Товарное предложение на рынке модульных серверных систем
Дмитрий Шульгин, старший эксперт ITResearch
За последние годы blade-серверы прочно укоренились как основная инфраструктура для ЦОД, предъявляющих повышенные требования к утилизации рабочего пространства и снижению эксплуатационных издержек. В основе концепции лежит принцип централизации и разделения между конечным числом вычислительных узлов коммунальных ресурсов — функций питания и охлаждения. Плюс виртуализация сетевого уровня и централизации административного управления. По-простому говоря, серверы-лезвия и модули хранения, установленные в общее шасси, используют общие блоки питания, вентиляторы, сетевые каналы ввода-вывода и модули управления.
Все системы размещаются в общий конструктив — blade-шасси, в котором установлена объединительная плата. (Чисто по конструкции, принцип, видимо, восходит к типичному способу размещения оборудования в узлах связи или промышленных контроллеров в индустриальной среде. «Лезвийность» и использование объединительных панелей с горячим подключением в этих сферах существовала спокон веку.)
В данном конструктиве устанавливаются также сетевые коммутаторы, что как минимум значительно сокращает кабельную инфраструктуру. А как максимум — открывает богатые возможности для виртуализации сетевого слоя.
Линейки blade-серверов в данный момент наличествуют у всех крупных производителей серверов, у ведущих — HP и IBM — эта номинация не первый год составляет значительную часть серверного бизнеса. А у самого молодого игрока серверного рынка — Cisco, blade-серверы так и вовсе являются единственной позицией «компьютерного» ассортимента.
К настоящему моменту все фирменные blade-решения представляют собой полноценную экосистему, включающую все необходимые компоненты. Самую широкую и развитую во всех направлениях линейку предлагает конечно же лидер сегмента — Hewlett-Packard, но к сегодняшнему дню комплексное оформление завершено и у основных конкурентов. Но серверными модулями все далеко не ограничивается. Линейки обязательным порядком включают также модульные системы хранения, набор коммутационных блоков, управляющих модулей, унифицированных компонентов (типа блоков питания и вентиляторов) и пр.
Кроме того, эта общая инфраструктура способна одновременно поддерживать blade-серверы разной архитектуры. Мы в наших таблицах ограничились перечислением лишь серверов стандартной архитектуры. Но в HP BladeSystem с-class с легкостью устанавливаются лезвия Integrity на Itanium; IBM BladeCenter имеет модули на Power и даже на Cell; SPARC-решения, безусловно, используются в инфраструктуре Sun Blade. Так что совместное использование RISC/UNIX и x86 в рамках одного шасси вполне реализуемо.
При этом следует понимать, что даже для серверов стандартной архитектуры каждое из лезвийных решений строго проприетарно. Blade-инфраструктуры разных вендоров несовместимы между собой. Совершенный единожды выбор конкретного производителя не оставляет возможности его последующей смены. Этот момент по сей день смущает ряд заказчиков, особенно из числа средних компаний — они элементарно опасаются монополии одного поставщика в собственном дата-центре.
В целом же можно отметить — запуск blade-систем, однозначно, совершил революцию в серверостроении, позволив критически увеличить плотность размещения вычислительной мощности, предложить уникальные показатели масштабируемости и скорости развертывания новых узлов, существенно снизить суммарное энергопотребление пула серверов и повысить управляемость. На фоне перехода ко всеобщей серверной виртуализации это стало действительно актуальным ходом.
С другой стороны, в blade-системах сразу проявились факторы, ограничивающие спектр их возможных применений. Причем эти факторы явно вытекали из базовых свойств данных систем. Во-первых, — это явное акцентирование на использование внешних СХД как антитезы большой внутренней дисковой емкости в серверах обычной рэковой конструкции. Это очевидно — в лезвиях имеется физическое пространство для размещения разве что пары накопителей, на которых хранится системное ПО, максимум рабочие данные, но уж точно не файловые архивы и базы данных. При безусловном росте интереса к SAN/NAS и активном развитии технологий виртуализации стека хранения для очень многих реальных заказчиков это все же остается довольно специфичной темой. А для иных она и вовсе неактуальна.
