Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0292

Číslo materiálu: VY_32_INOVACE_PSK-3-14

Tematický celek (sada): Základy počítačových sítíTéma (název) materiálu: HW požadavky na serverPředmět: Počítačové sítě a komunikace

Ročník / Obor studia: 3. / Informační technologie

Autor / datum vytvoření: Mgr. Martin Štorek / 30.11.2013

Anotace: Studenti se seznámí se základními HW požadavky na server, jako jsou paměti RAM, procesory, pevné disky a alternativy jako je SAN nebo NAS úložiště, záložní systém UPS, diskové pole a metody ochrany RAID, zálohování, …

Metodický pokyn: Prezentace slouží k výkladu nové látky pomocí dataprojektoru nebo PC, lze ji vytisknout.

1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, 272 01 Kladno, www.1kspa.cz

1

2

HW POŽADAVKY NA SERVER

3

Provedení serveru

provedeníserverů

TOWER

RACK

Procesory• Multiprocesorové systémy pro náročné podmínky• Procesory s vícejádrovou architekturou• Speciální procesory pro servery• Parametry serveru: • takt, datová šířka, počet jader, typ patice, cache paměť

4

• OpteronAMD

• XeonINTEL

Operační paměť• parametry:• kapacita, frekvence, typ modulu, počet pinů, oprava chyb

• ECC (Error Checking and Correcting)• technologie ECC se zabývá chybovými daty a jejich opravnými

kódy, kontrolováním integrity dat

5

Pevné disky, disková pole• Parametry:• rozhraní: SATA, SAS, SCSI• kapacita, cache paměť (GB)• otáčky: 7 200, 10 000, 15 000 rpm• střední doba chyby (MTBF)• přístupová doba (ms)

6

Rozhraní SCSI• SCSI (Small Computer System Interface) • Externí nebo interní rozhraní pro připojení zařízení• Nejčastěji pro připojení pevných disků nebo magnetopáskových

jednotek, lze i skenery, CD/DVD mechaniky, atd.• Výhodou SCSI bylo připojení většího počtu HDD než u

rozhraní ATA/IDE• Sběrnice SCSI má větší přenosovou rychlost• SCSI disky měly a mají zpravidla větší otáčky ploten, kratší

přístupovou rychlost a větší životnost

7

[2] [2] [3]

Rozhraní SAS• SAS (Serial Attached SCSI)• pokračovatel SCSI rozhraní• používá se u nejvýkonnějších

serverových disků• každý disk má dva nezávislé

kanály (řadiče)• standardní diskové pole je

chráněno proti výpadku disku nikoli proti výpadku řadiče

8

[1]

[4]

Disková pole• disková pole zajišťují rychlejší přístup k datům• zabraňují ztrátě dat v důsledku havárie některého z HDD • jednotlivé disky se spojují do fyzických (i logických) celků• kapacita vnitřního diskového prostoru je omezena počtem

volných pozic v serverové skříni• externí disková pole se připojují k serveru pomocí:• SAS rozhraní• SAN (Storage Area Network) • NAS (Network Attached Storage)

9

SAN• SAN (Storage Area Network)• samostatná oddělená

vysokorychlostní datová síť pro připojení externích úložných zařízení k serverům (disková pole, páskové jednotky, zálohovací zařízení)

10[5]

NAS• NAS (Network Attached Storage)• Datové úložiště pro sdílení dat připojené do sítě LAN• Lze používat pro více účelů a služeb• nejčastěji jako souborový server

• poskytuje uživatelům data• jednoduchý mail server• jednoduchý web server• jednoduchý FTP server• podporuje metody RAID

11

[6]

12

RAID• Redundant Array of Independent Disks • 1988 – USA – Californie - Berkeley• diskový řadič zabezpečující koordinovanou práci dvou nebo

více fyzických HDD • zvýšený výkon a odolnost vůči chybám a ztrátě dat• vytvoří logický úložný prostor obdobný jednomu HDD• použití na serverech (možno i na stanicích)• několik základních úrovní: RAID 0 – RAID 7

nejpoužívanější: RAID 0, RAID 1, RAID5, RAID 01, RAID 10

13

RAID - realizace• HW – pomocí řadiče HDD• Většina dnešních „lepších“ desek nabízí RAID na úrovni

hardware a ovladačů• Přiřazení disků a konfigurace se děje ještě před startem

operačního systému na úrovni nastavení BIOSu daného řadiče.• Výhodou HW RAID je vyšší výkon• SW – pomocí OS• Softwarový RAID zajišťuje funkce operačního systému.• W8 ve všech edicích podporují softwarový RAID 0 a 1, plus

technologii Storage Spaces, která umí realizovat i RAID 5. • W7 podporují RAID 0 a 1 v edicích Professional, Enterprise a

Ultimate.• Serverové operační systémy podporují RAID 0, 1 a 5

• Výhodou SW RAID je realizace na OS bez HW podpory

14

RAID 0 - striping

normální data redundantní data

RAID 0 - Striping

není ochrana

• Data jsou rovnoměrně rozdělována mezi všechny disky (paralelní zápis)

• Výhodný způsob z hlediska rychlosti přístupu k datům - zápis i čtení bude (teoreticky) tolikrát rychlejší, kolik disků bude k dispozici.

