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1、刀片服务务器详解解这些年来来，飞速速发展的的互联网网将注意意力更多多地投入入到了IIT业中中。目前前全球约约有8000万家家商业网网站在为为超过22亿的用用户提供供服务，而而且这一一数字每每天还在在增长。怎怎样为互互联网用用户提供供更加可可靠、快快速的通通路来获获取丰富富的网络络信息，已已经成为为了商家家的成功功关键。许许多互联联网数据据中心正正在为此此寻找更更加完善善的解决决方案，以以保证网网络、运运算和存存储的可可靠性和和可用性性。作为为网络的的核心组组成部分分，服务务器的性性能已不不仅仅是是评价产产品优劣劣的唯一一指标了了。服务器器一直在在朝高密密度方向向发展，目目标是体体积更小小、功耗
2、耗更低、高高可管理理性和扩扩展性。第第一代塔塔式服务务器已经经得到广广泛应用用，而新新一代机机架式服服务器则则为用户户提供了了更多的的选择，并并开始在在各种企企业系统统中扮演演重要角角色。机机架式服服务器以以其节省省空间、高高密度、便便于集中中维护、管管理等优优势得到到了用户户普遍的的认可。但但用户对对机架服服务器高高度的追追求，到到了1UU就似乎乎已经到到了尽头头，如果果您的机机柜空间间告急，机机柜里已已经充满满了配线线架、路路由器，交交换机、集集线器、各各种高度度的服务务器、输输入/输输出设备备共享器器，如何何再添置置服务器器来满足足日益增增长的业业务需求求？除了了增加机机柜以外外，还有有
3、比1UU服务器器密度更更高的选选择，第第三代服服务器高密密度的刀刀片式服服务器的的出现为为我们提提供了很很好的一一种选择择。刀片服服务器的的定义与与特点所谓谓刀片服服务器是是指在标标准高度度的机架架式机箱箱内可插插装多个个卡式的的服务器器单元，实实现高可可用和高高密度。每每一块刀片实际上上就是一一块系统统主板。它它们可以以通过板载硬盘启启动自己己的操作作系统，如如Winndowws NNT/220000、Liinuxx等，类类似于一一个个独独立的服服务器，在在这种模模式下，每每一块母母板运行行自己的的系统，服服务于指指定的不不同用户户群，相相互之间间没有关关联。不不过，管管理员可可以使用用系统
4、软软件将这这些母板板集合成成一个服服务器集集群。在在集群模模式下，所所有的母母板可以以连接起起来提供供高速的的网络环环境，并并同时共共享资源源，为相相同的用用户群服服务。在在集群中中插入新新的刀刀片，就就可以提提高整体体性能。而而由于每每块刀刀片都都是热插插拔的，所所以，系系统可以以轻松地地进行替替换，并并且将维维护时间间减少到到最小。这些刀片服务器在设计之初都具有低功耗、空间小、单机售价低等特点，同时它还继承发扬了传统服务器的一些技术指标，比如把热插拔和冗余运用到刀片服务器之中，这些设计满足了密集计算环境对服务器性能的需求；有的还通过内置的负载均衡技术，有效地提高了服务器的稳定性和核心网络性
5、能。而从外表看，与传统的机架/塔式服务器相比，刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用，并为用户提供灵活、便捷的扩展升级手段。刀片服务务器的特特点刀片服服务器公公认的特特点有两两个，一一是克服服了芯片片服务器器集群的的缺点，被被成为集集群的终终结者；另一个个是实现现了机柜柜优化。集群终结者众所周知，作为一种负载均衡技术，服务器集群已经在有效提高系统的稳定性和核心网络服务的性能方面被广泛采用，在集群系统中，若要提供更高端的运算和服务性能，只需增加更多的单元就可以获得更高的性能。更为重要的是，服务器集群还可以为任何一台单独的服务器提供冗余和容错功能。目前IT行业正在大力发展适应宽带网络、
6、功能强大可靠的计算机。在过去的几年里，宽带技术极大地丰富了信息高速公路的传输内容。服务器集群和RAID技术的诞生为计算机和数据池的互联网应用提供了一个新的解决方案，而其成本却远远低于传统的高端专用服务器和大型机。但是，服务器集群的集成能力低，管理这样的集群使很多管理员非常头疼。尤其是集群扩展的需求越来越大，维护这些服务器的工作量简直不可想像，包括服务器之间的内部连接和摆放空间的要求。这些物理因素都限制了集群的扩展。刀片服务器的出现适时地解决了这些问题。在集群模式下，刀片服务器所有的主板可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源。同时每个刀片都可内置监视器和管理工具软件， 配置一台高密度服务器就可
