Сервер состоит из нескольких подсистем, каждая из которых играет решающую роль в определении производительности сервера. Некоторые подсистемы более важны для производительности в зависимости от приложения, для которого используется сервер.
Эти серверные подсистемы включают в себя:
1. Процессор и кэш
Процессор — это сердце сервера, отвечающее за обработку практически всех транзакций. Это очень важная подсистема, и существует распространенное заблуждение, что более быстрые процессоры всегда лучше устраняют узкие места в производительности.
Среди основных компонентов, установленных на серверах, процессоры часто оказываются более мощными, чем другие подсистемы. Однако лишь немногие специализированные приложения могут в полной мере использовать преимущества современных процессоров, таких как P4 или 64-битные процессоры.
Например, классические примеры серверов, такие как файловые серверы, не сильно зависят от рабочей нагрузки процессора, поскольку большая часть файлового трафика использует технологию прямого доступа к памяти (DMA) для обхода процессора, в зависимости от пропускной способности сети, памяти и подсистем жесткого диска.
Сегодня Intel предлагает широкий выбор процессоров, адаптированных для серверов серии X. Понимание различий и преимуществ между различными процессорами имеет решающее значение.
Кэш, который считается частью подсистемы памяти, физически интегрирован с процессором. Процессор и кэш работают в тесном сотрудничестве, при этом кэш работает примерно на половине скорости процессора или его эквивалента.
2. Шина PCI
Шина PCI — это конвейер для ввода и вывода данных на серверах. Все серверы серии X используют шину PCI (включая PCI-X и PCI-E) для подключения важных адаптеров, таких как SCSI и жестких дисков. Серверы высокого класса обычно имеют несколько шин PCI и больше слотов PCI по сравнению с предыдущими моделями.
Усовершенствованные шины PCI включают такие технологии, как PCI-X 2.0 и PCI-E, которые обеспечивают более высокую пропускную способность данных и возможности подключения. Чип PCI подключает процессор и кэш к шине PCI. Этот набор компонентов управляет соединением между шиной PCI, процессором и подсистемами памяти для максимизации общей производительности системы.
3. Память
Память играет решающую роль в производительности сервера. Если на сервере недостаточно памяти, его производительность ухудшается, так как операционной системе необходимо хранить дополнительные данные в памяти, а места недостаточно, что приводит к застою данных на жестком диске.
Одной из примечательных особенностей архитектуры корпоративного сервера серии X является зеркалирование памяти, которое повышает избыточность и отказоустойчивость. Эта технология памяти IBM примерно эквивалентна RAID-1 для жестких дисков, где память разделена на зеркальные группы. Функция зеркалирования является аппаратной и не требует дополнительной поддержки со стороны операционной системы.
4. Жесткий диск
С точки зрения администратора, подсистема жесткого диска является ключевым фактором, определяющим производительность сервера. В иерархическом расположении онлайн-устройств хранения данных (кэш, память, жесткий диск) жесткий диск является самым медленным, но имеет наибольшую емкость. Для многих серверных приложений почти все данные хранятся на жестком диске, поэтому быстрая подсистема жесткого диска имеет решающее значение.
RAID обычно используется для увеличения дискового пространства на серверах. Однако массивы RAID существенно влияют на производительность сервера. Выбор разных уровней RAID для определения разных логических дисков влияет на производительность, а объем памяти и информация о четности различаются. Карты массива IBM ServeRAID и карты IBM Fibre Channel предоставляют возможности для реализации различных уровней RAID, каждый из которых имеет свою уникальную конфигурацию.
Еще одним критическим фактором производительности является количество жестких дисков в настроенном массиве: чем больше дисков, тем выше пропускная способность. Понимание того, как RAID обрабатывает запросы ввода-вывода, играет жизненно важную роль в оптимизации производительности.
Новые последовательные технологии, такие как SATA и SAS, теперь используются для повышения производительности и надежности.
5. Сеть
Сетевой адаптер — это интерфейс, через который сервер взаимодействует с внешним миром. Если данные могут достичь превосходной производительности через этот интерфейс, мощная сетевая подсистема может существенно повлиять на общую производительность сервера.
Проектирование сети так же важно, как и проектирование сервера. Стоит рассмотреть возможность использования коммутаторов, выделяющих различные сегменты сети, или применения таких технологий, как ATM.
Гигабитные сетевые карты сейчас широко используются в серверах для обеспечения необходимой высокой пропускной способности. Однако на горизонте также появляются новые технологии, такие как TCP Offload Engine (TOE) для достижения скоростей 10G.
6. Видеокарта
Подсистема отображения на серверах относительно не важна, поскольку она используется только тогда, когда администраторам необходимо контролировать сервер. Клиенты никогда не используют видеокарту, поэтому производительность сервера редко учитывает эту подсистему.
7. Операционная система
Мы рассматриваем операционную систему как потенциальное узкое место, как и другие подсистемы жесткого диска. В таких операционных системах, как Windows, Linux, ESX Server и NetWare, существуют настройки, которые можно изменить для повышения производительности сервера.
Подсистемы, определяющие производительность, зависят от приложения сервера. Выявить и устранить узкие места можно путем сбора и анализа данных о производительности. Однако эту задачу невозможно выполнить сразу, поскольку узкие места могут меняться в зависимости от изменений нагрузки на сервер, возможно, ежедневно или еженедельно.
Время публикации: 20 июля 2023 г.
