机房里的“刀锋战士”

加州旅馆

近日看到一些介绍刀片式服务器的文章，结合塔式服务器、机架式服务器的特点，总结了这篇文章！
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一、塔式服务器：
　　提到塔式服务器，大家都比较熟悉了，它的外型就象我们平常使用的PC一样，有显示器、键盘、鼠标等等。塔式服务器的特点是：散热好，系统便于扩展，但最大的缺点就是占用空间太大。
　　
二、机架式服务器：
　　正如台式电脑发展到一定阶段必然会出现笔记本电脑一样，塔式服务器发展到一定阶段也同样出现了超轻超薄的机架式服务器。由于机架式服务器可以使用户在有限的空间里放置最大数量的服务器，易于管理和维护，并能提供高密度的运算动力、高带宽和系统冗余、良好的可扩展性，因而一经问世便倍受厂商和用户推崇，在某些领域已迅速取代传统塔式服务器。

　　对于当初使用塔式服务器的IDC(互联网数据中心)来讲，由于IDC在进行业务管理和收费时是按照租用的设备所占的空间为计算单位，占用的空间越大，收费越高。而服务器是IDC中最常见和最多的租用的设备，传统的服务器占地面积大，不宜管理，企业都希望能够租用把更高的技术浓缩在更小的空间中的服务器，从而降低租用成本。因此，在很长时间以来机架服务器产品一直是以ISP (互联网服务提供商)、IDC为代表的新电信行业所青睐的对象。

　　作为为互联网设计的服务器模式，机架服务器是一种外观按照统一标准设计的服务器，配合机柜统一使用。机架服务器的宽度为19英寸，高度以U为单位（1U=1.75英寸=44.45毫米），通常有1U，2U，3U，4U，5U，7U几种标准的服务器。机柜的尺寸也是采用通用的工业标准，通常从22U到42U不等；机柜内按U的高度有可拆卸的滑动拖架，用户可以根据自己服务器的标高灵活调节高度，以存放服务器、集线器、磁盘阵列柜等网络设备。服务器摆放好后，它的所有I/O线全部从机柜的后方引出（机架服务器的所有接口也在后方），统一安置在机柜的线槽中，一般贴有标号，便于管理。

　　总结一下，机架式服务器的最大特点就是节省空间、高密度、便于集中维护、管理等。

三、刀片式服务器
　　随着网络的发展，在塔式服务器基础上发展而来的机架式服务器也不能满足电信、IDC等的需求了，他们要求体积更小、功耗更低、更可管理性和扩展性的产品，这就诞生了刀片式服务器。

　　刀片服务器是一种HAHD（High Availability High Density，高可用高密度）的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的。其中每一块"刀片"实际上就是一块系统主板。它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统，如Windows NT/2000、Linux、Solaris等等，类似于一个个独立的服务器。在这种模式下，每一个主板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过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，所有的主板可以连接起来提供高速的网络环境，可以共享资源，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。值得一提的是，系统配置可以通过一套智能KVM和9个或10个带硬盘的CPU板来实现。CPU可以配置成为不同的子系统。一个机架中的服务器可以通过新型的智能KVM转换板共享一套光驱、软驱、键盘、显示器和鼠标，以访问多台服务器，从而便于进行升级、维护和访问服务器上的文件。
这些"刀片"之间存在着两种关系。一种是比较独立的模式。每一个主板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间基本没有关联，但可以通过外部设备交换;另一种是相互通过"背板"连接在一起，背板有如一条总线，不过仍然是共享总线模式，而非高性能计算机的交叉独享总线结构。这种刀片服务器，本质上相当于多台"瘦"服务器通过交换机连在了一起。"瘦"是指刀片比之普通服务器，可以省掉电源、外部I/O、网卡之类东西。

　　无论哪种模式，在设计之初它都具有低功耗、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发扬至"单机"（刀片）、远程管理发扬至整个系统。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能。

　　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。 管理服务器集群让很多IDC都非常头疼，一是维护这些服务器的工作量，二是服务器的内部连接和摆放。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，并提供单一视图。如此配置一台高密度服务器就可以解决一台到一百台服务器的管理问题，并将维护时间减少到最小。由于每块"刀片"都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行升级替换；对于电信、ISP/ICP等要求服务器高密度配置的行业来说，机架式服务器因具有的紧凑结构和高性能是最佳的选择。

　　刀片服务器将塔式服务器所占用的空间密度再一次提高了50%。资料显示，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1/3～1/2。比如在处理1024节点的高密度计算服务器环境里，采用1U配置需要24个机柜，其中还不包括以太网交换器机所占用的空间，而采用插有8个"刀片"的刀片式服务器，只需要9个机柜，却包括了以太网交换机的空间。从外表看，与传统的机架/塔式服务器相比，它显然能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用。

　　从企业角度看，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。这种集中管理模式对服务器提出了新的要求。而这正是刀片服务器能解决的:节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务。另外，刀片服务器还提供了一种廉价的高性能计算集群方案以及服务业务的负载均衡、冗余。

　　一般认为，刀片式服务器的应用领域包括:文件共享、大规模的科学计算、网页服务和缓存、SSL加密和Web通信、浏览网页内容转换、视频和音频流媒体播放等。

　　RLX公司是全世界第一家生产并销售刀片式服务器的厂商，其推出的刀片式服务器可实现在一个标准的机架（42U）中放置336片服务器。它采用的是Trasmeta的服务器芯片Crusoe来减少服务器的功耗。
　　而国内第一款刀片服务器是网虎科技公司推出的InnoServer。

