Все о серверах

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Сервер. Суть понятия.
2. Сбалансированный сервер.
3. Тактика выбора сервера.
4. Отказоустойчивый сервер.
5. Способы сокращения времени простоя сервера.
6. Я могу собрать компьютер, значит смогу собрать сервер! Почему же я должен обращаться к вам?
7. Что такое RAID?
8. Уровни RAID
9. Какой уровень массива быстрее?

Сервер – суть понятия.

Сервер (от англ. to serve — служить) — программно-аппаратный компонент вычислительной системы, который выполняет сервисные функции в ответ на запросы клиента, предоставляя ему открытый доступ к определённым ресурсам.

Основой задачей сервера является исполнение запросов клиентов или программ. Сервер – сугубо утилитарная вещь, которая предназначена для выполнения конкретных задач. Главным свойством сервера является выполнение или решение той или иной задачи. Именно поэтому мы советуем сначала определить задачу, под которую впоследствии будет подобран определенный сервер.

Сбалансированный сервер.

Сбалансированный сервер – это оптимальное сочетание производительности, качества и цены, к которому стремятся Заказчик и Продавец. Подбор такого сочетания – наша общая задача.

Задача подбора оптимального сервера нетривиальна. Мы учитываем множество факторов, о которых даже не подозревает заказчик. 

Зачастую заказчик неадекватно оценивает масштаб задач или требует сервер по определенной спецификации, а не по задачам, которые будут на него возложены. Именно поэтому подбор сервера, как и само его производство, является задачей профессионалов. Наши специалисты ежедневно сталкиваются с самыми разнообразными задачами, накапливают и систематизируют многолетний опыт в этой области.

Тактика выбора сервера.

Данная тактика, в первую очередь, заключается в определении ряда задач, которые в будущем будет решать сервер, а также необходимый запас производительности и возможности масштабирования. Кроме того, необходимо выяснить нуждается ли клиент в сервере с отказоустойчивой схемой и, наконец, сориентироваться с бюджетом. Если поставленные задачи превосходят выделенный бюджет, то специалисты корректируют задачи либо предлагают повысить бюджет. Существенным фактором является масштабируемость решения для постоянно растущих требований заказчика. Это позволит решить задачу с минимальными первоначальными и последующими вложениями, снижая совокупную стоимость готового решения.

Вышеизложенная тактика в сочетании с опытом и профессионализмом наших специалистов и менеджеров позволяет нашим клиентам получить именно то решение, которое им необходимо.

Конфигуратор под задачу На нашем сайте есть удобный инструмент, дающий возможность подобрать сервер под необходимые задачи.

Готовые решения Сервера БРИГО. Если Ваши запросы не столь далеки от типовых, то обратите внимание на, варианты подготовленные нашими специалистами.

Конфигуратор по спецификации. А если Ваши задачи более конкретны и Вы не смогли подобрать готовый сервер, то Вам нужен, Вы сможете собрать сервер, подобрав каждый его компонент.

Отказоустойчивый сервер.

Серверы, как правило, обслуживают многочисленных пользователей. Именно поэтому важным условием является бесперебойность работы сервера. Например, при выходе из строя Вашего домашнего компьютера, от этого пострадаете только Вы сами. А если перестанет работать сервер, то пострадают клиенты, что приведет к несоизмеримым потерям по сравнению с материальными вложениями в сам сервер.

Зачастую заказчики путают понятия «отказоустойчивость» и «надежность».

Помните, надежность – это свойство изделия, которое характеризует его способность работать без сбоя. Надежность – это характеристика качества изделия, его отдельных компонентов и т.д.

Что касается отказоустойчивости, то это способности противостоять отказам, что следует из образования слова. Другими словами, это способность к сохранению работоспособности в случае отказа каких-либо компонентов системы. В наше время отказоустойчивость достигается путем дублирования наиболее уязвимых и критичных компонентов.

