Uvod v celotno arhitekturo strežnika

Strežnik je sestavljen iz več podsistemov, od katerih ima vsak ključno vlogo pri določanju zmogljivosti strežnika. Nekateri podsistemi so bolj kritični za delovanje glede na aplikacijo, za katero se strežnik uporablja.

Ti strežniški podsistemi vključujejo:

1. Procesor in predpomnilnik
Procesor je srce strežnika, odgovoren za skoraj vse transakcije. Je zelo pomemben podsistem in obstaja splošno napačno prepričanje, da so hitrejši procesorji vedno boljši za odpravo ozkih grl v zmogljivosti.

Med glavnimi komponentami, nameščenimi v strežnikih, so procesorji pogosto močnejši od drugih podsistemov. Vendar le nekaj specializiranih aplikacij lahko v celoti izkoristi prednosti sodobnih procesorjev, kot so P4 ali 64-bitni procesorji.

Primeri klasičnih strežnikov, kot so datotečni strežniki, se na primer ne zanašajo v veliki meri na delovno obremenitev procesorja, saj večina datotečnega prometa uporablja tehnologijo neposrednega dostopa do pomnilnika (DMA), da obide procesor, odvisno od prepustnosti omrežja, pomnilnika in podsistemov trdega diska.

Danes Intel ponuja različne procesorje, prilagojene za strežnike serije X. Razumevanje razlik in prednosti med različnimi procesorji je ključnega pomena.

Predpomnilnik, ki se strogo šteje za del pomnilniškega podsistema, je fizično integriran s procesorjem. CPE in predpomnilnik tesno sodelujeta, pri čemer predpomnilnik deluje pri približno polovici hitrosti procesorja ali enakovrednega.

2. Vodilo PCI
Vodilo PCI je cevovod za vhodne in izhodne podatke v strežnikih. Vsi strežniki serije X uporabljajo vodilo PCI (vključno s PCI-X in PCI-E) za povezavo pomembnih adapterjev, kot so SCSI in trdi diski. Vrhunski strežniki imajo običajno več vodil PCI in več rež PCI v primerjavi s prejšnjimi modeli.

Napredna vodila PCI vključujejo tehnologije, kot sta PCI-X 2.0 in PCI-E, ki zagotavljata večjo prepustnost podatkov in povezljivostne zmogljivosti. Čip PCI povezuje CPE in predpomnilnik z vodilom PCI. Ta nabor komponent upravlja povezavo med vodilom PCI, procesorjem in pomnilniškimi podsistemi, da poveča splošno zmogljivost sistema.

3. Spomin
Pomnilnik igra ključno vlogo pri delovanju strežnika. Če strežnik nima dovolj pomnilnika, se njegovo delovanje poslabša, saj mora operacijski sistem v pomnilnik shranjevati dodatne podatke, prostora pa je premalo, kar povzroči stagnacijo podatkov na trdem disku.

Ena pomembna značilnost v arhitekturi poslovnega strežnika serije X je zrcaljenje pomnilnika, ki izboljša redundanco in odpornost na napake. Ta IBM-ova pomnilniška tehnologija je približno enakovredna RAID-1 za trde diske, kjer je pomnilnik razdeljen na zrcaljene skupine. Funkcija zrcaljenja temelji na strojni opremi in ne zahteva dodatne podpore operacijskega sistema.

4. Trdi disk
Z vidika skrbnika je podsistem trdega diska ključna determinanta delovanja strežnika. V hierarhični razporeditvi naprav za spletno shranjevanje (predpomnilnik, pomnilnik, trdi disk) je trdi disk najpočasnejši, vendar ima največjo zmogljivost. Pri mnogih strežniških aplikacijah so skoraj vsi podatki shranjeni na trdem disku, zaradi česar je podsistem hitrega trdega diska kritičen.

RAID se običajno uporablja za povečanje prostora za shranjevanje v strežnikih. Vendar polja RAID pomembno vplivajo na zmogljivost strežnika. Izbira različnih ravni RAID za definiranje različnih logičnih diskov vpliva na zmogljivost, prostor za shranjevanje in informacije o pariteti pa so različni. IBM-ove kartice polja ServeRAID in kartice IBM Fibre Channel ponujajo možnosti za implementacijo različnih ravni RAID, vsaka s svojo edinstveno konfiguracijo.

Drugi kritični dejavnik pri zmogljivosti je število trdih diskov v konfiguriranem nizu: več kot je diskov, boljša je prepustnost. Razumevanje, kako RAID obravnava V/I zahteve, igra ključno vlogo pri optimizaciji zmogljivosti.

Nove serijske tehnologije, kot sta SATA in SAS, se zdaj uporabljajo za izboljšanje zmogljivosti in zanesljivosti.

5. Omrežje
Omrežni adapter je vmesnik, prek katerega strežnik komunicira z zunanjim svetom. Če lahko podatki prek tega vmesnika dosežejo vrhunsko zmogljivost, lahko zmogljiv omrežni podsistem znatno vpliva na splošno zmogljivost strežnika.

Zasnova omrežja je enako pomembna kot zasnova strežnika. Vredno je razmisliti o stikalih, ki dodeljujejo različne omrežne segmente, ali uporabi tehnologij, kot je ATM.

Gigabitne omrežne kartice se zdaj pogosto uporabljajo v strežnikih za zagotavljanje potrebne visoke prepustnosti. Vendar pa so na obzorju tudi novejše tehnologije, kot je TCP Offload Engine (TOE) za doseganje hitrosti 10G.

6. Grafična kartica
Podsistem zaslona v strežnikih je razmeroma nepomemben, saj se uporablja le, ko morajo skrbniki nadzorovati strežnik. Odjemalci nikoli ne uporabljajo grafične kartice, zato zmogljivost strežnika redko poudarja ta podsistem.

7. Operacijski sistem
Operacijski sistem obravnavamo kot potencialno ozko grlo, tako kot druge podsisteme trdega diska. V operacijskih sistemih, kot so Windows, Linux, ESX Server in NetWare, obstajajo nastavitve, ki jih je mogoče spremeniti za izboljšanje delovanja strežnika.

Podsistemi, ki določajo zmogljivost, so odvisni od aplikacije strežnika. Prepoznavanje in odpravljanje ozkih grl je mogoče doseči z zbiranjem in analizo podatkov o uspešnosti. Vendar pa te naloge ni mogoče dokončati naenkrat, saj se lahko ozka grla razlikujejo glede na spremembe obremenitev strežnika, po možnosti dnevno ali tedensko.


Čas objave: 20. julij 2023