• Systém neposkytuje ochranu dat proti selhání disku.• Vzhledem k rozložení dat stačí selhání jediného disku a všechna

data jsou ztracena.• Využíváme maximální kapacitu, kapacita pole je součtem kapacity

všech disků.

15

RAID 1 - mirroringRAID 1 - Mirroring

je ochrana

• Jedná se o tzv. „zrcadlo“• Data jsou současně zapisována na dva nebo více disků. • Stačí tedy, aby zůstal zachován jeden jediný disk, a máme k

dispozici všechna data.• Systém poskytuje odolnost vůči selhání disku.• Tento postup je neutrální z hlediska výkonu při čtení a zápisu.• Neefektivní z hlediska kapacity, využívá se polovina disků tj.

polovina celkové datové kapacity pole.

normální data redundantní data

16

RAID 5 – striping s redundancíRAID 5 – Striping

s redundancí

je ochrana

normální data redundantní data

• Je potřeba nejméně tří disků. • Data na nich jsou rozložena a zakódována tak, že k

přečtení úplné informace stačí mít k dispozici libovolné dva z nich. • Poskytuje odolnost vůči selhání disků, chybějící data se dopočtou z

redundantních.• Nabízí vyšší výkon než u jednoho disku (čtení i zápis bude

teoreticky n-1× rychlejší, kde n je počet disků)• Nabízí vyšší kapacitu: budeme-li mít např. 3×1 TB disk v RAID 5,

kapacita pole bude 2 TB.

17

RAID 01 /10 – striping + mirroring

• Existují i další druhy systému RAID fungující podobně jako RAID 5

• Liší se způsobem zápisu dat na jednotlivé disky. • Existují kombinacemi RAID 0 a 1• RAID 0+1 resp. RAID 01• RAID 1+0 resp. RAID 10• Jedná se o kombinace min. čtyř disků, kde jsou data současně

stripována a mirrorována, abychom získali výhody obou přístupů – vyšší kapacita, rychlejší zápis a odolnost vůči selhání disku

Zálohování dat• disková pole zabrání ztrátě dat v důsledku výpadku některého

z disků, ale jsou bezmocná v případě havárie – živelné katastrofy, havárie většího počtu disků, poškození dat (aktualizace SW, reinstalace, ap.)

• pole nezabrání chybám, které vznikají lidskou činností - smazaná, poškozená, ztracená data

• zálohování – neocenitelný pomocník pro obnovu dat• SW řešení – specializované programy• HW řešení - specializované zařízení (větší objem dat)

• NAS servery• disková pole• pásková mechanika

18

19

Záložní zdroje• u návrhu serverů a diskových systémů (NAS) nesmí chybět záložní

zdroje – UPS• poskytují ochranu před výpadky napájení, které mohou způsobit

poškození jednotlivých komponent• výkon se udává ve VA (voltampér) – zdánlivý výkon• převod mezi VA a W: VÝKON[VA] * 0,6 = VÝKON[W]

700 VA = 420 W

20

Dedikace serveru• dedikovaný (vyhrazený)• pouze pro síťový provoz a zajištění služeb• server nelze použít jako pracovní stanici pro běžnou uživatelskou práci• OS: NetWare• serverhosting: pronájem serveru koncovému klientovi, který si zajistí

pouze SW provoz• nededikovaný (nevyhrazený) • běží síťový OS • server lze použít jako pracovní stanici pro běžnou práci uživatele• OS: Windows Server

Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoli další využití podléhá autorskému zákonu.

Použité zdroje[1] MASTERAD. http://noel.feld.cvut.cz/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://noel.feld.cvut.cz/vyu/a2b31hpm/images/4/48/SAS.png [2] AUTOR NEUVEDEN. http://www.answers.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://content.answcdn.com/main/content/img/CDE/SCSICHAN.GIF[3] AUTOR NEUVEDEN. http://www.iomega.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://www.iomega.com/support/manuals/jaz2e/images/man_jaz2e_scsi_chain_id.gif[4] AUTOR NEUVEDEN. http://www.tomshardware.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://img.tomshardware.com/us/2006/04/07/going_the_sas_storage_way/scsi-sas-comparison.jpg[5] ALISAN. http://www.allsan.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://www.allsan.com/images/charts/san1.jpg[6] AUTOR NEUVEDEN. http://www.qnap.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://www.qnap.com/images/products/NAS/TS439Pro/feature02.jpg

21