刀片曙光刀片服务器整合方案

曙光刀片服务器整合方案

摘要

多种应用需求使得企业信息化建设日趋复杂如果不能采取有效的整合方案这将会造成一系列问题如设备重复购置、资源使用效率低下、管理维护困难、系统故障频繁等。

曙光刀片服务器是一个优异的平台可以在机房空间、网络、KVM、监控管理、应用部署、虚拟化等方面为用户带来全面的提升和优化为用户提供全面的整合方案有效解决信息化建设中的多种问题。

需求分析

目前企业普遍存在问题大量的业务管理系统,相对独立 自成系统相互间无任何关系甚至有的系统还放置在各二级职能部门设备分散不便管理。应用系统复杂有分别基于Linux、Windows、Solaris等多种操作系统应用三种以上的服务器平台经常使得信息人员难于管理。服务器中大部分使用率都不高在5%-30%左右。

成本问题

—伴随着企业的快速发展需要大量的服务器对应各种应用用户不仅要购买服务器和各种配件还需要网络交换机、存储设备、KVM设备、机柜的、电源等外围设备这些外围设备需要大量的资金投入但是由于没有专业的系统方案设计这些设备大多数没有得到充分的利用。

—用户的业务高速增长需要部署大量的服务器但是机房的空间狭小容纳的服务器数量有限而新机房的投资大大超过企业的整体预算。

—伴随服务器数量快速递增机房电费数额惊人但是很多的服务器运行效率低下用户有没有有效的监控手段无法降低能耗造成大量的浪费。

—可用性低 因为每个服务器都是单机如果都配置为双机模式成本更高。系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行造成应用中断。

安装调试问题

—用户的新业务快速上马要求服务器能够快速的上线运行但是传统的安装和调试方式费时费劲面对竞争激烈的市场往往使企业错失先机。

—用户有时候不仅只有一种系统环境在面对诸如Windows、Linux、Solaris的时候如何有效的将他们整合的一个IT架构中成为用户最头疼的问题。

—很多用户环境中有很多陈旧的操作系统但是由于尚能满足企业的要求并且升级成本昂贵用户并不急于淘汰这些系统而在购买新服务器的时候兼容性则成为困扰用户的一个主要问题。

管理问题

—各种硬件的运行状态是否正常是否有需要更换的设备这些是影响到用户业务能否正常访问的关键性问题而每种硬件的管理标准又不一样用户的信息管理人员必须熟悉各个厂家的产品并能及时发现问题所在可这对大多数的管理人员来说是非常困难的而其中大多数小企业没有太多的预算雇用信息管理人员。

—部分用户应用软件的维护人员可能并不是常驻在本地那么当用户的设备或者应用出现问题如何能够及时通知维护人员就成了用户需要优先考虑的问题。

—当客户抱怨访问部分应用网站缓慢的时候如何能够正确的分析问题所在解决系统瓶颈传统的方式是逐一对服务器进行检查不仅效率低下而且容易因为人为原因忽视关键性问题。

信息系统架构的复杂性和服务器的随意增加是导致以上问题的主要原因有效的整合是解决以上问题的关键。有效的整合是为了提高系统的可管理性和降低成本提高服务器的使用效率最大限度降低客户整体拥有成本TCO 。

刀片服务器介绍

刀片服务器是一种高可用高密度的低成本服务器平台其主要结构为一大型主体机箱内部可插上许多“刀片” 其中每一块刀片实际上就是一块系统母板类似于一个个独立的服务器它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统服务于指定的不同用户群相互之间没有关联。而且也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。在集群模式下所有的刀片可以连接起来提供高速的网络环境共享资源为相同的用户群服务。在集群中插入新的刀片就可以提高整体性能。而由于每块刀片都是热插拔的所以系统可以轻松地进行替换并且将维护时间减少到最小。

根据所需要承担的服务器功能刀片服务器被分成服务器刀片、网络刀片、存储刀片、管理刀片、光纤通道SAN刀片、扩展I/O刀片等等不同功能的刀片服务器。刀片服务器公认的特点有两个一是克服了芯片服务器集群的缺点被成为集群的终结者;另一个是实现了机柜优化。

