Introducció a l'arquitectura general del servidor

Un servidor es compon de diversos subsistemes, cadascun jugant un paper crucial a l'hora de determinar el rendiment del servidor. Alguns subsistemes són més crítics per al rendiment depenent de l'aplicació per a la qual s'utilitza el servidor.

Aquests subsistemes de servidor inclouen:

1. Processador i memòria cau
El processador és el cor del servidor, responsable de gestionar gairebé totes les transaccions. És un subsistema molt important i hi ha una idea errònia comú que els processadors més ràpids sempre són millors per eliminar els colls d'ampolla de rendiment.

Entre els components principals instal·lats als servidors, els processadors solen ser més potents que altres subsistemes. Tanmateix, només unes poques aplicacions especialitzades poden utilitzar plenament els avantatges dels processadors moderns com els processadors P4 o de 64 bits.

Per exemple, els exemples de servidors clàssics com els servidors de fitxers no depenen en gran mesura de la càrrega de treball del processador, ja que la major part del trànsit de fitxers utilitza la tecnologia d'accés directe a la memòria (DMA) per evitar el processador, depenent de la xarxa, la memòria i els subsistemes de disc dur per al rendiment.

Avui, Intel ofereix una varietat de processadors personalitzats per a servidors de la sèrie X. Entendre les diferències i els avantatges entre diversos processadors és crucial.

La memòria cau, estrictament considerada part del subsistema de memòria, està integrada físicament amb el processador. La CPU i la memòria cau treballen estretament, amb la memòria cau a la meitat de la velocitat del processador o equivalent.

2. Bus PCI
El bus PCI és la canalització de dades d'entrada i sortida als servidors. Tots els servidors de la sèrie X utilitzen el bus PCI (inclosos PCI-X i PCI-E) per connectar adaptadors importants com SCSI i discs durs. Els servidors de gamma alta solen tenir diversos busos PCI i més ranures PCI en comparació amb models anteriors.

Els busos PCI avançats inclouen tecnologies com PCI-X 2.0 i PCI-E, que proporcionen un rendiment de dades més alt i capacitats de connectivitat. El xip PCI connecta la CPU i la memòria cau al bus PCI. Aquest conjunt de components gestiona la connexió entre el bus PCI, el processador i els subsistemes de memòria per maximitzar el rendiment global del sistema.

3. Memòria
La memòria té un paper fonamental en el rendiment del servidor. Si un servidor no té prou memòria, el seu rendiment es deteriora, ja que el sistema operatiu necessita emmagatzemar dades addicionals a la memòria, però l'espai és insuficient, provocant l'estancament de les dades al disc dur.

Una característica notable de l'arquitectura d'un servidor de la sèrie X empresarial és la rèplica de memòria, que millora la redundància i la tolerància a errors. Aquesta tecnologia de memòria IBM és aproximadament equivalent a RAID-1 per a discs durs, on la memòria es divideix en grups duplicats. La funció de duplicació està basada en maquinari i no requereix suport addicional del sistema operatiu.

4. Disc dur
Des de la perspectiva d'un administrador, el subsistema del disc dur és el determinant clau del rendiment del servidor. En la disposició jeràrquica dels dispositius d'emmagatzematge en línia (caché, memòria, disc dur), el disc dur és el més lent però té la capacitat més gran. Per a moltes aplicacions de servidor, gairebé totes les dades s'emmagatzemen al disc dur, la qual cosa fa que un subsistema de disc dur ràpid sigui crític.

RAID s'utilitza habitualment per augmentar l'espai d'emmagatzematge als servidors. Tanmateix, les matrius RAID afecten significativament el rendiment del servidor. L'elecció de diferents nivells de RAID per definir diferents discs lògics afecta el rendiment, i l'espai d'emmagatzematge i la informació de paritat són diferents. Les targetes de matriu ServeRAID d'IBM i les targetes IBM Fibre Channel ofereixen opcions per implementar diferents nivells RAID, cadascun amb la seva configuració única.

Un altre factor crític en el rendiment és el nombre de discs durs a la matriu configurada: com més discs, millor serà el rendiment. Entendre com RAID gestiona les sol·licituds d'E/S té un paper fonamental per optimitzar el rendiment.

Les noves tecnologies en sèrie, com ara SATA i SAS, s'estan utilitzant ara per millorar el rendiment i la fiabilitat.

5. Xarxa
L'adaptador de xarxa és la interfície a través de la qual el servidor es comunica amb el món exterior. Si les dades poden assolir un rendiment superior mitjançant aquesta interfície, un subsistema de xarxa potent pot afectar significativament el rendiment global del servidor.

El disseny de la xarxa és tan important com el disseny del servidor. Val la pena tenir en compte els commutadors que assignen diferents segments de xarxa o l'aplicació de tecnologies com ATM.

Les targetes de xarxa Gigabit s'utilitzen àmpliament als servidors per proporcionar un alt rendiment necessari. Tanmateix, les tecnologies més noves com el motor de descàrrega TCP (TOE) per aconseguir tarifes de 10G també estan a l'horitzó.

6. Targeta gràfica
El subsistema de visualització dels servidors és relativament poc important, ja que només s'utilitza quan els administradors necessiten controlar el servidor. Els clients mai utilitzen la targeta gràfica, de manera que el rendiment del servidor rarament posa l'accent en aquest subsistema.

7. Sistema operatiu
Considerem el sistema operatiu com un potencial coll d'ampolla, igual que els altres subsistemes de disc dur. En sistemes operatius com Windows, Linux, ESX Server i NetWare, hi ha paràmetres que es poden canviar per millorar el rendiment del servidor.

Els subsistemes que determinen el rendiment depenen de l'aplicació del servidor. La identificació i eliminació dels colls d'ampolla es pot aconseguir mitjançant la recollida i l'anàlisi de dades de rendiment. Tanmateix, aquesta tasca no es pot completar alhora, ja que els colls d'ampolla poden variar amb els canvis en les càrregues de treball del servidor, possiblement diàriament o setmanalment.


Hora de publicació: 20-jul-2023