Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я.Купалы. 2013-2014 Компьютерные системы и сети Серверы. Центры обработки данных. - презентация

1 Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я.Купалы Компьютерные системы и сети Серверы. Центры обработки данных.

2 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Корпоративные серверы и сервисы

3 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети СЕРВЕРНЫЕ ПЛАТФОРМЫ Серверные платформы

4 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Требования к серверной платформе: производительность компонентов конфигурация системы надежность узлов отказоустойчивость подсистем удаленное управление Серверные платформы

5 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Специфические элементы сервера: Процессор ОЗУ Дисковая подсистема Сетевая подсистема Системная плата Интерфесы ввода-вывода Шасси Серверные платформы

6 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ АРХИТЕКТУРЫ Серверные платформы

7 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Структура вычислительной машины

8 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Структура вычислительной машины

9 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Процессор, микропроцессор, центральный процессор (ЦП), central processing unit (CPU) – основная часть вычислительного устройства или контроллера, предназначенная для выполнения машинного кода (элементарных команд), полученного при из кода программ высокого уровня. Исполняется в виде микросхем (электронных блоков). Кэш процессора Процесс изготовления Энергопотребление mips, iCOMP, FLOPS Hyper-Threading Technology Инструкции объем адресуемой памяти разрядность используемой шины Тактовая частота Процессор

10 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Intel® Xeon® Processor L7445 Intel® Xeon® Processor L7445 (1,9 млрд. транс.) Intel® Core i QM Processor Launch DateQ3'08Q4'11 # of Cores44 # of Threads48 Clock Speed2.13 GHz2.5 GHz (3.6 GHz -turbo) Cache12 MB L2 Cache8 MB Intel® Smart Cache Bus TypeFSBDMI System Bus1066 MHz (5,8GT/s)5 GT/s Instruction Set64-bit Lithography45 nm32 nm Max TDP50 W45 W Recommended Price$ $ Процессор

11 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Семейства процессоров: Intel x86 (32-битная IA-32, 64-битная x86-64, AMD) Power PC (IBM, Apple) Motorola 6800 (Apple Macintosh) Alpha (DEC) SPARC (SAN, Oracle) GPU … Процессор

12 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Архитектура процессора -совместимость с определённым набором инструкций, «внутренняя конструкция» и «организация», набор свойств и качеств, присущий семейству процессоров Intel x86 CISC (Complex instruction set computer) – процессоры, основанные на полном (сложном) наборе инструкций. Intel x86 PowerPC, SPARC, Alpha RISС (Reduced instruction set computer) – процессоры, использующие упрощённый (сокращенный) набор инструкций. PowerPC, SPARC, Alpha MISC (Minimum instruction set computer) вычисления с минимальным набором команд «длинных». (20-30 команд). Crusoe, ATI Radeon VLIW (Very long instruction word) – архитектура с параллелизмом вычислений, заложенным в систему инструкций процессора. Crusoe, ATI Radeon Intel Itanium EPIC (explicitly parallel instruction computing) - архитектура с параллелизмом команд. Intel Itanium A4, A5, Qualcomm, Cortex ARM (Advanced RISC Machines) - инструкция с условным кодом выполняется, только если в процессоре выставлен бит соответствующего условия. В противном случае она игнорируется. A4, A5, Qualcomm, Cortex (Android, iPod, iPhone) Разновидности процессорных архитектур Процессор

13 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Intel: 8088, 8086, i286, i386, i486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium 4, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core i3, Core i5, Core i7, Xeon (X5650, E5-2600, E серии процессоров для серверов), Itanium, Atom (серия процессоров для встраиваемой техники). AMD: x86, K6, K7 (Athlon, Duron, Sempron) x86-64 (Athlon 64, Athlon 64 X2, Phenom, Opteron и др.). IBM: POWER6, POWER7, Xenon, PowerPC (суперкомпьютеры, видеоприставки, встраиваемая техника; Apple. На рынке микропроцессоров для ПК, ноутбуков и серверов доля корпорации Intel составляет около 80 %, доля AMD около 20 %. Процессор

14 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Процессор

15 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM) Оперативное запоминающее устройство

16 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети DIMM (Dual In-line Memory Module) DDR3 SDRAM (double-data-rate three synchronous dynamic random access memory) ECC (error-correcting code) - код коррекции ошибок) Многоканальный режим Оперативное запоминающее устройство