目前刀片式服务器产品在多核、低功耗技术的推动下将从最初追求高密度的刀片服务器发展到强调整体综合性能、高生产力的新一代的刀片产品。刀片式服务器将以更高密度、敏捷式部署和维护、全方位监控管理、高可扩展性、高可用性为发展重点并成为与机架式服务器并驾齐驱的成熟的主流产品。目前刀片服务器在多个行业已经打开突破口市场需求不断被激发刀片服务器市场的未来引人关注。

刀片服务器的所有关键组件均可实现冗余或热插拔其中包括冷却系统、电源、以太网控制器与交换机、中间背板与背板、硬盘及服务处理器。卸下服务器进行维修仅意味着将刀片服务器拖出机箱这就像拆卸热插拔硬盘一样简单。高级刀片服务器系统提供了实现高度敏感维修的智能方式高级诊断功能可指导维修人员直接找到故障部件从而实现快速有效的恢复有些刀片服务器甚至不会出现单点故障。机架服务器维护相比刀片则复杂一些。网络时代为服务器的应用提供了广阔的空间。服务器因此进入了技术、应用和市场互动并迅速发展的新阶段。服务器在网络中承担传输和处理大量数据的任务要具备高可伸缩性、高可靠性、高可用性和高可管理性。对于企业和网络信息提供商来说无限增长的数据必须集中存储和处理于是未来的网络发展呈现出集中计算的趋势。集中管理模式对服务器提出了新的要求节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务成为对下一代服务器的新要求。刀片服务器Blade Server 由此应运而生。

刀片服务器是将传统的架式服务器的所有功能集中在一块高度压缩的电路板中然后再插入到机箱中。从根本上来说刀片服务器就是一个卡上的服务器一个单独的主板上包

含一个完整的计算机系统包括处理器、内存、网络连接和相关的电子器件。如果将多个刀片服务器插入一个机架或机柜的平面中那么该机架或机柜的基础设施就能够共用同时具有冗余特性。刀片服务器公认的优点有两个一是克服了芯片服务器集群的缺点另一个是实现了机柜优化。

企业选择刀片服务器主要基于以下几点理由

1 、降低硬件成本

与传统的服务器不同的是每个刀片服务器不需要单独的机架和基础设施因此刀片服务器相对廉价。通过多个系统共用电源、冷却设备、管理硬件和布线系统可以极大地降低每个服务器的成本。

2、简化部署和维修

部署多个服务器是一个耗时和资源密集的过程。管理员需要将每个服务器安装在机架中进行电源和网络布线并为其安装软件。在高密度的环境下布线尤其是部署中令人头疼的难题之一。利用刀片服务器管理员只需要对机架进行安装和布线单独的刀片服务器无需布线。增加新的计算机资源只需插入一个或多个新刀片服务器就像现在加入一个硬盘驱动器一样简单。由于多个刀片服务器可以共用冗余电源因此最大限度地减少了机架布线。此外内置的转换器将以太网数据和管理网络、甚至KVM连接集成在一起。

利用自动软件供应工具管理员只需通过一个网络操作就能够方便、快捷地将软件安装到一个或多个刀片服务器中。在完成刀片服务器的软件安装之后管理员就能够利用远程管理工具进行全面的管理。

3、最大限度地利用数据中心的空间

对于寸土寸金的数据中心来说根据设计和供应商的不同刀片服务器能够使服务器的密度比目前1U的机架优化的系统增加100%到800%。

4、减少功率消耗

为了减少刀片服务器的功率消耗大多数供应商将在有些刀片服务器中采用低功率的处理器。即便刀片服务器不使用低功率的处理器其功耗也少于“综合”服务器因为刀片服务器的功耗部件较少。此外供应商也能够承担得起使用高效率电源的费用因为电源将由多个服务器共用。另外由于刀片服务器的功耗较低也就产生较少的热量因而也就减少了冷却系统的耗电量。