Способы сокращения времени простоя сервера.

Способы повышения отказоустойчивости сервера и снижения времени его простоя – это, в первую очередь, применение таких технологий как RAID-массивы (т.е. дублирование жестких дисков), дублированная система охлаждения, дублированные блоки питания, а в некоторых случаях и дублирование подсистемы памяти («зазеркаливание» модулей памяти).

Еще большая степень отказоустойчивости достигается путем создания НА-кластеров (кластеры высокой готовности и доступности - High Availability Clusters). НА-кластеры представляют собой дублированную систему серверов, коммутации, питания и систем хранения. Это система имеет практически самый высокий показатель готовности, который измеряется количеством времени простоя в год или следующей формулой: («время работы» / «время простоя») * %.

Кроме того, НА-кластер позволяет проводить ремонтные и регламентные работы, не останавливая систему, что существенно увеличивает надежность и уменьшает время простоя.

Приведем для сравнения различные показатели готовности вычислительных машин:

- пользовательский ПК - 90%/год или около 36,5 суток простоя в год

- сервер базового (начального) уровня - 96%/год или 14,6 суток простоя

- сервер отказоустойчивый - 98%/год (7,3 суток в год)

- кластер высокой готовности - 99,9%/год (53 минуты простоя в год)

Я могу собрать компьютер, значит смогу собрать сервер! 
Почему же я должен обращаться к вам?

Этот вопрос нередко задается нашими заказчиками, когда они рассчитывают стоимость сервера, складывая ее из стоимости комплектующих. Разумеется, комплектующие по отдельности стоят дешевле сервера, иначе мы бы работали в убыток. А теперь мы развеем миф о том, что клиенты переплачивают.

Во-первых, технически собрать сервер совсем непростая задача. Серверы, конечно, имеют схожие элементы с комплектующими обычного ПК (блок питания, корпус, память, процессоры, материнская плата, жесткие диски и т.п.), но все просто лишь на первый взгляд.

"Купил, собрал и готово!" - обманчивое мнение! Первые "сюрпризы" поджидают сборщика на начальном этапе.

К примеру, серверная материнская плата совместима лишь со специализированной памятью. Да и не со всякой специализированной, а лишь с валидированной, т. е. с той, которая явно прописана производителем.

Корпус также подойдет далеко не любой, выбор этого элемента таит множество подводных камней. Формат материнской платы сервера зачастую отличается от всем привычного ATX.

Специфично даже питание, ведь сервер является довольно активным потребителем тока по напряжению 12 вольт. Именно на таком напряжении происходит работа преобразователей напряжения для серверных процессоров (Voltage Regulator Module - VRM), а каждый отдельный процессор потребляет огромное количество тока. А если их не один, а два или более! Итого только на процессоры – более 200 Вт.

Даже при условии, что КПД преобразователей напряжения близко к 100%, то выходит, что исключительно на процессоры уходит 200:12=16,7 ампер по шине 12 Вт. Обратите внимание на десктопные блоки питания- как правило, на них указано 13-15 ампер для +12-вольтной шины, а ведь диски, материнская плата и другие комплектующие тоже потребляют ток. Именно поэтому серверу необходим специализированный блок питания, способный выдавать ток по напряжению + 12 Вт. Для современных блоков питания этот показатель примерно равен 30-80 ампер!

Этот далеко не единственный наглядный пример демонстрирует трудности неквалифицированного подхода к выбору комплектующих и сборке серверов.

Во-вторых, важно обеспечить техническую поддержку и гарантийное обслуживание. Высокий технический уровень не позволит заказчику самостоятельно решить возникшую проблему в короткий срок, что впоследствии приведет к гораздо более высоким материальным затратам в результате длительного простоя сервера.

Компания «Бриго» имеет преимущества, которые позволяют нашим заказчикам получить высококвалифицированную гарантийную и техническую поддержку в дополнение к оптимальному для ваших задач серверу.