17 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ДИСКОВАЯ ПОДСИСТЕМА

18 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети SATA (Serial ATA ) – 6 Гбит/с SCSI (Small Computer System Interface) MБайт/с SAS (Serial Attached SCSI ) – 6 Гбит/с FC (Fibre Channel) – 21 Гбит/с IEEE 1394 (FireWire, i-Link) - 3,2 Гбит/с HDD 3,5-дюйма и 2,5-дюйма ДИСКОВАЯ ПОДСИСТЕМА

19 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети RAID (redundant arrays of inexpensive disks) избыточный массив недорогих дисков RAID 0 - дисковый массив, в котором данные разбиваются на блоки, и каждый блок записываются (или же считывается) на отдельный диск. RAID 1 (зеркальное отображение и дуплексирование) схема с избыточностью, в которой применяются два диска одинаковой емкости, содержащие одну и ту же информацию. RAID 2 (дисковый массив с использованием кода Хемминга (Hamming Code ECC).) Используется для чередующейся записи данных на параллельные диски. RAID 3 (Отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и четностью (Parallel Transfer Disks with Parity)) диски массива работают параллельно, подобно системе RAID 2. Требуется только один дополнительный диск. RAID 4 (Отказоустойчивый массив независимых дисков с разделяемым диском четности (Independent Data disks with shared Parity disk)) записывает сектора поочередно на диски массива. RAID 5 (Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенной четностью (Independent Data disks with distributed parity blocks)) измененная спецификация RAID 4, в которой функция проверки четности может поочередно использовать различные диски. RAID 6. Отказоустойчивый массив независимых дисков с двумя независимыми распределенными схемами четности (Independent Data disks with two independent distributed parity schemes) Данные разбиваются на блочном уровне, аналогично RAID 5, но в дополнение к предыдущей архитектуре используется вторая схема для повышения отказоустойчивости. Эта архитектура является устойчивой к двойным отказам. RAID 10, RAID 50, RAID 60 «Горячая замена» ДИСКОВАЯ ПОДСИСТЕМА

20 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ДИСКОВАЯ ПОДСИСТЕМА

21 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ДИСКОВАЯ ПОДСИСТЕМА

22 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети RAID Количество дисков Преимущества Недостатки 0 любое высокая производительность низкая надёжность 1 от 2, чётное высокая производительность и надёжность стоимость дискового пространства больше в 2 раза 10 или 01 от 4, чётное Высокая производительность и очень высокая надёжность двойная стоимость дискового пространства 5 от 3 до 16 экономичность, высокая надёжность производительность ниже RAID 0 и 1 50 от 6, чётное высокая надёжность и производительность высокая стоимость и сложность обслуживания 6 от 4 экономичность, наивысшая надёжность производительность ниже RAID 5 60 от 8, чётное очень высокая надёжность высокая стоимость и сложность организации ДИСКОВАЯ ПОДСИСТЕМА

23 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ДИСКОВАЯ ПОДСИСТЕМА

24 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети smartctl r3380 [i686-w64-mingw32-win7] (cf-win ) Copyright (C) by Bruce Allen, Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds: ID# ATTRIBUTE_NAMEVALUEWORSTTHRESHWHEN_FAILEDRAW_VALUE 1 Raw_Read_Error_Rate Spin_Up_Time Start_Stop_Count Reallocated_Sector_Ct Seek_Error_Rate Power_On_Hours Temperature_Celsius Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds: ID# ATTRIBUTE_NAME VALUE WORST THRESH WHEN_FAILED RAW_VALUE 1 Raw_Read_Error_Rate FAILING_NOW Spin_Up_Time Start_Stop_Count Reallocated_Sector_Ct FAILING_NOW Seek_Error_Rate Power_On_Hours Temperature_Celsius Hardware_ECC_Recovered новый HDD неисправный HDD S.M.A.R.T - self-monitoring, analysis and reporting technology ДИСКОВАЯ ПОДСИСТЕМА

25 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети СЕТЕВАЯ ПОДСИСТЕМА

26 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Распределение нагрузки между несколькими процессорами Повышает производительность многопроцессорных систем за счет распределения сетевых нагрузок между процессорами. Технология Intel® I/OAT Повышает пропускную способность ввода/вывода и снижает нагрузку на центральный процессор. Управление прерываниями Обеспечивает увеличение производительности и значительное снижение нагрузки на процессор. Поддержка большинства сетевых операционных систем (NOS) Обеспечивает широкомасштабное развертывание. Поддержка удаленного управления Наличие механизмов удаленного управления, основанных на распространенных отраслевых стандартах. Программное обеспечение Intel® PROSet для Windows* Расширенные функции, объединение каналов, настройка виртуальной локальной сети (VLAN). Улучшенная диагностика кабелей Тестирование сетевых проблем и создание отчетов (процент ошибок, длина кабеля), автоматическая компенсация проблем с кабелем (перекрестные провода, неверный вывод контактов). Серверные сетевые адаптеры Intel® Gigabit ET Server Adapter Series Intel® 10-Gigabit AT2 Server Adapter Series Поиск СЕТЕВАЯ ПОДСИСТЕМА