四、刀片式存储：
　　2002年年底，用于服务器的Blade技术又被用于存储领域，StorageTek公司首先推出了一个全新的存储产品——BladeStore，这也是全球第一款刀片式磁盘存储产品。不过，刀片式磁盘中的存储刀片是硬盘驱动器，而不是刀片服务器。刀片式磁盘实际上是基于刀片式服务器的刀片技术概念发展的存储技术。存储刀片使用的不是SCSI驱动器，而是价格便宜的IDE ATA驱动器。

　　Blade磁盘与其他磁盘系统相比，主要区别在于它使用了基于ATA/IDE磁盘技术（通常用于普通的PC产品上），价格低于企业级磁盘通常使用的SCSI和光纤通道技术，解决了某些企业因为费用限制而无法在线存储更多的关键业务信息的问题。

　　BladeStore是StorageTek公司全新的B-Series磁盘产品系列的一员，由B150磁盘阵列和BC84控制器组成。BladeStore基于内置ATA的磁盘技术，前端为光纤接口；通过Blade智能技术将5块ATA 磁盘安装在一块刀片(Blade)上，10块刀片可以配置在一个6U的机架上，主机或存储控制器将ATA磁盘看做10块大容量光纤磁盘；一个控制器可以管理5～200个刀片，一个6U的机架可以配置为12.5TB，支持配置为RAID或JBOD(Just Bundle of Disks,简单磁盘捆绑)。

　　存储刀片包括5块ATA磁盘，主板上还包括处理器、内存和光纤接口；内部微码可以将5块磁盘组成一个RAID 0组。存储刀片在主机和操作系统上是作为SCSI磁盘，存储刀片管理磁盘队列、命令排序和通过读Cache缓存来提高带宽和I/O速率。BladeStore 磁盘阵列与RAID控制器共同支持存储刀片构成 RAID 0、1、3、5。

　　BladeStore支持磁盘到磁盘端的备份、在线存档与镜像，并可用于二级存储的应用等。BladeStore磁盘以其低价位满足了大容量的二级磁盘存储或者固定内容存储的需求，该类存储的特点是不需要高的随机访问性能。因此，它被定位于“二级磁盘（secondary disk）”或者“高容量盘（capacity disk）”，处于企业级磁盘和自动磁带库之间的一种存储介质。

　　基于ATA 解决方案的磁盘产品目前还有EMC公司的Centera、NetApp公司的 NearStore等。

五、刀片式PC：
　　借鉴刀片式服务器技术，首款刀片式PC（Blade PC）系统在2002年年底面世。首先推出刀片式PC系统的是ClearCube科技公司。据介绍，ClearCube认为，集中放在企业后台的刀片桌面系统最显著的一个特色是可以把支持成本降低30%以上。与基于服务器的计算不同，刀片式PC系统既可以把桌面的控制权完全交给IT管理人员，又不会牺牲每个员工拥有自己PC的灵活性。

　　ClearCube提供的刀片式PC系统主要由主机刀片、机架、控制单元C/Port、Blade Switching背板和管理套件组成。标准PC的所有部件包括CPU、内存等都放在一个形状为刀片的设备上，最多可以把8块刀片放在一个机架里，然后同其他机架一起装到标准19英尺的机柜里；每个终端用户的桌面上配置一台C/Port，通过现有的局域网五类线可以将C/Port连接到装有刀片的机柜的背版上，同时用户的键盘、鼠标和显示屏可以直接连接到C/Port。这就是刀片式PC系统的基本构成。
　
　　刀片PC与Blade服务器一样，都可以大幅降低系统维护的成本，占用空间小，数据中心人员维护电脑的效率也会提高。从目前来看，可以节省这些费用：节省了桌面PC软件的安装与配置的费用；购买配套办公设备的费用；日常维护费用，维护人员不用到每个用户终端那里，而只要在数据中心将出现问题的刀片设备抽出，进行处理即可。美国空军位于犹他州的基地先前已安装了44台Blade PC进行试验，其用户服务工作效率提高了50%，PC不能工作的时间降低了95%，每台PC的维护时间则降低了83%。

　　刀片式PC提高了桌面系统的可用性。以前，用户的桌面PC坏了，只能拿去修，或者重新更换一台，需要的时间一般较长。而刀片式PC系统的用户设备一般连到每个ClearCube机架里面的背板上，而不是连到以太网交换机上。除了为每块刀片提供LAN连接功能外，IT人员通常将少量刀片系统作为热备份，万一某用户遇到故障，管理员就可以通过控制软件，迅速让用户从一块刀片切换到另一块刀片，ClearCube的管理套件（Management Suite）还能够利用备份把用户的磁盘镜像自动拷贝到新刀片，从而尽量缩短停机时间。

　　分析家认为，刀片式PC技术是让商用PC集中化和小型化的一个重要技术手段，将PC放进数据中心的一个重要贡献是通过减少桌面软件的下载而改善系统的安全性。但是分析家也认为，刀片式PC必须面对用户由于丧失对其桌面系统的控制权而产生的抵触情绪。而另一些分析家认为，对一些特定的用户而言，丧失对其桌面系统的控制并不是一个问题，想反，却减少了桌面系统所产生的热量和噪音。实际上刀片式PC的用户还是具有一定的控制权。一旦软件崩溃，C/Port使用户可以远程对刀片进行上电/断电及复位;差不多平装书大小的C/Port设备使用户可以插入USB设备，如本地软驱，但IT人员可以远程锁住C/Port设备。

snake816

有意思，Blade

gaopangzi

与我的一个设想非常接近。价格怎么样？如果能把计算能力整合到一起那就无敌了。大型机就要被抛弃了。