刀片服务器的优势就在于它实现了“IT基础设施简化”理念向实际应用的飞跃不但具备了机架式服务器的所有优势而且具备了更强的易用性和可管理性。

VMware虚拟化技术介绍

3.1虚拟架构的发展

第一代的虚拟化产品通过一个hypervisor或者是主机的架构提供了服务器的分区能力。第二代的虚拟化技术增加了虚拟化的管理、生产力的规划、物理服务器到虚拟机的迁移已经其他的工具用于整合生产服务器。VMware的第三代虚拟架构VI3代表了下一代的虚拟化技术该虚拟架构重新定义了一个新的IT标杆它将工业标准服务器和存储虚拟化成了一个整体聚合成一个动态的可集中管理的资源池可使任何应用或操作系统保持持续优化和

高可用状态。它使得企业有能力去转化、管理和优化他们的IT系统架构。VMware的虚拟架构可以让用户的数据中心被整合成一个单一的包括处理器、存储和网络连接的资源池。

3.2虚拟架构的优势

在一个虚拟架构中用户可以把资源看成是专属于他们的而管理员则可在企业范围内管理和优化整个资源。VMware的虚拟架构可以通过增加效率、灵活性和响应能力来降低企业的IT花费。管理一个虚拟架构可以让IT部门更快的连接和管理资源以满足商业所需。虚拟架构可以让IT部门达成以下目标

35%-75%TCO节省

—通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40软件硬件成本

—整合比生产环境10-15: 1 开发测试环境15-20: 1 

—每个服务器的平均利用率从5-15%提高到60%-80%

—降低70-80%运营成本包括数据中心空间、机柜、网线耗电量冷气空调和人力成本。

提高运营效率

—部署时间从小时级到分钟级服务器重建和应用加载时间从20-40 hrs=>15-30 min 每年节省10,000人/小时300台服务器 

—以前硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1 -3小时维护窗口现在可以进行零宕机硬件维护和升级。

提高服务水平

—帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系使IT和业务优先级对应

—将所有服务器作为大的资源统一进行管理并按需自动进行动态资源调配

—无中断的按需扩容。

—旧硬件和操作系统的投资保护不再担心旧系统的兼容性维护和升级等一系列问题。基于曙光刀片服务器整合解决方案

大多数的企业基于开放环境考虑从不同的供应商购买了很多台服务器并建立了我们今天所谓的“服务器群”。但公司没有充分意识到的是维持和管理这些服务器的巨大成本。为了解

决这个问题服务器整合成为了业界一种迅速发展的趋势主要的目的是降低成本和重新构建IT环境以提升效率。服务器整合还是通过应用当前新技术到现有IT环境应对未来业务运转对系统资源需求的挑战的有效手段。

虽然服务器整合的关键在于减少服务器的数量但它同时还囊括了更广泛的定义包括整体服务器环境的效率评估以及考虑服务器环境对计算机和存储需求的全面基础架构优化。最终目标将是通过降低运营环境成本的上升趋势来高度优化总体IT拥有成本。

通常一个企业信息中心用几个机架的刀片服务器就能轻松取代掉几十台的单机服务器这个取代往往还能获得更高的性能。这样一来空间节省、电力以及冷却需求的削减、更轻松的基础架构管理等大大节省用户总体拥有成本TCO 。

4 1曙光第三代刀片服务器---TC2600

曙光TC2600刀片服务器是曙光公司研发的第三代双核/四核刀片服务器产品它在众多方面超越了传统机架式服务器是高稳定、高可用、高扩展、高密度、高性能的新一代服务器产品。它推动服务器向更高计算密度、更多集成功能和更强管理能力的方向发展提供更加卓越的计算处理性能、简单方便的部署使用和全方位的监控管理可以显著提高数据中心和高性能计算中心的生产率和工作效率最大限度地降低IT运营和管理维护成本。它采用整体优化的策略有效降低了系统功耗再加上其人性化的设计、超强的系统扩展能力、卓越的性价比和计算密度可以覆盖更广泛的用户需求。与传统的服务器相比TC2600刀片服务器可提供更有竞争力的整合解决方案。在信息服务领域,曙光刀片服务器主要针对网络基础服务、应用服务、 中小型数据库服务提供整合解决方案。