27 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ИНТЕРФЕЙСЫ ВВОДА-ВЫВОДА

28 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети СЕРВЕРНОЕ ШАССИ

29 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Корпус серверный (шасси) -Server case - применяется для изготовления серверов данных, серверов доступа и видеонаблюдения и др. Особенности серверного корпуса: дополнительные вентиляторы; специальные воздухоотводы в местах расположения процессоров и модулей памяти; датчики вскрытия корпуса; горячая замена жестких дисков и блоков питания. СЕРВЕРНОЕ ШАССИ

30 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети СЕРВЕРНОЕ ШАССИ

31 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети blade-сервер Dell - PowerEdge M1000e СЕРВЕРНОЕ ШАССИ

32 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Мэйнрейм (mainframe) - высокопроизводительные и высоконадежные серверы со значительным объёмом оперативной и внешней памяти. СЕРВЕРНОЕ ШАССИ

33 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети СКИФ СЕРВЕРНОЕ ШАССИ

34 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ (ЦОД) ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

35 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

36 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

37 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ОРГАНИЗАЦИЯ ЦОД ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

38 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Размер выбираются исходя из размера обслуживаемой рабочей области и количества устанавливаемого оборудования с учетом прогнозируемого расширения: Высота не менее 2,44 метра. Минимально рекомендуемая площадь комнаты не менее 14 кв.м. По площади обслуживания: 0,09 кв.м на каждые 10 кв.м. рабочей площади. По количеству рабочих зон: до 100 – 14 кв.м, – 37 кв.м, – 74 кв.м, – 111 кв.м. СЕРВЕРНОЕ ПОМЕЩЕНИЕ Серверная комната (помещение) - помещение для крупного телекоммуникационного или серверного оборудования. TIA/EIA 942 «Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers» ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

39 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Серверная комната должна быть оснащена системами обеспечения непрерывности функционирования, безопасности и удобства обслуживания оборудования: 1. Система электропитания, освещения и заземления. 2. Система обеспечения микроклимата. 3. Система организации оборудования и кабельного хозяйства (кабель-каналы, лотки, коммуникационные шкафы). 4. Система безопасности (контроль доступа, охранная сигнализация, пожарная сигнализация, пожаротушение). Для функционирования оборудования в серверной комнате необходимо обеспечить соблюдение параметров: Температура воздуха в помещении (20-25 C); Относительная влажность воздуха (40-55 %); Атмосферное давление; Уровень освещения; Электромагнитные помехи. ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

40 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Подача электропитания в серверное помещение должна осуществляться по выделенному силовому кабелю, желательно напрямую от главного распределительного щита. Расчетная мощность электропитания – 1-2 КВт на 1 кв.м. помещения. Требуется установить отдельный электрический распределительный щит для серверного помещения. Источники бесперебойного питания (ИБП) до 100 кВА в серверном помещении. ИБП мощностью свыше 100 кВА устанавливаются в отдельном помещении. СЕРВЕРНОЕ ПОМЕЩЕНИЕ электропитание ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

41 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

42 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети СЕРВЕРНОЕ ПОМЕЩЕНИЕ источники бесперебойного питания (ИБП, UPS) ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

43 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Шкаф серверный (19", 48,26 см), стойка серверная - предназначен для установки тяжелого серверного оборудования с креплением на салазках или на полках. Глубина см. Стойка телекоммуникационная (19), шкаф телекоммуникационный - конструкция, предназначенная для крепления телекоммуникационного оборудования маршрутизаторов, модемов, телефонных станций и т. д. Глубина см. СЕРВЕРНОЕ ПОМЕЩЕНИЕ оборудование ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

44 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

45 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети КВМ-коммутатор(KVM, keyboard, video, mouse) – устройство управления, позволяющее администраторам управлять множеством серверов с помощью одной (двух) консолей PS/2 или USB. Количество управляемых серверов от 2 до нескольких тысяч. Различаются по набору интерфейсов, способу переключения, количеству управляемых портов, параметрам видеосигнала. СЕРВЕРНОЕ ПОМЕЩЕНИЕ оборудование ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

46 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ТЕХНОЛОГИИ ЦОД ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

47 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

48 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

49 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

50 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

51 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

52 Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я.Купалы Компьютерные системы и сети