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
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