Блейд-сервер – это сервер в модульном исполнении, в котором нет блока питания и сетевой платы. Ресурсы питания и сети для них обеспечиваются корзиной (enclosure) и объединительной панелью (midplane) в стойке (rack)
Форм-фактор блейд-серверов может быть разный, например, на фото показаны «одно-юнитовые» (1U) и «двух-юнитовый» модули блейд-серверов.
Рис. 1. Внешний вид модулей блейд-серверов.
Общие ресурсы электропитания и охлаждения
Общие ресурсы электропитания и охлаждения, собственно, и есть основная особенность блейд-серверов, цель которой - снижение энергопотребления и уменьшение требуемого места в дата-центре.
Многие блейд-серверы могут похвастаться «интеллектом» для ещё большего снижения энергопотребления. Например, технология HP Thermal Logic снижает его более чем на 30 % по сравнению со стоечными серверами.
Улучшенные возможности управления.
Блейд-серверы как правило имеют общую для всех ресурсов систему управления, а не отдельные системы для серверов, СХД и сети, как у стоечных. В частности, платформа HPE OneView обеспечивает единый подход программной конфигурации (software-defined) к управлению всей инфраструктурой дата-центра и позволяет автоматизировать рутинных операций управления.
Конструктивное исполнение
Блейд-серверы в стойке могут располагаться как горизонтально, так и вертикально, как на фото ниже:
Рис. 2. Блейд-серверы в дата-центре, внизу видны ресурсы СХД, сверху - коммутаторы.
На блейд-серверах обычно строят большие дата-центры, в т.ч. облачные, предназначенные для приложений с высоким потреблением трафика от большого числа пользователей.
Конструкция блейд-серверов обычно рассчитана на жёсткие условия работы, например для военных и промышленных применений. Они проходят соответствующие испытания на прочность, термоустойчивость и влагозащищённость.
Какие преимущества дают блейд-серверы:
- Блейд-серверы снижают операционные расходы, по сравнению со стоечными и башенными;
- В блейд-серверах всё расположено очень плотно, и это даёт экономию пространства в дата-центре и, следовательно, общие затраты на его содержание (отопление, кондиционирование воздуха, противопожарные средства);
- Блейд-серверы имеют низкое удельное энергопотребление и, таким образом, могут сократить затраты дата-центра на электроэнергию;
- В блейд-серверах часто используются низковольтные модели процессоров, поэтому сокращаются требования к электропитанию и охлаждению;
- Блейд-серверы имеют значительно меньше разъёмов, что также повышает их надёжность;
- Ресурсы сетевой коммутации имеют лучшее резервирование, чем у других серверов.
Блейд-серверы имеют и недостатки:
- Блейд-серверы обесславливают более высокие начальные затраты на развёртывание дата-центра;
- Если корпоративному пользователю не нужно много серверов, то относительная стоимость запчастей для них становится выше (например, необходимо покупать целую запасную корзину);
- В большинстве блейд-серверов используются 2.5-дюймовые диски, которые обычно отказывают чаще, чем традиционные 3.5-дюймовые диски SAS/SATA.
- Хотя блейд серверы давно применяются, общего стандарта и платформы для них всё ещё нет, что приводит к «вендорозависимости», например, невозможно установить, блейд-сервер SUN в шасси IBM;
- Поскольку блейд-серверы содержат 1 - 2 процессора, то задачи, оптимизированные для традиционных серверов с большим числом процессоров, сложно переносить на «блейды»;
Архитектура серверной блейд-системы
В наиболее простом виде архитектура дата-центра на блейд-серверах показана на рисунке.
Рис. 3. Общая архитектура дата-центра на блейд-серверах.
К недостаткам такой архитектуры следует отнести то, что инфраструктура ресурсов серверной системы является разделённой. Типичной является ситуация, когда блейд-сервер поставляется одним поставщиком, сетевое оборудование – другим, системы хранения данных – третьим, а сервер управления – четвёртым.
Хотя вендоры и поставщики обычно публикуют т.н. «перечень совместимости» (compatibility list), с оборудованием других поставщиков, не все инженеры читают эти списки, и считают, что всё должно работать со всем. И даже эти списки не гарантируют отсутствие проблем при стыковке составных частей системы. Иногда «вылезает» несовместимость версий операционной системы. Например, модель сервера вендора Х присутствует в compatibility list вендора сетевого оборудования Y, однако, если Х успел выпустить новую версию ОС, то она может не работать с текущей версией ОС коммутатора Y. Хотя предыдущая версия ОС Х прекрасно работала.