Многолетний опыт, профессиональный подход и непрерывные исследования - вот залог качества нашей продукции и квалификации специалистов.

Что такое RAID?

Изначально аббревиатура RAID означала "резервный, избыточный массив недорогих дисков" (Redundant Arrays of Inexpensive Disks), потому как они были намного дешевле оперативной памяти. Именно в таком ключе RAID был представлен исследователями (Петтерсон, Гибсон, Катц) в 1987 году. Спустя некоторое время расшифровка изменилась, определив RAID как "резервный (избыточный) массив независимых дисков", т. е. «Redundant Array of Independent Disks»,ведь теперь для массивов использовали и дорогое оборудование (недорогими дисками считались диски для ПЭВМ). Итак, RAID служит нам для повышения уровня надежности хранения информации, для увеличения скорости чтения, а также записи данных.

Ниже приведены уровни RAID, принятые в качестве стандарта де-факто:

• Неотказоустойчивый дисковый массив – RAID 0
  
• Зеркальный дисковый массив – RAID 1
  
• Неиспользуемый в настоящее время, зарезервирован для массивов, применяющих код Хемминга – RAID 2
  
• Массивы, использующие четность для защиты информации от единичных неисправностей – RAID 3,4,5 (в основном используется RAID 5)
  
• Массив, использующий четность и защищающий от двойных неисправностей – RAID 6
  

Уровни RAID

RAID 0

RAID 0 («Striping») — это такой дисковый массив, который состоит из 2-х или более HDD при отсутствии избыточности. Данные разделены на блоки (Ai) и записываются на несколько дисков поочередно.

В результате этого значительно повышается производительность (от количества дисков изменяется кратность производительности), но, к сожалению, страдает надежность самого массива. Если любой из входящих в массив винчестеров выйдет из строя, то вся информация безвозвратно будет утрачена. Теория вероятности говорит о том, что «надежность RAID 0» равна произведению тех же показателей входящих в него дисков, каждый из которых меньше единицы. Это говорит о том, что совокупная надежность ниже надежности каждого из дисков.

RAID 1

RAID 1 («зеркало» - Mirroring) - массив, имеющий защиту от неисправностей половины аппаратных средств (а в конкретном случае — 1-го из двух винчестеров). RAID 1 обеспечивает достаточную скорость записи и увеличение скорости чтения, в результате распараллеливания запросов клиента. Его недостаток в том, что приходится отдавать деньги за стоимость двух винчестеров, а по факту пользоваться объемом одного.

Изначально жесткий диск представляется надежным. Следовательно, вероятность неисправности сразу двух дисков гораздо ниже (по формуле). Но данная теоретическая модель не совсем полно отражает реально происходящие процессы. Обычно оба винчестера берутся из 1-ой партии и имеют одинаковые условия работы, однако при выходе одного из дисков из строя, резко увеличивается нагрузка на работающий. Практика показывает, что при выходе из строя одного винчестера нужно незамедлительно принять меры для восстановления избыточности. Именно поэтому при использовании любого массива (кроме RAID 0) желательно использовать резервные диски HotSpare. Преимущество данного подхода в постоянном поддержании надежности. Недостаток опять же в материальных затратах – стоимость трех дисков позволяет использовать лишь объем одного диска.

Далее - RAID 5

RAID 5 – это, пожалуй, самый популярный уровень, благодаря своей экономичности. Для защиты от выхода из строя какого-либо винчестера мы жертвуем объемом всего одного винчестера из массива, ради избыточности. На запись данных на том данного массива необходимы дополнительные ресурсы, ведь потребуется множество вычислений. При этом во время чтения имеется выигрыш, так как поток данных с разных дисков распараллеливается.