4 2空间整合

空间问题困扰企业由来已久服务器最小化设计已经是目前业界的潮流如何在传统式1U服务器上再进行突破呢?无疑是刀片服务器。

曙光TC2600刀片服务器是一种机柜优化型服务器它精简了设备的安装相对于1 U机架式服务器增加42.8%的计算密度。曙光刀片服务器主要包括四个部分:BladeEngine刀片机箱、CPU Blade计算刀片、 I/O模块和管理软件。刀片机箱是刀片服务器的载体通过刀片机箱刀片服务器可以共享电源、散热系统、显示、光驱软驱、键盘和鼠标并可以连接到刀片机箱中的各种I/O模块上。计算刀片是一台独立的服务器包括2个双核/四核处理器以及相应的内存、磁盘存储设备和网络控制器运行自己的操作系统和应用程序。I/O模块包括以太网交换机、 SAN交换机、系统管理模块和其它的高速连接模块。

BladeEngine刀片机箱

7U的机架空间即可提供10个刀片托架全模块化的设计能节省86%以上的电缆从而节省安装部署的时间和电缆花费增加42.8%的计算密度可最大限度地提升数据中心和高性能计算中心的处理能力。

高可用机箱中板

无源中板设计不含任何有源器件可靠度呈指数倍提升高达425Gb/s的中板带宽支持向更高带宽扩展为更快的下一代I/O技术预留扩展链路可无缝升级兼容下一代刀片延长刀片机箱的生命周期保护用户的初始投资。

共享USB设备实现ShareMedia功能

同一刀片机箱内的所有刀片共享USB设备支持多种切换方式可在各刀片之间任意切换双USB接口 标配USB光驱和软驱设备解决了各刀片没有独立的外置存储设备产生的问题可启动媒介为快速安装操作系统以及数据拷贝带来便利性。

使用自动智能调节策略的电源模块SRPMSelf Regulating Power

Modules 

可选两种工作模式手动优化和自动智能调节根据功耗变化 自动智能调节电源系

统的管理策略能够始终保持电源模块工作在效率曲线的高点减少不必要的功耗损失大幅增加电源的使用寿命支持实时状态监控、远程电源控制支持实时的电源负载测量和显示

使用线性预补偿策略的散热模块LPCM  Linear Pre-

CompensationCool ingModules 

根据温度变化线性平滑调整风扇转速减弱噪音降低不必要的功耗根据温度变化预测下一阶段温度变化趋势提前进行转速调整补偿保证风扇转速和噪声平稳。

曙光TC2600刀片服务器架构的优势包括节省地面、机柜空间、低功耗和低热量、以及相对于普通机柜型服务器更低的潜在购买成本。通过将数十台分散在各个角落的服务器整合到一个机柜中用户可以共享显示、键盘和鼠标最大程度的减少布线数量。由于刀片服务器使用共享供电的设计使得同样配置下的耗电量比普通机柜式服务器低25%-40%。刀片机箱可以被添加到曙光TC4000机柜或服务器标准机柜中。适用于高性能计算、技术群集、虚拟化企业级解决方案。

4 3服务整合

企业信息化应用服务器种类千差万别但是从综合的角度来讲可以大致分为:邮件服务器、终端服务器、文件/打印服务器、应用服务器、We b服务器、数据库服务器等。

这些应用需要采用不同的硬件配置不同的操作系统甚至可能连它们使用的机柜都各不相同现在需要将它们整合到一个IT环境中。

通过曙光刀片式服务器可以解决IT环境的复杂性难题。曙光的刀片式设计可以将计算资源聚集在一起并入高度精简的机柜中通过高性能2路和2路双核/四核基于AMD Opteron处理器的刀片服务器几乎可以将现存的所有X86架构操作系统整合到曙光TC2600中。曙光的刀片体系架构以行业标准为基础通过与业界领先的技术公司协力合作支持运行于Linux、Windows和Solaris操作系统的创新解决方案。刀片服务器还可以充分利用Linux操作系统所带来的灵活性为业务应用程序和基础架构应用程序带来了动力、高安全性和可靠性。曙光刀片服务器支持Microsoft Windows Server 2003和Windows 2000操作系统使客户能够将现有的Windows环境移植到该平台或者在该平台上部署新的Windows环境。而对于一些如Windows NT4、 Netare 4.X等陈旧的操作系统通过VMware实现在刀片服务器上的部署。