Задача горизонтального и вертикального расширения также часто превращается в шараду, когда нужно рассчитать, на сколько нужно расширить полосу пропускания сети при добавлении новых серверов или увеличения ёмкости СХД. Эти расчёты, в принципе, несложные, но часто бывает так, что практика опровергает их результаты.
Переход от блейд-серверов к конвергентной серверной инфраструктуре
Решение перечисленных выше проблем было найдено в т.н. гиперконвергентной инфраструктуре HCI (Hyper Converged Infrastructure).
Вначале появились т.н. «конвергентные шасси», которые содержали как блейд-серверы, так сетевое оборудование, где использовался протокол FCoE (Fiber Channel over Ethernet). Более поздние версии уже содержали и некоторый объём СХД, который можно было назначать серверам.
Такие «начально конвергентные» системы позволили значительно сократить число кабелей в дата-центрах. Однако, в обычных (не гипер-) конвергентных системах всё ещё сохранялись сложности управления серверами, сетевым оборудованием и СХД, поскольку они всё ещё представляли собой отдельные компоненты, даже если соединения между ними значительно упрощены.
Гиперконвергентные системы HCI – это отдельные модули, монтируемые в стандартную стойку. Внешне они выглядят как небольшие блейд-серверные корзины, в которые можно устанавливать вставные модулей (hot-pluggable), которые можно добавлять во время работы. А также модули HCI могут быть оснащены различными «мезонинными платами», вставляемыми в их «нутро», чтобы добавить функции или повысить характеристики.
Рис. 4. Мезонинная плата.
В модулях HCI имеются как серверная часть, так и определённый объём СХД, а также сетевое оборудование. Некоторое число таких системных «кубиков» можно объединять между собой без использования дополнительного сетевого оборудование. При превышении этого числа, точно так же, как и раньше, требуется внешняя сеть.
Рис. 5. Переход от традиционных серверных систем к конвергентным и далее к гиперконвергентным.
Преимущества гиперконвергентной инфраструктуры HCI
Таким образом, HCI – это серверный модуль, содержащий, кроме вычислительной части, также ресурсы хранения и сети, и, что немаловажно, приспособленный для запуска виртуальных машин.
Такую архитектуру от других серверных систем с локальной СХД и возможностью виртуализации отличают следующие особенности:
- Единое управление всей системой с единой консоли;
- Линейное расширение при помощи стандартных строительных блоков «сервер-сеть-СХД»;
- Поставка всей системы от одного вендора;
- Управление производительностью приложений;
- Более высокая надежность за счёт распределённого резервирования;
- Основным преимуществом является то, что HCI представляют собой реализацию концепции программно-конфигурируемого дата центра SDDC (Software Defined Data Center), поставляемого в виде единого комплекта оборудования, позволяющего легко обеспечивать виртуализацию, и программное конфигурирование сети и СХД (SDN/SDS), а также управление на основе политик PBM (Policy-Based Management).
Подход вендоров
Хотя сами вендоры это пока особо не афишируют, но из их продуктовых линеек в последнее время активно исчезает серверное оборудование класса «блейд», и предлагается всё больше модулей HCI.
Например, компания НРЕ недавно объявила, что прекращает поставку блейд-серверов. Последние заказы на серверы и некоторые опции в НРЕ можно успеть разместить до конца января. С февраля все блейд-серверы будет удалены из конфигуратора НРЕ.
Приближается окончание производства и продаж блейд-серверов HPE BladeSystem c-Class. Производство шасси HPE BladeSystem c7000, а также коммутаторов, блоков питания, модулей Virtual Connect и управления Onboard Administrator уже прекращено, хотя в наличии ещё могут быть отдельные компоненты.
Крайний срок размещения заказа на производство блейд-серверов HPE ProLiant BL460c Gen10 установлен на 31 декабря 2020 г. В течение января 2021 года возможно размещение заказа, если будут в наличии компоненты для производства. После 1 февраля 2021 года все номера частей будут удалены из систем учета HPE.
Для заказчиков это означает, что если в эксплуатации ещё есть шасси BladeSystem и существуют планы его развития, то нужно поторопиться, чтобы запрыгнуть в последний вагон уходящего поезда и дозаказать недостающее. С февраля за этим оборудованием, видимо, придётся обращаться уже в музей или на барахолки.
Примерно так же поступают и другие вендоры, с различием лишь сроков и номенклатуры возможностей для заказа.
