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刀片服務器與機架式服務器的選擇

日期:2017/2/8 10:29:29      編輯:關於服務器
  近兩年,在服務器領域炒作最火的莫過於刀片服務器了,似乎它可以替代一切其他的服務器架構。但筆者認為,大家千萬別給各種廣告宣傳所誤導。刀片服務器並不是萬能的,也不具有絕對的優勢。現在大家通常喜歡把刀片服務器與密度接的機架式服務器進行比較,本節就要介紹這兩者在選擇方面的一些經驗。

  在刀片式服務器與機架式服務器的比較方面,我們主要關注的是產品的投資成本、性能配置、擴展能力、能耗、維護與管理等方面。下面通過一個具體的實例來進行比較。這個實例就是IBM的HS21和HS21 XM兩款刀片服務器,以及配置相當的x3550、x3650機架式服務器。

  HS21和HS21 XM兩款刀片均以IBM Blade Center H(BC-H)為機箱。BC-H機箱由一個10GB以太交換機、一個1GB以太交換機和四個電源供電系統組成。XM系列刀片配的是一對2.33GHz的Intel四核處理器,而HS21的一對四核CPU的頻率則為2.0GHz;XM的內存為16GB DDR2,而HS21只有8GB。

  以上配置與IBM x3550機架式服務器差別不大,只是主頻提高了些,為2.66GHz。而IBM x3650是2U雙路四核機架式服務器,處理器主頻最高為3.0GHz。

  l         投資成本比較 

  大家都知道,刀片服務器的價格不菲,再談談大家最為關注的投資總成本。首先看單台機的比較(價格來源於IBM網上的報價,均為標准配置)。

  標准HS21刀片服務器售價為$7,100,而HS21 XM版刀片服務器售價為$9,800,兩者的區別在於CPU的頻率、內存的大小,還有XM上的RAID 0/1配置。而用來安裝刀片的BC-H機箱則高達$17,000。機架服務器x3550的報價為$7,900,相應的x3650的報價為$9,300。

  經過簡單的比較可以看出,由於刀片服務器的機箱價格原因,導致了單刀片時的刀片服務器價格($7,100+$17,000=$24,000,或者$9,800+$17,000=$26,800)比單機架式服務器的價格($7,900,或者$9,300)要貴許多。

  試想一下,如果HS21或者HS21 XM刀片服務器中安裝了2個刀片,則刀片服務器價格為:

  $7,100*2+$17,000=$31,000,或者$9,800*2+$17,000=$36,600,而兩台x3550、x3650機架式服務器的價格分別為:$7,900*2=$15.800,或者$9,300*2=$18.600。這樣一來,刀片服務器的總體成本仍比機架式的要貴。但這並不能就說刀片服務器價格都比機架式服務器的要貴,因為我們可以看到,就單個“刀片”而言,它的確要比單台機架式服務器便宜,只是所用的刀片機箱拖累了整個成本。只要有適當的“刀片”規模,刀片服務器的最終總體成本肯定會小於多台機架式服務器的總體成本低的。而且我們這裡還沒有考慮到多台機架式服務器連接所需的交換機價格。

  如在刀版機箱中安裝了14塊“刀片”的情況下,安裝HS21“刀片”時的總成本為:

  $7,100*14+$17,000=$116,400;如果安裝的是HS21 XM“刀片”,則總成本是:$9,800*14+$17,000=$154,200。
而14台x3550的總成本為:$7,900*14=$110,600;14台x3650的總成本為:$9,300*14=$130,200。注意最終的總成本還要計算一台24口的1G光纖以太網交換機成本,約$12,500。則以上兩種采用機枷式服務器方案的總成本就分別變為:$123,100和$142,700。對比一下上面的兩種刀片服務器方案總成本上升就可以知道,14塊HS21“刀片”的刀片服務器總成本要比兩種14台機架式服務器方案都便宜。采用14塊HS21 XM“刀片”的刀片服務器總成本與貴的那種14台機x3650架式服務器方案總成本相當。

  l         運行性能比較

  經一些專業的測試機構測試表明,以LMBench3對服務器進行其中一項最苛刻的測試——processor fork+execve(主要測試數據在I/O和內存間的傳送速度),H21和H.21 XM刀片服務器的測試結果為289.9微秒,而x.3550機架服務器則為173.2微秒,速度上提高了40%(時間越長,速度越低)。這是由於在H.21和H.21 XM刀片服務器是所配置的是RAID1,而在機架式的x.3550和x.3650服務器上配置的是RAID5。其他方面的測試結構顯示,這幾款服務器的性能均不相上下,因為這些服務器的單元配置都基本上一樣,都采用了兩個四核Intel處理器,在主頻上測試時也選擇了差不多的配置。這樣一來,在性能上,刀片服務器與機架式服務器沒有太多區別,主要區別僅體現在由磁盤陣列影響的數據存取能力上。