Недостатки: при выходе из строя любого винчестера весь том уходит в критический режим, при котором резко падает производительность, в результате сопровождения всех действий дополнительными манипуляциями. А если в критическом состоянии из строя выйдет еще один винчестер, то вся информация будет утеряна. Именно поэтому настоятельно рекомендуется с RAID 5 использовать HotSpare диск. В случае, если при восстановлении массива из строя выйдет еще один диск, то информация в массиве разрушается. А уровень RAID 6 допускает неисправность двух и более дисков.

RAID 6

Этот массив схож с массивом RAID 5, но он имеет более высокий уровень надежности. На контрольные функции выделен объем двух дисков, а также рассчитываются две суммы по двум алгоритмам. Этот массив требует для себя использование более серьезного процессора контроллера. Но это стоит того, ведь работоспособность будет обеспечена даже при выходе из строя одновременно двух дисков.

Кроме вышеперечисленных можно использовать комбинированные уровни. Различные производители по-разному интерпретируют комбинации RAID 10, 30, 50, 60 и RAID 0+1/ Попробуем кратко описать суть комбинирования.

Начнем с RAID 0+1. Это массив RAID-1, состоящий из 2-х массивов RAID-0. Зачастую этот массив встречается на Host RAID-контроллерах. А в случае с 4 дисками уровень надежности и производительности достигает степени 

RAID-10 из четырех дисков.

Далее - RAID 10. 

Это массив RAID-0, состоящий из массивов RAID-1. Данная комбинация позволяет увеличить производительность у RAID-0 и получить уровень надежности несколько выше, чем у RAID-5. Теоретически данный массива будет допускать выход из строя до половины дисков. Отказ одного диска выдержит гарантированно. К достоинствам относится также отсутствие каких-либо требований к вычислительной мощности самого RAID-контроллера, а к недостаткам – потеря объемов половины винчестеров.

RAID 50. 

Совокупность томов 5-го уровня в массиве RAID-0. К подобному решению приходят, в случае необходимости создания массивов большой емкости из множества дисков. Помните, чем больше дисков в RAID-5, тем выше степень нагрузки на RAID-контроллер с расчетом контрольных сумм, и выше вероятность отказа одновременно 2-х и более винчестеров, что неминуемо приведет к разрушению всей информации. Ситуацию усугубляет и то, что при выходе из строя одного диска, время для восстановления массива на HotSpare увеличивается пропорционально количеству установленных дисков. Массив же при этом остается беззащитным. Именно для решения данной проблемы используется RAID 50. Время восстановления массива при отказе диска уменьшается, а значит, повышается надежность данной комбинации. Кроме того, данный уровень допускает отказ нескольких дисков из различных томов массива RAID 5.

RAID 60.

Что касается комбинированного уровня RAID 60, то он аналогичен RAID-50, но в качестве базы используются тома массива RAID-6.

Какой уровень массива быстрее?

На данный момент самый быстрый уровень – RAID 0. Его производительность теоретически кратна общей производительности всех входящих в его состав дисков. К сожалению, RAID 0 абсолютно ненадежен, что отталкивает от его использования в серверах.

Массивы с отказоустойчивой схемой (RAID-1, 5, 6 и RAID 10) под различной нагрузкой имеют разную производительность, также как и удельную стоимость хранения данных на них.

Перейдем к рассмотрению производительности уровней RAID.

• RAID 1
  

Массив, который считается самым простым в реализации. Его недостаток в том, что полезным объемом является лишь половина объема всех дисков. Однако, многие не замечают этот недостаток, ведь он его реализация в сервере самая недорогая, так как множество современных адаптеров (по сути «бесплатных», интегрированных на материнских платах) «научились» делать массивы RAID 0 и RAID 1. Подобные массивы не нуждаются в ресурсоемких вычислениях, что позволяет им с легкостью реализовываться и, как следствие, сохранять низкий уровень цен.

Производительность массива RAID-1 на чтение вдвое превосходит производительность единичного диска (теоретические данные), на запись его производительность равна скорости диска. Если учесть невысокую стоимость дисков и контроллера, то данный массив оптимально подходит для ненагруженных серверов.