Во-вторых, конечно же, высокая закупочная цена — сестра низкой общей стоимости владения. Ведь кроме серверов тут приходится приобретать также целый комплекс обвязки — само шасси, сетевое оборудование, модули управления.
Со временем появились решения, способные расширить применимость blade-систем на рынке решений уровня филиала. Это, в общем-то, совершенно обычные blade-шасси, просто адаптированные к использованию вне полноценных серверных комнат. Здесь все сводится к понятию «мини-ЦОД из коробки». Это законченные полки, предназначенные для использования в офисном пространстве. Скажем, системы HP BladeSystem c3000 в варианте Tower и Fujitsu Primergy BX400 можно установить на полу на колесиках. Они, а также IBM BladeCenter S, включаются в обычную офисную розетку, поскольку не требуют трехфазного питания. Производители также стараются обеспечить в таких решениях минимальный уровень шума; что довольно непросто для сверхплотных конструктивов с их миниатюрными, но высокооборотными вентиляторами.
Но главное — в этом сегменте производители стремятся решить основную проблему ИТ-отдела небольшого офиса — реализовать СХД как можно более простым с точки зрения настройки и эксплуатации манером. Таким образом, в решениях Fujitsu и IBM система хранения интегрирована изначально. Также реализован общий дисковый пул в платформе Intel Modular Server — решении, поставляемом широким кругом независимых сборщиков под своими торговыми марками.
Такие «автономные» blade-решения призваны внедрить лезвийную концепцию в сектор малых информационных систем, считавшихся для них ранее недоступными по определению. С другой стороны, в какой-то мере их можно считать, по крайней мере с «железной» точки зрения, младшими братьями серьезных интегрированных стеков корпоративного класса. (В последних главное дело не столько в железе, сколько в преднастройках под конкретные задачи.)
Классические же линейки — HP BladeSystem c7000, IBM BladeCenter H, Dell PowerEdge M1000, Primergy BX900 развивались в нескольких направлениях. Увеличивалась плотность самих лезвий. Все больше процессоров, модулей памяти и возможностей установки PCI-расширений на один слот в полке. HP в модели BL2×220c в модуле половинной высоты (1 слот) содержит даже две двухсокетные материнские платы. Dell предлагает решение кассетного типа — в двухслотовый короб полной высоты устанавливается 4 сервера PowerEdge M420 в четверть высоты каждый.
(Понятие «полной», «половинной» высоты и т. д. зависит от устройства шасси конкретной blade-системы. Скажем, шасси BladeSystem c7000, PowerEdge M1000, Primergy BX900 имеют два ряда слотов для вертикальной установки модулей. У Cisco или в HP BladeSystem c3000 модули устанавливаются горизонтально в две колонки. У IBM и Sun — в один ряд вертикально.)
При этом для технической начинки blade-серверов действуют все те же законы, что и для обычных рэковых позиций фирменных линеек. К настоящему моменту компонентная инфраструктура любых ProLiant, PowerEdge, Primergy унифицирована по применяемым средствам административного управления — HP iLO, Dell iDRAC и т. п. вне зависимости от конструктива. В рамках соответствующего поколения серверных платформ в blade-модулях применяются все те же фирменные подходы для оптимизации работы памяти, ввода-вывода, сетевых средств и даже дисковых подсистем (на столько, на сколько это имеет смысл в blade), что и в обычных конструктивах на текущем этапе.
Как и на стандартном рынке возрос интерес к четырехпроцессорным лезвиям на базе Xeon E7 или недавно вышедшем E5-4600. Самое мощное монолитное решение в классе предлагает HP — четырехслотовый ProLiant BL680c с 64 слотами памяти и 7-ю слотами расширения PCIe. Компания IBM в этом смысле идет своим путем: старшие однослотовые двухсокетные модели HX5 на Xeon E7 объединяются в пары для получения четрыхпроцессорной конфигурации. Также система может быть дополнена отдельным лезвием расширения ОЗУ IBM MAX5. (Вообще это привычный подход IBM, известный по другим частям линейки System x и вытекающий из особенностей ее собственной архитектуры XA.)