  l         擴展能力比較

  在擴展能力上,我們要從兩個方面進行比較。一是單台服務器的比較,另一方面就是服務器群集擴展的比較。

  刀片服務器中的單台服務器就是各個“刀片”。在這些“刀片”中由於它們的高密度決定了他們的擴展能力非常有限。這既是刀片服務器的優點,同時也是必然的缺點。一般的“刀片”只配備了兩塊硬盤,最多只配置RAID 1鏡像,或者RAID 0無冗余性能硬盤陣列,這就意味著硬盤容量不能超過刀片廠商規定的最大容量,也不能最大限度地提升服務器磁盤讀寫性能。這就是我們前面介紹的刀片服務器的processor fork+execve測試結果遠不如機架式服務器的原因了。除非服務器安裝和配置了iSCSI,、光纖通道或其它SAN連接,否則“刀片”很難在磁盤容量和讀寫性能方面不可能有實質性的提高。 

  與刀片服務器中的“刀片”不同,機架式服務器的擴展空間要大許多,這、樣也就可以配置更多的組件。如2U的x3650機架式服務器內置了RAID 5,配有四個硬盤:三個組成RAID,一個做為熱後備硬盤。有的廠商甚至給1U的機架式服務器內安置了等同於2U的存儲容量設備。 

  除了磁盤方面的擴展能力外,在內存、I/O擴展槽方面,存在同樣的現象,那就是刀片服務器的“刀片”擴展能力不如機架式服務器。

  另外,刀片服務器還有另一個潛在缺點,就是它的專有性。如果你選擇一個廠商的刀片服務器,那就意味著服務項目、部件更新都要聽從於該廠商,而無法使用其它廠商的服務和組件。而且,一般情況下,未來更新、更快的CPU還是會首先采用在機架服務器上。 

  在擴展能力的群集方面,刀片服務器具有先天優勢,只需要把各個“刀片”插入到刀片機箱中,利用自身的群集管理軟件就可以很輕松地配置刀片服務器群。而機架式服務器要組建集群就沒那麼容易了,它必須另外購買群集管理軟件,而且網絡連接、配置更復雜。

  l         能耗方面的比較

  相比於性能,服務器運行的最大成本——能耗費用常常被忽視。由於機架式服務器上安裝的部件更多,而且現在的刀片服務器已有專門為其優化的處理器選擇,所以總體上來說,刀片服務器的能耗要遠比機架式服務器的低。據一些測試機構測試表明,相同配置的刀片服務器群與機架式服務器集群,能耗要低近20%。這對於只有少數幾台服務器的小公司來說,沒什麼太大差別,但如果一個公司中有幾十、上百台這樣的服務器,這個效益就非常明顯增加了。

  l         管理方面的比較

  在一些大公司中,服務器的維護與管理成本也是非常高的。一般說來,刀片服務器的維護要比機架服務器來的便捷。首先,刀片的尺寸和重量便於處理。我們能在3秒鐘內取出一片刀片,相比之下,拉出一個機架部件可能需要超過一分鐘。而且,刀片服務器中的線纜數(包括電源線、雙絞線或光纖電費)要遠比同等規模的機架式服務器集群少,因為“刀片”之間共享了同一個帶有電源、風扇、“刀片”交換底座,都是由刀片機箱提供。線纜的減少對於服務器的維護與管理提供了諸多方便。

  另外,像前面說的刀片服務器中的各刀片可以通過自帶的群集管理軟件進行統一管理,而機架式服務器要配置成服務器群集,需要另外購買群休管理軟件,而且配置相對來說更復雜些。

  但同時我們也要看到,由於刀片的技術在廠商間的相對封閉,刀片服務器無法做到像機架式服務器那樣可以隨時相互替換,缺乏靈活性。這給服務器的維護與管理帶來一定的不便,可能經常會需要請服務商來支持了。這一點必須要充分意識到。

  鑒於以上各方面的比較結果,可以看出,刀片服務器與機架式服務器並沒有哪個占有絕對優勢,這也決定了不同企業用戶有不同的選擇。

  如果單從總體成本來考慮的話,對於只需少數幾台服務器的中小型企業說,選擇機架式服務器更加合適。況且在運算性能、擴展能力上,機架式服務器都更有保障,比較適合快速增長的中小型企業特點。

  如果是中型以上的企業,所需的服務器比較多,則選擇刀片服務器更加合適。下方面管理更加容易,另一方面,總體成本、能耗方面也能節省一大筆開支。刀版服務器的擴展能力不足完全可以通過多“刀片”集群,SAN存儲網絡來彌補。而這些,對於中型以上企業來說又幾乎是標准配置,可以說無需另外投資就能實現與機架式服務器集相當的性能。
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