部空間更大。IBM的x3560 2U服務(wù)器包括三個(gè)RAID 5結(jié)構(gòu)的RAID驅(qū)動(dòng)，一個(gè)RAID控制器和一個(gè)熱備用磁盤。
　　這兩款刀片服務(wù)器的價(jià)格：HS21 7100美元；HS21 XM9800美元。此外，BC-H機(jī)箱的價(jià)格大概是17000美元。機(jī)架服務(wù)器的價(jià)格是7900到9300美元，具體價(jià)格取決于CPU轉(zhuǎn)速，附加內(nèi)存量以及附加驅(qū)動(dòng)器的RAID控制器數(shù)量。
　　刀片服務(wù)器的問題在于其仍不能用來運(yùn)行部分應(yīng)用軟件，比如需要大量隨機(jī)、不定量存儲(chǔ)量擴(kuò)展的應(yīng)用軟件。
　　盡管在CPU轉(zhuǎn)速相當(dāng)、內(nèi)存配置相同的情況下，測試結(jié)果顯示兩類服務(wù)器性能基本相同。但這并不盡然，我們的經(jīng)驗(yàn)表明所有供應(yīng)商可以很快適應(yīng)1U或者2U的模式，而刀片服務(wù)器供應(yīng)商卻不得不提前計(jì)劃以適應(yīng)新的主板元件組。
　　刀片服務(wù)器的密度有時(shí)會(huì)阻礙其運(yùn)行，刀片服務(wù)器比機(jī)架服務(wù)器重，刀片服務(wù)器底板也有著潛在的缺陷。其次，采用刀片服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心往往只能鎖定在一個(gè)供應(yīng)商身上，提供存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）交換機(jī)或者以太網(wǎng)交換機(jī)，因?yàn)檫@些設(shè)備必須放置在刀片服務(wù)器的機(jī)箱內(nèi)。對于大廠商來說，選擇的技術(shù)組件與當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心（NOC）相吻合。如果所有組件工作的協(xié)調(diào)性不高，費(fèi)用仍將很低。
　　我們測試的兩類服務(wù)器性能非常接近，都采用了英特爾CPU（每臺(tái)服務(wù)器里一對），從速度的角度來看，由于有的采用RAID 1，有的采用RAID 5，所以稍有區(qū)別。我們通常使用的基準(zhǔn)測試LMBench3顯示，處理器fork+exceve（這是用來處理I/O文件和內(nèi)存更換的）平均可執(zhí)行289.9個(gè)微指令，這使速度提高了40%。所有服務(wù)器的測試結(jié)果基本相同，只有HS21 XM樣機(jī)和x3650樣機(jī)上的RAID驅(qū)動(dòng)器的NT-文檔系統(tǒng)和ext3-格式化驅(qū)動(dòng)器速度快一點(diǎn)。同時(shí)由于X3650和x3550機(jī)組2.66GHz的CPU頻率，因此其性能也更好一些。
　　通過對這些服務(wù)器性能特征進(jìn)行對比，我們可看到這些服務(wù)器性能差別不大。
　　電力消耗
　　通常，人們并不夠重視大型服務(wù)器運(yùn)行過程中的最大支出：電力消耗。
　　IBM公司的刀片服務(wù)器和機(jī)架服務(wù)器預(yù)算比我們測試的要高一些。在我們的測試中，環(huán)境溫度比較低（大約是華氏68度），同時(shí)IBM公司沒能給我們提供完全組裝好的刀片服務(wù)器機(jī)箱，這兩個(gè)原因使得動(dòng)力消耗比預(yù)計(jì)的低。通過增加測量數(shù)量，我們獲得了14臺(tái)組裝在機(jī)箱中的刀片服務(wù)器和14臺(tái)機(jī)架服務(wù)器各個(gè)指標(biāo)的對比結(jié)果。