7、以解决一台到一百台服务器的管理问题，如果需要增加或者删除集群中的服务器，只要插入或拔出一块板即可，将维护时间减少到最小。就这个意义上来说，Blade Server从根本上克服了服务器集群的缺点。实现机柜优化从某一角度而言，刀片服务器实现了机柜优化的自然飞跃。刀片服务器将机柜式服务器所占用的空间密度再一次提高了50%。资料显示，在机柜系统配置好的前提下，将1U机架优化服务器系统移植到刀片服务器上，所占用的空间只是原来的1/31/2。而在一个标准的机柜式环境里，刀片服务器的处理密度要提高四到五倍。比如在处理1024节点的高密度计算服务器环境里，1U配置需要24个机柜，其中不包括以太网交换集线器所占
8、用的机柜空间，而采用插有8个刀片的刀片服务器，只需要9个机柜，却包括了以太网交换机的空间。在相同的面积内，数据中心可以通过部署刀片服务器获得8倍于机架式服务器的服务器租赁收益。另外，刀片服务器采用集中管理的方式，可以简化服务器的管理工作。在IT人员日益匮乏的今天，采用刀片服务器的企业可以减少雇佣工资高昂的服务器管理和维护人员，从而降低维护费用。还有，刀片服务器的低功耗设计也会显著减少能耗，节约能源的同时减少了费用。图解刀片片服务器器作为为一种新新兴的服服务器产产品，读读者可能能还缺乏乏对它的的直观认认识。每每台刀片片服务器器一般由由机柜和和刀片组组成，因因此刀片片服务器器的标识识由机柜柜的型号
9、号和刀片片的型号号共同构构成，而而不像以以往的服服务器那那样由一一个单一一的服务务器型号号所代表表。刀片片通过机机柜背板板上的CComppacPPCI接接口与之之相连接接。服务务器机柜柜一般可可以容纳纳8片至至数十片片刀片。刀刀片以服服务器刀刀片为主主，而每每个服务务器刀片片都是一一个功能能完整的的服务器器。在此，我我们以一一款常见见的一种种刀片服服务器向向大家介介绍一下下，以了了解其基基本构成成。图2 刀刀片服务务器正面面 图3 刀刀片服务务器背面面 根据据所需要要承担的的服务器器功能，刀刀片服务务器被分分成服务务器刀片片、网络络刀片、存存储刀片片、管理理刀片、光光纤通道道SANN刀片、扩扩
10、展I/O刀片片等等不不同功能能的相应应刀片服服务器。服服务器刀刀片（图图4）目前前最为常常见的服服务器刀刀片一般般采用11颗为的的Inttel Penntiuum 处理器器，并采采用SeerveerWoorkss LCC-E芯芯片组、IInteel 8815芯芯片组、VVia Proo2666芯片组组，支持持的内存存容量和和类型由由芯片组组决定，内内存类型型一般为为具有EECC功功能的SSDRAAM或DDDR。由由于刀片片服务器器的散热热问题较较为严重重，在设设计中也也有厂商商采用了了低功耗耗的Trranssmetta 556000处理器器。目前前，HPP、Suun也正正致力于于把它们们的RI
11、ISC处处理器制制作成服服务器刀刀片，只只是尚未未面世。除连接机柜背板的接口外，服务器刀片上一般还具有一个PMC扩展接口，可以连接PMC接口的扩展卡，如SCSI卡、光纤存储卡等，其功能相当于PCI扩展槽，只是相应接口的扩展卡价格略贵。 服务器刀片采用与笔记本电脑相同规格的65mm(2.5英寸)硬盘，一般只安装操作系统和简单的应用软件，性能较低。网网络刀片片网网络刀片片的功能能相当于于局域网网交换机机，从而而提供良良好的网网络监控控和管理理功能。网网络刀片片普遍提提供100/1000Mbbps端端口，以以双绞线线的方式式连接服服务器刀刀片，对对外提供供高速上上连通道道（千兆兆端口）。采采用NAA
12、S存储储方式的的刀片服服务器经经常会配配备2个个网络刀刀片，其其中一个个专门用用于连接接NASS设备。每每个刀片片支持110/1100/10000M以以太网连连接，并并且可以以在背板板上安装装10/1000/10000MM的2-4层交交换机，这这样就可可以把系系统中每每个槽位位上安装装的刀片片与交换换机连接接起来，提提供一个个基于IIP的交交换网络络。通过过集成这这种总线线，刀片片服务器器系统可可以很好好地集成成IP业业务和语语音业务务，提供供各种不不同的电电信增值值服务。存存储刀片片存存储刀片片可以被被视为一一个硬盘盘模块，通通过背板板总线或或者硬盘盘接口线线向服务务器刀片片提供存存储功能能
13、。存储储刀片上上一般配配备2块块性能较较高900mm(3.55英寸)硬盘，接接口类型型有IDDE、SSCSII和光纤纤通道（FFibeer CChannnell）接口口。 管管理刀片片第第一代刀刀片服务务器的KKVM（KKeybboarrd、VVGA、MMousse）刀刀片可以以说是功功能最为为简单的的管理刀刀片，提提供对所所有服务务器刀片片的管理理控制。KKVM刀刀片，提提供键盘盘、鼠标标、显示示器接口口，KVVM刀片片经常还还包括软软驱和光光驱，便便于使用用者直接接操作服服务器刀刀片。KKVM刀刀片上提提供切换换开关，用用于在机机柜上的的不同刀刀片之间间或者不不同机柜柜之间进进行切换换。第