Компании HP, IBM, Dell и Fujitsu предполагают установку различных модульных коммутаторов, как собственных, так и от третьих вендоров, под разные сетевые протоколы — 10 Gigabit Ethernet, Infiniband, SAS, Fibre Channel и их унифицированные комбинации. Начиная с моделей последнего поколения у HP и Dell, используются не интегрированные сетевые адаптеры, а взаимозаменяемые мезонинные платы; таким образом, повышается гибкость конфигурирования сетевых средств сервера.
HP в BladeSystem реализует на этом сетевом уровне свое фирменное решение для конвергентных сетей Virtual Connect, позволяющее отделить ввод/вывод от физических адресов конкретных адаптеров в сервере. Через коммутирующие блоки Virtual Connect FlexFabric осуществляется как внутренняя коммутация в рамках полки, так и подключение ко внешним сетям LAN, SAN или iSCSI. Виртуальные каналы определенной полосы пропускания можно программно назначать определенным виртуальным машинам. Изменение конфигурации виртуальных портов не требует вмешательства в аппаратную часть.
Подход skinless
Через некоторое время после распространения модульной концепции на основе blade-решений появились системы и другого плана. Единой терминологии в материалах самих вендоров здесь до сих пор не сложилось. Hewlett-Packard именует свою линейку ProLiant SL как Scalable System; Dell называет PowerEdge серии C микросерверами; Fujitsu свои Primergy CX — системами кассетной компоновки; IBM с яркими определениями своей линейки iDataPlex вообще не спешит. При этом формулировка японского производителя, наверно, наиболее четко обозначает основной отличительный признак таких решений, правда, признак чисто внешний.
Есть и другой внешний отличительный признак. При этом существует общее отраслевое понятие skinless, т. е. бескорпусные серверы. И в нем, в общем-то, отражается суть решений, правда косвенно. Несколько кассетно-устанавливаемых в пассивное шасси серверов, не имеющих собственного корпуса, легче охлаждать централизовано. А ведь именно с процессом охлаждения крупного пула таких сверхплотных серверов связаны здесь главные технические новации.
Как бы ни различались конкретные реализации, общим для всех подобных решений является позиционирование. Это системы, ориентированные на крупнейшие дата-центры, главным образом на провайдеров интерактивных услуг. В настоящее время основной их целевой рынок — поставщики «облачных» сервисов, Web 2.0 и пр. А также, чем дальше, тем больше, — направление HPC.
Смысл в крайне плотной компоновке серверных нодов и их удешевлении за счет централизации системы питания и вентиляции на уровне общего шасси. В результате критически сокращается занимаемое пространство в стойке. А главное, для большого пула серверов снижаются расходы — как закупочные, так и текущие. Внешне это, может, и напоминает blade-решения, но тут совсем иной случай и акценты. На уровне управления и сетевого подключения ноды — обычные серверы. Можно сказать, что в целях улучшения показателя «цена/производительность» здесь может быть принесена в жертву управляемость и легкость обслуживания в традиционном для корпоративных заказчиков понимании.
Это в целом, а вот на уровне особенностей конструкции и конфигурации нодов, равно как и конструкции объединяющих их полок, каждое решение уникально. Так, в HP ProLiant SL используются ноды половинной ширины и полной глубины. В ранних инкарнациях серии все дисковые системы располагались вдалеке от передней панели, и «горячей» замены дисков не предусматривалось вообще. Сегодня с этой точки зрения стало легче, но все равно конструкционные затруднения тут есть. Дело в том, что в SL все внешние выходы и разъемы вынесены на переднюю панель полки для удобства обслуживания и оптимизации охлаждения: наиболее частые операции персонала проводятся со стороны «холодного» коридора серверной комнаты.
Полная электронная версия этой статьи доступна только для подписчиков. Для получения полной электронной версии статьи сейчас Вы можете оформить запрос.
