Въведение в общата архитектура на сървъра

Сървърът се състои от множество подсистеми, всяка от които играе решаваща роля при определяне на производителността на сървъра. Някои подсистеми са по-критични за производителността в зависимост от приложението, за което се използва сървърът.

Тези сървърни подсистеми включват:

1. Процесор и кеш памет
Процесорът е сърцето на сървъра, отговорен за обработката на почти всички транзакции. Това е много важна подсистема и има често срещано погрешно схващане, че по-бързите процесори винаги са по-добри за премахване на тесните места в производителността.

Сред основните компоненти, инсталирани в сървърите, процесорите често са по-мощни от другите подсистеми. Въпреки това, само няколко специализирани приложения могат да използват напълно предимствата на съвременните процесори като P4 или 64-битови процесори.

Например класически примери за сървъри като файлови сървъри не разчитат силно на работното натоварване на процесора, тъй като по-голямата част от файловия трафик използва технология за директен достъп до паметта (DMA), за да заобиколи процесора, в зависимост от пропускателната способност на мрежата, паметта и подсистемите на твърдия диск.

Днес Intel предлага разнообразие от процесори, персонализирани за сървъри от серия X. Разбирането на разликите и предимствата между различните процесори е от решаващо значение.

Кешът, строго считан за част от подсистемата на паметта, е физически интегриран с процесора. Процесорът и кешът работят в тясно сътрудничество, като кешът работи на около половината от скоростта на процесора или еквивалент.

2. PCI шина
PCI шината е тръбопроводът за входни и изходни данни в сървърите. Всички сървъри от серия X използват PCI шина (включително PCI-X и PCI-E) за свързване на важни адаптери като SCSI и твърди дискове. Сървърите от висок клас обикновено имат множество PCI шини и повече PCI слотове в сравнение с предишните модели.

Разширените PCI шини включват технологии като PCI-X 2.0 и PCI-E, които осигуряват по-висока производителност на данни и възможности за свързване. PCI чипът свързва процесора и кеша към PCI шината. Този набор от компоненти управлява връзката между PCI шината, процесора и подсистемите на паметта, за да увеличи максимално цялостната производителност на системата.

3. Памет
Паметта играе критична роля в работата на сървъра. Ако сървърът няма достатъчно памет, неговата производителност се влошава, тъй като операционната система трябва да съхранява допълнителни данни в паметта, но мястото е недостатъчно, което води до стагнация на данните на твърдия диск.

Една забележителна характеристика в архитектурата на корпоративния сървър от X-серия е огледалото на паметта, което подобрява излишъка и толерантността към грешки. Тази технология за памет на IBM е приблизително еквивалентна на RAID-1 за твърди дискове, където паметта е разделена на огледални групи. Функцията за дублиране е хардуерно базирана и не изисква допълнителна поддръжка от операционната система.

4. Твърд диск
От гледна точка на администратора подсистемата на твърдия диск е ключовият определящ фактор за производителността на сървъра. В йерархичната подредба на онлайн устройства за съхранение (кеш, памет, твърд диск), твърдият диск е най-бавният, но има най-голям капацитет. За много сървърни приложения почти всички данни се съхраняват на твърдия диск, което прави бързата подсистема на твърдия диск критична.

RAID обикновено се използва за увеличаване на пространството за съхранение в сървърите. RAID масивите обаче значително влияят на производителността на сървъра. Изборът на различни RAID нива за дефиниране на различни логически дискове влияе върху производителността, а пространството за съхранение и информацията за паритет са различни. Сервните RAID карти на IBM и картите на IBM Fibre Channel предоставят опции за внедряване на различни RAID нива, всяко със своята уникална конфигурация.

Друг критичен фактор за производителността е броят на твърдите дискове в конфигурирания масив: колкото повече дискове, толкова по-добра е производителността. Разбирането как RAID обработва I/O заявките играе жизненоважна роля за оптимизиране на производителността.

Нови серийни технологии, като SATA и SAS, вече се използват за подобряване на производителността и надеждността.

5. Мрежа
Мрежовият адаптер е интерфейсът, чрез който сървърът комуникира с външния свят. Ако данните могат да постигнат превъзходна производителност чрез този интерфейс, една мощна мрежова подсистема може значително да повлияе на цялостната производителност на сървъра.

Дизайнът на мрежата е също толкова важен, колкото дизайнът на сървъра. Струва си да се обмислят комутатори, разпределящи различни мрежови сегменти или прилагане на технологии като ATM.

Гигабитовите мрежови карти вече се използват широко в сървърите, за да осигурят необходимата висока пропускателна способност. Въпреки това, по-нови технологии като TCP Offload Engine (TOE) за постигане на скорости от 10G също са на хоризонта.

6. Графична карта
Подсистемата за показване в сървърите е сравнително маловажна, тъй като се използва само когато администраторите трябва да контролират сървъра. Клиентите никога не използват графичната карта, така че производителността на сървъра рядко набляга на тази подсистема.

7. Операционна система
Ние считаме операционната система за потенциално тясно място, точно както другите подсистеми на твърдия диск. В операционни системи като Windows, Linux, ESX Server и NetWare има настройки, които могат да се променят, за да се подобри производителността на сървъра.

Подсистемите, определящи производителността, зависят от приложението на сървъра. Идентифицирането и премахването на тесните места може да се постигне чрез събиране и анализиране на данни за ефективността. Тази задача обаче не може да бъде изпълнена наведнъж, тъй като тесните места могат да варират в зависимост от промените в работното натоварване на сървъра, вероятно на дневна или седмична база.


Време на публикуване: 20 юли 2023 г