刀片服务器与机架服务器

刀片服务器与机架服务器的区别


我们经常看到的服务器，从外观类型可以分成三种，分别是塔式服务器、机架式服务器和刀片式服务器。由于企业机房空间有限等因素，刀片服务器和机架服务器越来越受用户的欢迎，那么它们到底有什么特点，刀片和机架服务器到底哪个更好呢?本文就和大家一起来探讨这个问题。

一、机架服务器及其特点

机架式服务器是指可以直接安装到标准19英寸机柜当中的服务器，通常这样的服务器从大小来看有点类似交换机，因此机架服务器实际上是工业标准化下的产品，其外观按照统一标准来设计，配合机柜统一使用，以满足企业的服务器密集部署需求。机架服务器的主要作用是为节省空间，由于能够将多台服务器装到一个机柜上，不仅可以占用更小的空间，而且也便于统一管理。一个普通机柜的高度是42U(1U=1.75英寸或4.4厘米)，机架服务器的宽度为19英寸，而大多数机架服务器是1U-4U高。


机架服务器的优点是占用空间小，而且便于统一管理，但由于内部空间限制，扩充性较受限制，例如1U的服务器大都只有1到2个PCI扩充槽。此外，散热性能也是一个需要注意的问题，此外还需要有机柜等设备，因此这种服务器多用于服务器数量较多的大型企业使用，也有不少企业采用这种类型的服务器，但将服务器交付给专门的服务器托管机构来托管，尤其是目前很多网站的服务器都采用这种方式。

二、刀片服务器及其特点

刀片服务器是一种高可用高密度的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。而且，也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的刀片可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的刀片，就可以提高整体性能。而由于每块刀片都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。


根据所需要承担的服务器功能，刀片服务器被分成服务器刀片、网络刀片、存储刀片、管理刀片、光纤通道SAN刀片、扩展I/O刀片等等不同功能的刀片服务器。刀片服务器公认的特点有两个，一是克服了芯片服务器集群的缺点，被成为集群的终结者；另一个是实现了机柜优化。

三、刀片服务器与机架服务器优势全对比

目前刀片式服务器产品在多核、低功耗技术的推动下将从最初追求高密度的刀片服务器，发展到强调整体综合性能、高生产力的新一代的刀片产品。刀片式服务器将以更高密度、敏捷式部署和维护、全方位监控管理、高可扩展性、高可用性为发展重点，并成为与机架式服务器并驾齐驱的成熟的主流产品。目前刀片服务器在多个行业已经打开突破口，市场需求不断被激发，刀片服务器市场的未来引人关注。


目前，作为服务器领域的新星，这种高密度的刀片服务器所带来的市场前景已经被各大服务器厂商所看好，其中当然包括IBM、HP、SUN、DELL等这些国际大牌和像联想、浪潮、曙光等国内知名品牌。下面就让我们来比较一下刀片服务器和机架服务器优势。


1、从空间密度来看刀片服务器和机架服务器


刀片服务器比机架式服务器更节省空间，实际上刀片服务器是将机架服务器所占用的空间密度再一次提高了50%。在机柜系统配置好的前提下，将1U机架优化服务器系统移植到刀片服务器上，所占用的空间只是原来的1/3～1/2。而在一个标准的机柜式环境中，刀片服务器的处理密度要提高四到五倍。比如在处理1024节点的高密度计算服务器环境里，如果全部采用1U配置的服务器，则需要24个机柜，其中不包括以太网交换集线器所占用的机柜空间，而采用插有8个“刀片”的刀片式服务器，只需要9个机柜，却包括了以太网交换集线器的机柜空间。


2、从机房布线和管理方面来看刀片服务器和机架服务器


刀片服务器在机房布线只要统一布网络线、电源线，刀片服务器之间不需要人为布线;而机架服务器则要分别对每台服务器的网络线、电源线进行配线，如果一个42U的机柜上安装多台1U的服务器时，机柜后面的布线就非常的多，看起来比较凌乱。假如我们需要10台可靠性较高的1U机架服务器，而且需要有KVM、网络和管理功能，那么我们需要的配件是20个电源(冗余电源)、10根KVM线缆、至少20根网线(每台服务器需管理线和网络线各一根)，这还不包括连接外部存储和其他设备的线缆。刀片服务器方案的线缆布线明显优于1U 机架方案。


从TCO的角度来看，刀片服务器管理起来更容易，在更小的空间里提供更多的处理能力，而且花费也更少。因为许多部件都可以共享，跟1U服务器不同。比如在上面的例子中，我们采用刀片服务器后，就不再需要10个DVD光驱、10个不同的远程管理模块和20块电源了。