• RAID 5
  

Данный уровень предполагает дополнительные вычисления контрольных сумм, что накладывает на процессор дополнительную нагрузку. Есть вариант решения этой проблемы – приобретение аппаратного контроллера, однако его стоимость, как правило, приблизительно равна стоимости 3-4 винчестеров.

В ряде случаев от RAID 5 отказываются в пользу массива уровня RAID 1 с сохранением или увеличением емкости. Например, Вам необходим массив объемом 500 Гб. Вот пути его создания:

Приобрести RAID-контроллер и три винчестера по 250 Гб, что даст полезный объем в 500 Гб при создании массива RAID 5.

Использовать входящий в материнскую плату RAID 1 и купить 2 диска по 500 Гб, а далее объединить их в массив RAID 1, получив полезный объем – 500 Гб.

Помните, что стоимость второго решения даже при учете стоимости дисков, может оказаться гораздо дешевле первого, более чем в 2 раза. Кроме того RAID 5 в данном случае не имеет и преимуществ в производительности. Практика показывает, что RAID 5, состоящий из трех дисков, работает примерно с той же производительностью, что и RAID 1, состоящий из 2-х.

Однако, наращивание дисков на массив RAID 5 увеличивает его производительность на чтение практически линейно. Это говорит о том, что использование этого массива оптимально в задачах на чтение.

• RAID 6

Данный массив целесообразно использовать, когда в массиве установлено множество дисков, вероятность выхода из строя нескольких из которых соответственно велика. Однако RAID 6 более требователен к оборудованию, чем RAID 5, что существенно снижает его производительность в целом.

RAID-контроллеры, представленные на рынке в настоящее время, обладают мощнейшими вычислительными ресурсами, которые предоставляют возможность перехода от уровня 5 к уровню 6 без значительной потери производительности.

• RAID 10

Данный массив сочетает высокий уровень надежности и производительность массива RAID 0. Рост производительности происходит точно, как и у RAID 0, лишь с тем отличием, что здесь элементы массива – это наборы RAID 1 из 2 дисков. Массив можно считать универсальным, ведь он обладают высокой производительностью, как по чтению, так и по записи. Но все же и этот массив имеет недостаток – большая потеря полезной емкости дисков (около 50 %) , что делает его неподходящим для использования в системах хранения информации с применением последовательного доступа.

Выбор сервера и серверного оборудования

Выбор серверного оборудования достаточно сложный и трудоемкий процесс, однако наши специалисты разработали специализированный конфигуратор, который значительно упрощает задачу. С помощью данной разработки Вы можете быстро и абсолютно бесплатно подобрать тот сервер, который оптимально подойдет для Ваших требований.

Общие рекомендации

Сразу можно сказать, что нет такого сервера, который идеально подходил бы для выполнения всех возможных задач. Следовательно, при выборе важно определиться с задачами, которые приоритетны для Вас и с тем, в каком режиме сервер будет их выполнять. Вам вовсе не нужно отталкиваться от известности бренда или от стоимости оборудования.

Важно помнить, что неудачный выбор серверного оборудования может повлечь как излишние материальные затраты, так и непредвиденную угрозу целостности и доступности сервисов и информации, что, в свою очередь, может поставить в тупик функционирование Вашего предприятия.

Приобретение сервера - это своеобразный компромисс между материальными возможностями и желаемой производительностью. Сейчас и небольшая компания может позволить себе дорогостоящее и производительное оборудование, но вопрос в целесообразности, ведь большую часть времени оно будет простаивать. В данной статье Вы получите общие рекомендации по выбору серверов, а также серверного оборудования для Ваших задач.

Если в процессе подбора у Вас возникнут вопросы по продукции, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 640-77-21, и мы обязательно поможем Вам! Так же Вы можете прислать запрос на электронную почту info@brigo.ru или заказать обратный звонок.