　　如果數(shù)據(jù)中心冷卻和動(dòng)力系統(tǒng)、以及數(shù)據(jù)中心所在地的地面承載狀況（地面的承載能力基本上要達(dá)到1噸）較好，從五年的動(dòng)力消耗來看，一個(gè)裝滿刀片服務(wù)器的機(jī)箱總運(yùn)行成本最低。
　　與刀片服務(wù)器的組件，以及組裝完好的刀片服務(wù)器來進(jìn)行對比，機(jī)架服務(wù)器消耗的電能更多，而這導(dǎo)致了五年中機(jī)架服務(wù)器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)支出的增加。機(jī)架服務(wù)器可采用RAID 5，而盡管一臺(tái)刀片服務(wù)器由于配置附加存儲(chǔ)器而使支出增加，但是動(dòng)力消耗仍低于機(jī)架服務(wù)器。
　　最多可配置14個(gè)刀片的IBM刀片服務(wù)器價(jià)格為117400美元。加上動(dòng)力消耗（冷卻系統(tǒng)的費(fèi)用不計(jì)入在內(nèi)），總費(fèi)用為123900美元。
　　對于x3550 1U服務(wù)器，價(jià)格為7900到116700美元之間。加上六路10G以太網(wǎng)和24路Gigabit以太網(wǎng)交換機(jī)以及動(dòng)力消耗支出，總支出將是129200美元。X3650的總資本支出為129800美元（每臺(tái)9300美元），在增加了上述10G以太網(wǎng)和Gigabit以太網(wǎng)交換機(jī)并加上總動(dòng)力支出后，費(fèi)用是150700美元。
　　裝配好的BC-H刀片服務(wù)器機(jī)箱和同樣數(shù)目的x3650服務(wù)器，以五年來計(jì)算，價(jià)格差別大約是18%。
　　其他方面問題
　　刀片服務(wù)器的維修速度比機(jī)架服務(wù)器快，這有多方面原因。首先，刀片服務(wù)器的動(dòng)力供給通常是由其他組件完成的，因此體積和重量都比較小。我們可以用三秒鐘時(shí)間將一個(gè)刀片從幾箱中取出，而從機(jī)架上取出一個(gè)機(jī)架服務(wù)器則需要一分鐘以上，這是在線路管理組件設(shè)計(jì)和配置合理的情況下。如果線路設(shè)計(jì)混亂，所需時(shí)間會(huì)更長。
　　我們測量了一旦一個(gè)機(jī)組從機(jī)架上取下來，進(jìn)行內(nèi)存和硬件驅(qū)動(dòng)（服務(wù)器管理員最經(jīng)常更換的服務(wù)器組件）更換所需的時(shí)間。從將設(shè)備重新裝入機(jī)架的時(shí)間，以及讓服務(wù)器重新啟動(dòng)繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間來看，刀片服務(wù)器花費(fèi)的時(shí)間比機(jī)架服務(wù)器短的多，因?yàn)闄C(jī)架服務(wù)器的線路需要重新連接。
　　為何刀片服務(wù)器的維修時(shí)間較短，原因是電力線路從80根減少到8根。以太電纜（銅纜或光纜）的數(shù)目也可以明顯減少，同時(shí)也減少了線路混亂的問題。
　　管理組件也帶來了附加費(fèi)用的增長。我們測試IBM服務(wù)器的過程中，采用IBM Director來管理測試服務(wù)器。Director必須被安裝在機(jī)架服務(wù)器或刀片服務(wù)器上，并需要支付額外的安裝費(fèi)用，盡管運(yùn)行這一組件所需存儲(chǔ)量不大。
　　我們下載了各類操作系統(tǒng)，并利用Director將其配置在刀片和機(jī)架服務(wù)器上。一些供應(yīng)商按安裝次數(shù)或服務(wù)器數(shù)目來對管理組件收費(fèi)。核算這些應(yīng)用軟件的費(fèi)用很重要，因?yàn)檫@些軟件可節(jié)約時(shí)間。
　　刀片服務(wù)器的局限