3、从灵活性来看刀片服务器和机架服务器


大多数刀片服务器的灵活性不如机架服务器。比如刀片在高性能数据库应用中，无法通过外部RAID卡来配备磁盘阵列。另外，如果用户需要大容量内存的数据库服务器，而又不想通过机群方式构建，刀片也会显得力不从心。因为，有16根内存插槽的机架服务器在市场上很容易买到，而刀片服务器大多只能支持4-8根内存插槽。可见，刀片服务器的灵活性比较弱，就算有合适的产品，价格也是奇高无比。


大多数情况下，刀片支持2.5英寸的硬盘，这不仅比3.5英寸的硬盘贵，而且性能也差一些，这也是拜“刀片追求高密度”所赐。今天，一个典型的刀片至多只能安装140GB硬盘，而有不少机架产品却可以配备2TB(4X500GB)的存储能力。


4、从采购成本来看刀片服务器和机架服务器


从理论上来说，由于减少了许多重复的不必要的部件如DVD、电源以及KVM和网络等线缆，刀片服务器的采购成本会比同等数量的机架服务器低。刀片服务器厂商每一家都有自己的专有刀片架构，由于具有垄断性，这使得IBM、HP和DELL刀片产品的价格居高不下。


人们都认为，满配的刀片服务器和同一厂商的最贵的机架服务器相比，成本还是节省不少。但实际上，如果用户采取的是“在机箱里逐渐地增加刀片”的做法，就会发现，机架服务器的性价比更高。因为大多数刀片及相关产品都比相应的机架产品昂贵，一般刀片机箱需要4000-8000美元，刀片也比1U机架价格高，至少不便宜。


5、从扩展性和标准来看刀片服务器和机架服务器


1U机架式服务器的优势在于其采用的是标准服务器设计技术，标准外设，标准接口，具有RAID功能、冗余功能，可独立运行并承担任务。在扩展性方面，机架式服务器因为机箱空间小，所以机箱内的扩展性能较差，但它可通过服务器群集，或者外接扩展柜的方式进行非常有效的扩展。而刀片服务器在向上扩展和向外扩展方面均具有创新性。添加新服务器一般只需将新的单处理器或多处理器刀片服务器插入到机箱的开放式托架中即可。刀片服务器可插入到已扩展的基础设施中。此外，机箱内部的选件模块还可使我们添加一旦在外部连接便可实现共享的功能。刀片技术的模块化设计可实现快速扩展。


IBM、HP和DELL的刀片产品之间还不能兼容，没有标准化，而且就是同一厂家不同的刀片机箱标准也有不同。机架式服务器是统一的标准来做的，IBM的2U服务器可以安装在DELL的42U的服务器机柜里。


6、从可靠性和维护来看刀片服务器和机架服务器


采用普通1U机架服务器方案时，由大量的电源线、网线产生的接插点形成了大量潜在的“问题点”，换成刀片服务器机箱和刀片服务器解决方案后，原先的网络、电源接插点减少了，同时也就增加了系统的可靠性。


刀片服务器的所有关键组件均可实现冗余或热插拔，其中包括冷却系统、电源、以太网控制器与交换机、中间背板与背板、硬盘及服务处理器。卸下服务器进行维修仅意味着将刀片服务器拖出机箱，这就像拆卸热插拔硬盘一样简单。高级刀片服务器系统提供了实现高度敏感维修的智能方式，高级诊断功能可指导维修人员直接找到故障部件，从而实现快速有效的恢复，有些刀片服务器甚至不会出现单点故障。机架服务器维护相比刀片则复杂一些。


总之，机架式服务器和刀片服务器都属于功能型服务器，它们专门专注某一具体应用。机架式服务器能够满足用户应用的需求，刀片式服务器的集成度过于密集，加上标准、散热方面还没得到彻底解决，并且刀片式服务器适合大量机器在一起组成集群供用户使用，因此，刀片式服务器到目前为止，与机架式相比还没占到绝对的优势。


7.刀片服务器与机架服务器本质的不同

如果并行计算规模比较大的话，肯定是刀片服务器效率更高，如果只是几台服务器足以，就利用机架服务器，具体问题具体分析吧，主要是一个资金和效率的问题。计算速度主要取决于服务器主频和互联网络的速度，二者在服务器主频上没有区别，而互联网络的速度方面，infiniband网络相连的刀片服务器远高于交换机相连的机架服务器的速度。


InfiniBand架构是一种支持多并发链接的“转换线缆”技术，在这种技术中，每种链接都可以达到2.5 Gbps的运行速度。这种架构在一个链接的时候速度是500 MB/秒，四个链接的时候速度是2 GB/秒，12个链接的时候速度可以达到6 GB /秒。 


　　InfiniBand技术不是用于一般网络连接的，它的主要设计目的是针对服务器端的连接问题的。因此，InfiniBand技术将会被应用于服务器与服务器（比如复制，分布式工作等），服务器和存储设备（比如SAN和直接存储附件）以及服务器和网络之间（比如LAN， WANs和the Internet）的通信。