4 4网络整合

这里所指的网络并不仅限于通常意义上所说的以太网而是包括了以太网、SAN/iSCSI存储网络和其它高速网络(如infiniband、myrinet等)。普通的机架式服务器使用的网络交换

机都是独立于服务器的通过布线将所有的服务器连接到交换机上这样做的结果不仅会使机柜里的布线非常繁琐而且很容易因为线路损坏或者人为的误插造成设备不能正常访问。曙光刀片服务器如何实现网络整合

曙光刀片机箱的模块化设计将所有的交换机作为刀片箱的模块可选配。直接通过刀片柜中的电路板将刀片服务器和交换机连接起来一方面避免了手工布线所造成的人为性错误另一方面可以排除如电磁干扰等自然因素对服务器的影响充分发挥系统性能。

IB交换模块

高带宽、低延迟、全互联的Infiniband交换模块提供10个传输速率为20Gb/s外联端口 支持铜缆和光纤接头的转换采用第三代Infiniband Switch芯片提供高达800Gb/s的交换带宽集成线性数据包缓存支持VL(Virtual Lane)划分。

I/O扩展模块

创新设计的I/O扩展模块打破了一直以来刀片服务器I/O扩展方式的限制为每个刀片独立配置了PCI-E扩展插槽兼容网卡、FC HBA、 iSCSI HBA、 Infiniband HCA等业界绝大部分PCI-E板卡为刀片服务器系统的I/O扩展提供了更为灵活的选择。

热插拔网络模块

可配置两个千兆直通网络模块与外置交换机连接充分利用现有网络投资可选两个千兆以太网交换机模块快捷实现刀片之间、刀片与外部网络的互联最大程度上减少线缆数量。

4 5管理整合

目前用户在IT系统中碰到的最大的问题就是集中管理非常困难异构的硬件和相互完全不兼容的操作系统都让大多数的IT主管无从下手。虽然市面上的一些管理软件提供了比较完善的系统管理功能但是其价格昂贵而且大多数的软件由于无法和底层硬件通信只能完成一些很简单的硬件操作。

作为曙光TC2600刀片服务器基础模块之一的管理模块提供了共享键盘、鼠标和显示的共享接口 而且通过内建在上面的以太网接口 用户可以远程直接访问所有的硬件资源包括刀片服务器的远程桌面连接远程的开关机硬件报警对各种I/O模块的配置等等功能。如果配合曙光刀片增强管理软件更充分释放了刀片服务器的强劲动力使您可以从单个图形控制台进行全面的远程管理。使您能对多达数百台服务器进行部署、配置、管理和维护。

管理模块提供全视角管理控制功能FVMM Ful lViewManagement

Modules 

内置Dawning Blade Ful l View Management System管理软件

基于We b浏览器的管理方式可提供所有组件的最新状态及图形标示的详细信息实时状态监控、故障预警动态优化调整资源配给和工作策略保存并统计分析关键历史数据直观显现重要信息的变化趋势多种错误故障报警方式 日志、审计和报表可供查询允许加密的远程控制可从任何位置控制操作及监控整体运行状况允许远程的KVM、 USB切换远离封闭嘈杂的机房环境。

刀片系统增强管理软件(Dawning Blade Management Turbo

System)

安装部署简便配合全视角管理模块监控管理整个刀片系统更多实时信息允许自动安全重启或关闭操作系统避免直接断电造成的数据丢失实时反映当前资源调度状况配合智能管理平台进行及时的策略调整。

KVM Over IP功能

允许从桌面或任何其他地点访问、安装、配置和控制远端的刀片服务器低网络带宽需求可以消除刀片服务器系统管理和使用地域的限制可以加快反应速度方面的挑战BIOS级别的访问及控制与操作系统无关提供完全的兼容性高安全性所有传输的数据均经过基于硬件的128位数据加密基于We b的访问连接通过浏览器即可实现对远端刀片服务器的加密安全控制与访问。

光学通路状态指示技术OPSI Optical Path Status indicator 

覆盖刀片服务器各组件的光学指示通路能够提供准确的状态指示和错误报警帮助用户了解系统的运行状况迅速对异常状态作出判断和定位有助于提供稳定的服务实现更高的MTBF。