　　刀片服務(wù)器的隨機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)是有限的。我們測試的刀片服務(wù)器可進(jìn)行RAID配置，但僅限于配置RAID 1或者RAID 0無冗余磁盤陣列。這就意味著在這種情況下，容量被配置在服務(wù)器中的驅(qū)動(dòng)器限制在288GB（最大值，我們測試了兩個(gè)73GB的刀片服務(wù)器驅(qū)動(dòng)器）。有些人說288GB足夠了，但這是峰值，僅僅在ISCSI，光纖通道或其他SAN連接方式配置很好的情況下才能達(dá)到。
　　與此相對，通過采用四個(gè)驅(qū)動(dòng)器，2U x3650的服務(wù)器可內(nèi)置一個(gè)RAID 5。這些驅(qū)動(dòng)器，同內(nèi)置于刀片服務(wù)器的一樣，可更改以適應(yīng)更大存儲(chǔ)需要，但是在機(jī)組已經(jīng)開始運(yùn)行某一應(yīng)用軟件后，驅(qū)動(dòng)器就不可再更改。
　　有了更多本地的可用空間，固定機(jī)架服務(wù)器的本地存儲(chǔ)能力會(huì)更高。一些供應(yīng)商在1U模式的機(jī)架服務(wù)器上配置了相同的存儲(chǔ)量。如果未來存儲(chǔ)需求增長超過服務(wù)器內(nèi)的可用空間，那么刀片服務(wù)器就需要連接到內(nèi)置SAN。對于有SAN的企業(yè)，很容易開展刀片服務(wù)器附件配置，并進(jìn)行各式光纖SAN組裝。如果沒有SAN，可使用ISCSI，并入基于ISCSI虛擬流量通過以太網(wǎng)所消耗的帶寬。
　　將附加I/O卡配置在刀片或機(jī)架服務(wù)器上也是可行的。IBM產(chǎn)品將PCI以及PCI Express（PCI-E）卡配置在機(jī)架服務(wù)器上，使其靈活性更高。刀片服務(wù)器和機(jī)架服務(wù)器的內(nèi)存選項(xiàng)相似。
　　刀片服務(wù)器另一個(gè)潛在的缺陷是供應(yīng)商服務(wù)。如果你選擇了一個(gè)刀片服務(wù)器供應(yīng)商，你的企業(yè)就會(huì)被這一供應(yīng)商的服務(wù)政策、組件的可用性所限制。在購買的服務(wù)器配置為1U的情況下，企業(yè)不會(huì)受到限制，因?yàn)橛斜姸喙⿷?yīng)商提供1U產(chǎn)品，但是當(dāng)購買的為組裝刀片服務(wù)器的機(jī)箱時(shí)，企業(yè)對廠商的依賴度就會(huì)大大增加。
　　小結(jié)
　　刀片密度代表了每英尺的計(jì)算處理能力。裝載四個(gè)9U的IBM刀片服務(wù)器的機(jī)箱同一個(gè)42U的機(jī)架所占用的空間差不多（略有多余的空間），這意味著大約有20000瓦的熱量需要進(jìn)行冷卻。四十個(gè)配置在同一機(jī)架上的x3550機(jī)架服務(wù)器耗費(fèi)的功率是75%。同一構(gòu)造中，可配置的刀片服務(wù)器數(shù)目是56，而可配置的機(jī)架服務(wù)器數(shù)目為40。
　　刀片服務(wù)器和機(jī)架服務(wù)器的性能基本相同，刀片服務(wù)器更易于管理和開展服務(wù)。我們進(jìn)行刀片服務(wù)器購買和配置時(shí)應(yīng)考慮供應(yīng)商的能力，以及當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)量的限制。然而，一個(gè)企業(yè)，如果擁有配置優(yōu)良的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)，并且可以跟一個(gè)好的供應(yīng)商合作，你將感到刀片服務(wù)器是很好的選擇。

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刀片機(jī)

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