Особенности архитектуры

Высокая производительность обычно обеспечивается за счет использования быстрых и мощных процессоров, а также специальных архитектурных решений – специальных и локальных шин, скоростных интерфейсов (особенно для дисковых подсистем) и т. п. Широкое распространение получили архитектурные решения SMP (Symmetric Multi Processing, симметричные многопроцессорные системы) и NUMA (Non-Uniform Memory Access, системы с неоднородным доступом к памяти).

При использовании SMP-систем любая задача – прикладная программа, сетевая ОС, операции обмена с диском или обработка сетевого трафика – может выполняться на любом из имеющихся процессоров. Более того, в этом случае процессоры могут совместно выполнять одну и ту же задачу. Когда один процессор завершает свою работу, он может взять на себя часть нагрузки другого процессора. Таким образом, метод SMP позволяет эффективно использовать процессоры, уменьшая их время простоя. Большинство современных сетевых ОС поддерживают SMP. Отметим, что процессоры в SMP-системе взаимодействуют друг с другом с помощью так называемой шины межсоединения и используют общий пул памяти. При увеличении в сервере числа процессоров возрастает и трафик на данной шине. При значительном росте этого числа пропускная способность системы существенно снижается.

Архитектура неоднородного доступа к памяти (NUMA) используется в многопроцессорных системах, где время доступа зависит от места физического расположения памяти. Процессор может работать с собственной локальной памятью гораздо быстрее, нежели с нелокальной, которая в свою очередь является локальной для другого процессора или совместно используется несколькими процессорами. NUMA, как и SMP, позволяет получить объединенную вычислительную мощность большого числа процессоров, каждый из которых обращается к общему пулу памяти. Однако в этом случае процессоры организованы в небольшие группы – узлы, с помощью которых они могут связываться друг с другом. NUMA уменьшает нагрузку на шину по сравнению с SMP, поскольку процессоры в узлах взаимодействуют друг с другом и со своей локальной оперативной памятью через отдельные шины. Кроме того, они могут обращаться к пулам памяти других узлов, хотя время доступа зависит от того, насколько эти узлы удалены друг от друга. Поэтому такую архитектуру часто называют архитектурой с распределенной разделяемой памятью.

Нередко узким местом, ограничивающим масштабируемость системы на базе нескольких мощных процессоров, становится подсистема ввода-вывода. Ведь именно через нее подключается большинство высокопроизводительных периферийных адаптеров. В качестве подобных подсистем в современных серверах обычно используются шины PCI и PCI-X. Последняя обеспечивает пропускную способность более 1 Гбайт/с. Перспективная архитектура межкомпонентных последовательных соединений InfiniBand [118] обеспечивает принципиально новые функциональные возможности одновременно с резким наращиванием масштабируемости и производительности компонентов самых разнообразных компьютерных платформ. В основе InfiniBand лежит структура коммутируемых межсоединений на базе двухточечных каналов.

Скорость обработки данных, быстродействие памяти и архитектура очень важны, но руководителям ИТ-служб также необходимо оценить характеристики дисковой подсистемы сервера, конфигурацию сетевых соединений и работу утилит управления.

В большинстве серверов используются дисковые подсистемы на основе шины SCSI, которые позволяют подключить к системе большее число дисков – в сравнении с IDE-стандартом, широко распространенным в настольных системах. Однако характеристики и возможности дисковой подсистемы существенно зависят от используемой версии стандарта SCSI, и в некоторых случаях наиболее совершенные типы IDE-дисков (например ATA-100) превосходят по скоростям передачи данных системы на основе SCSI. Кроме того, диски SCSI дороже, чем диски IDE. В любом случае при выборе конкретного решения относительно дисковой подсистемы, как и других технологических компонентов, руководителям следует взвесить немедленные выгоды решения и возможные затраты на модернизацию сервера в будущем.

Некоторые поставщики решений включают сетевые порты (Ethernet) в архитектуру сервера, что позволяет оптимизировать передачу данных между этим портом и процессором. Поставщики недорогих систем и серверов среднего уровня обеспечивают Ethernet-соединение на основе шин PCI. Этот подход придает гибкость решению, позволяет упростить модернизацию имеющейся сетевой платы, а при необходимости – перевести сеть на более высокие скорости. Руководители, планирующие использовать сервер с дополнительными платами, должны позаботиться о достаточном числе разъемов расширения на системной плате сервера.

Утилиты управления могут помочь в снижении эксплуатационных затрат на сервер. В настоящее время многие продукты поддерживают функции удаленного управления с использованием протоколов сетевого управления (SNMP). Многие фирмы также предлагают диагностические утилиты, контролирующие характеристики сервера и помогающие идентифицировать некорректно работающие компоненты. Зная заранее о возможном отказе компонента, сотрудник технической службы может устранить проблему до того, как она нарушит работу сети. Удаленное управление и функции конфигурирования также позволяют поддерживать высокую работоспособность серверов. После того как сотрудники ИТ-службы начинают использовать ПО для управления и мониторинга, они уже полагаются на информацию, получаемую от этих утилит.