Uvod u cjelokupnu arhitekturu poslužitelja

Poslužitelj se sastoji od više podsustava, od kojih svaki igra ključnu ulogu u određivanju performansi poslužitelja. Neki su podsustavi kritičniji za performanse ovisno o aplikaciji za koju se poslužitelj koristi.

Ovi podsustavi poslužitelja uključuju:

1. Procesor i predmemorija
Procesor je srce poslužitelja, odgovoran za rukovanje gotovo svim transakcijama. To je vrlo značajan podsustav i postoji uobičajena zabluda da su brži procesori uvijek bolji za uklanjanje uskih grla u radu.

Među glavnim komponentama instaliranim u poslužiteljima, procesori su često moćniji od ostalih podsustava. Međutim, samo nekoliko specijaliziranih aplikacija može u potpunosti iskoristiti prednosti modernih procesora poput P4 ili 64-bitnih procesora.

Na primjer, klasični primjeri poslužitelja poput datotečnih poslužitelja ne oslanjaju se uvelike na radno opterećenje procesora budući da većina prometa datoteka koristi tehnologiju izravnog pristupa memoriji (DMA) za zaobilaženje procesora, ovisno o propusnosti mreže, memorije i podsustava tvrdog diska.

Danas Intel nudi niz procesora prilagođenih za poslužitelje serije X. Razumijevanje razlika i prednosti između različitih procesora je ključno.

Predmemorija, koja se strogo smatra dijelom memorijskog podsustava, fizički je integrirana s procesorom. CPU i predmemorija blisko surađuju, pri čemu predmemorija radi otprilike upola manje od brzine procesora ili ekvivalenta.

2. PCI sabirnica
PCI sabirnica je cjevovod za ulazne i izlazne podatke u poslužiteljima. Svi poslužitelji X-serije koriste PCI sabirnicu (uključujući PCI-X i PCI-E) za povezivanje važnih adaptera kao što su SCSI i tvrdi diskovi. Vrhunski poslužitelji obično imaju više PCI sabirnica i više PCI utora u usporedbi s prethodnim modelima.

Napredne PCI sabirnice uključuju tehnologije poput PCI-X 2.0 i PCI-E, koje pružaju veću propusnost podataka i mogućnosti povezivanja. PCI čip povezuje CPU i predmemoriju na PCI sabirnicu. Ovaj skup komponenti upravlja vezom između PCI sabirnice, procesora i memorijskih podsustava kako bi se maksimizirale ukupne performanse sustava.

3. Pamćenje
Memorija igra ključnu ulogu u performansama poslužitelja. Ako poslužitelj nema dovoljno memorije, njegova izvedba se pogoršava, jer operativni sustav treba pohraniti dodatne podatke u memoriju, ali prostora nema dovoljno, što dovodi do stagnacije podataka na tvrdom disku.

Jedna značajna značajka u arhitekturi poslovnog poslužitelja X-serije je zrcaljenje memorije, koje poboljšava redundanciju i toleranciju na pogreške. Ova IBM-ova memorijska tehnologija je otprilike ekvivalentna RAID-1 za tvrde diskove, gdje je memorija podijeljena u zrcaljene grupe. Funkcija zrcaljenja temelji se na hardveru i ne zahtijeva dodatnu podršku operativnog sustava.

4. Tvrdi disk
Iz perspektive administratora, podsustav tvrdog diska ključna je determinanta performansi poslužitelja. U hijerarhijskom rasporedu mrežnih uređaja za pohranu podataka (cache, memorija, tvrdi disk), tvrdi disk je najsporiji, ali ima najveći kapacitet. Za mnoge poslužiteljske aplikacije gotovo svi podaci pohranjuju se na tvrdi disk, što brzi podsustav tvrdog diska čini kritičnim.

RAID se obično koristi za povećanje prostora za pohranu na poslužiteljima. Međutim, RAID polja značajno utječu na performanse poslužitelja. Izbor različitih RAID razina za definiranje različitih logičkih diskova utječe na performanse, a prostor za pohranu i informacije o paritetu su različite. IBM-ove ServeRAID kartice polja i IBM Fibre Channel kartice pružaju opcije za implementaciju različitih RAID razina, svaka sa svojom jedinstvenom konfiguracijom.

Drugi kritični čimbenik u performansama je broj tvrdih diskova u konfiguriranom nizu: što više diskova, to je bolja propusnost. Razumijevanje načina na koji RAID obrađuje I/O zahtjeve igra ključnu ulogu u optimizaciji performansi.

Nove serijske tehnologije, kao što su SATA i SAS, sada se koriste za poboljšanje performansi i pouzdanosti.

5. Mreža
Mrežni adapter je sučelje putem kojeg poslužitelj komunicira s vanjskim svijetom. Ako podaci mogu postići superiorne performanse kroz ovo sučelje, moćan mrežni podsustav može značajno utjecati na ukupne performanse poslužitelja.

Dizajn mreže jednako je važan kao i dizajn poslužitelja. Vrijedi razmotriti preklopnike koji dodjeljuju različite mrežne segmente ili primjenu tehnologija kao što je ATM.

Gigabitne mrežne kartice sada se naširoko koriste u poslužiteljima za pružanje potrebne visoke propusnosti. Međutim, na vidiku su i novije tehnologije poput TCP Offload Engine (TOE) za postizanje brzina od 10G.

6. Grafička kartica
Podsustav prikaza u poslužiteljima relativno je nevažan jer se koristi samo kada administratori trebaju kontrolirati poslužitelj. Klijenti nikada ne koriste grafičku karticu, tako da performanse poslužitelja rijetko ističu ovaj podsustav.

7. Operativni sustav
Operativni sustav smatramo potencijalnim uskim grlom, baš kao i ostale podsustave tvrdog diska. U operativnim sustavima kao što su Windows, Linux, ESX Server i NetWare postoje postavke koje se mogu promijeniti kako bi se poboljšale performanse poslužitelja.

Podsustavi koji određuju performanse ovise o aplikaciji poslužitelja. Identificiranje i uklanjanje uskih grla može se postići prikupljanjem i analizom podataka o izvedbi. Međutim, ovaj se zadatak ne može dovršiti odjednom jer uska grla mogu varirati s promjenama u radnom opterećenju poslužitelja, moguće na dnevnoj ili tjednoj bazi.


Vrijeme objave: 20. srpnja 2023