14、二二代刀片片服务器器具备更更加强大大的管理理功能，但但是各家家产品各各不相同同。管理理刀片往往往通过过服务器器刀片上上集成的的监控管管理芯片片进行11台或多多台刀片片服务器器的集中中监控和和管理。管管理刀片片向服务务器机柜柜内的其其他刀片片提供必必要的配配置信息息，并在在某些刀刀片发生生故障时时接收报报警信息息，并向向监控程程序发出出报警。 ComppacttPCII ：刀刀片服务务器的标标准ComppacttPCII开放式式标准架架构很好好地平衡衡了业界界标准，包包括硬件件、操作作系统、应应用开发发工具、能能快速有有效开发发高利润润的电信信增值服服务，同同时使传传统上以以专有软软硬件架架构为
15、主主的电信信建设转转型，能能享受开开放系统统带来成成本大幅幅降低及及大众化化业界标标准操作作系统的的好处。这这一转变变让设备备及服务务供应商商找到了了数以百百万计的的开发者者，并开开始采用用具高可可靠性、高高扩展性性和高性性能的CComppacttPCII宽频通通讯平台台。CoompaactPPCI总总线标准准是建立立刀片服服务器的的基础。它它是惟一一的标准准，同时时也是标标准纷争争的起源源。CoompaactPPCI目目前有22个主要要的版本本，即 1.00版和22.0版版，它们们在接口口定义的的完善程程度上不不尽相同同。早期期的刀片片服务器器全部采采用CoompaactPPCI 1.00的
16、标准准，背板板带宽也也限定在在32位位PCII之内，这这些产品品属于第第一代刀刀片服务务器。220022年最新新推出的的刀片服服务器部部分采用用CommpacctPCCI 22.0标标准，背背板支持持64位位PCII通信，称称之为第第二代刀刀片服务务器。由由于标准准的版本本不同，两两代刀片片服务器器之间不不能完全全兼容。（图图 5 ）目前前为止，只只有HPP一家声声称完全全按照CComppacttPCII标准设设计刀片片服务器器，而其其他服务务器厂商商只是在在总线和和接口标标准方面面遵循CComppacttPCII，在刀刀片的尺尺寸上没没有完全全按照该该标准去去执行。应用模式指南刀片片服务器器
17、的应用用很广泛泛，尤其其是对于于计算密密集型应应用，比比如天气气预报建建模、数数据采集集、数据据仿真、数数字影象象设计、空空气动力力学建模模等等。而而对于行行业应用用，如电电信、金金融、 IDCC/ASSP/IISP应应用、移移动电话话基站、视视频点播播、Weeb主机机操作及及实验室室系统等等，刀片片服务器器依然能能大显身身手。刀刀片服务务器的出出现使其其在20001年年底的服服务器市市场上占占据一块块相对于于机架式式服务器器来说不不算小的的市场份份额。而而随着220022年技术术的发展展尤其是是InffiniiBannd技术术开始扮扮演重要要角色，刀刀片服务务器将逐逐渐成为为主流服服务器并并
18、占据较较大的市市场份额额。刀片服服务器的的使用范范围相当当广泛。下下面我们们列出两两个典型型的应用用模式进进行简单单的介绍绍。应用模式式1：网网站Weeb服务务器 这种种方式可可充分发发挥刀片片服务器器密度高高、可群群集以及及可远程程管理的的优势。网网站可以以用刀片片服务器器组成高高密度的的群集，用用来实现现高访问问量的WWeb服服务器，后后端再连连接中高高端的服服务器或或群集系系统作为为数据库库服务器器。存储储服务提提供商可可以采用用同样的的前端方方案，后后端配合合NASS设备来来提供存存储服务务。与普普通机架架服务器器相比，刀刀片服务务器在这这类应用用中的优优势在于于占用机机位少，可可有效
19、节节省托管管费用。 应用模式式2：中中小企业业网络服服务器 当前前的企业业网络需需求是多多方面的的，需要要类型多多样的服服务，其其中有些些服务可可以安装装在一台台机器上上，而有有些则需需要使用用至少一一台备份份机器或或者群集集。与之之相对应应，任何何一个刀刀片系统统既可以以独立运运行，也也可以与与其他服服务器组组成群集集或互为为备份。根根据企业业的实际际需要进进行搭配配。这种种方式可可充分发发挥刀片片服务器器易管理理、配置置灵活和和可扩展展性好的的优势。使用刀片服务器进行群集并与存域网相结合，这可以胜任大数据量吞吐的数据库并行处理。对于企业来说，这种高密度不仅节约了宝贵的机柜空间，还节约了布线成本，并可节电，从而降低对UPS的要求。