Логическая структура

Логическая структура. сервера Центральный процессор (ЦП, или центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное вычислительное устройство) - исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера; отвечает за выполнение операций, заданных программами.

Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Южный мост (англ. Southbridge), IOH (I/O controller hub), периферийный контроллер — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности.

Память (Оперативная память, ОЗУ) – часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций.

Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кеш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес. Графический контроллер (видеокарта, графическая плата, графический ускоритель, графическая карта, видеоадаптер) (англ. videocard) — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.

Raid-контроллер — устройство управления жесткими дисками. SAS-экспандер позволяет подключить к RAID контроллеру гораздо больше дисков, чем есть SAS линий на самом контроллере. Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как Hyper-Transport и SCI. Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера.

Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ, что упрощает функции системного контроллера и снижает тепловыделение. В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP. Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения.

Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней. Протоколы Клиенты соединяются с сервером, используя протоколы TCP/IP (а точнее NetBIOS через TCP/IP), или IPX/SPX Дополнительно для протоколов TCP/IP, IPX/SPX поддерживается доступ через защищенные вызовы RPC. Данный тип соединений называют trusted connection, или доверительные соединения, а протокол, соответственно, trusted protocol Так же для администрирования базой данных используется низкоуровневый протокол доступа, называемый Tabulated Data Stream (TDS) Для шифрования трафика сервера SQL используется протокол IPSec Организация памяти Для того чтобы обеспечить высокий уровень защиты данных, сравним различный спецификации RAID-массивов.

RAID (англ. redundant array of independent/inexpensive disks – избыточный массив независимых/недорогих жёстких дисков) – массив из нескольких дисков, управляемых контроллером, взаимосвязанных скоростными каналами и воспринимаемых внешней системой как единое целое.

В зависимости от типа используемого массива может обеспечивать различные степени отказоустойчивости и быстродействия. Служит для повышения надёжности хранения данных и/или для повышения скорости чтения/записи информации RAID 0 (Striping — «чередование») — дисковый массив из двух или более жёстких дисков с отсутствием избыточности. Информация разбивается на блоки данных (Ai) и записывается на оба/несколько дисков одновременно.

RAID 1 (Mirroring — «зеркалирование»). Экономичное решение для двух дисков с высокой защитой от сбоев. RAID 1 состоит из двух дублирующих наборов данных, расположенных на двух отдельных дисках. Он также обеспечивает высочайшую доступность данных за счет поддержания двух одинаковых копий всех данных. В конфигурации должно быть как минимум два диска, недостатком, с точки зрения финансов, является то, что используемая емкость составляет всего половину емкости доступных дисков.

RAID 1 обеспечивает защиту данных для всех сред, где абсолютная избыточность данных, доступность и производительность являются ключевыми факторами, а стоимость хранения гигабайта данных является вторичным фактором. RAID 2 В массивах такого типа диски делятся на две группы — для данных и для кодов коррекции ошибок, причем если данные хранятся на n дисках, то для складирования кодов коррекции необходимо n & #8722; 1 дисков. Данные записываются на соответствующие винчестеры так же, как и в RAID 0, они разбиваются на небольшие блоки по числу дисков, предназначенных для хранения информации.

Оставшиеся диски хранят коды коррекции ошибок, по которым в случае выхода какого-либо винчестера из строя возможно восстановление информации. Метод Хемминга давно применяется в памяти типа ECC и позволяет на лету исправлять однократные и обнаруживать двукратные ошибки. RAID 3 Структура массива RAID 3 такова: в массиве из n дисков данные разбиваются на блоки размером 1 байт и распределяются по n − 1 дискам, а еще один диск используется для хранения блоков четности.

В RAID 2 для этой цели стояло n − 1 дисков, но большая часть информации на этих дисках использовалась только для коррекции ошибок на лету, а для простого восстановления в случае поломки диска достаточно меньшего ее количества, хватает и одного выделенного винчестера. RAID 4 RAID 4 похож на RAID 3, но отличается от него тем, что данные разбиваются на блоки, а не на байты.

Таким образом, удалось «победить» проблему низкой скорости передачи данных небольшого объема. Запись же производится медленно из-за того, что четность для блока генерируется при записи и записывается на единственный диск. Из систем хранения широкого распространения RAID-4 применяется на устройствах хранения компании NetApp (NetApp FAS), где его недостатки успешно устранены за счет работы дисков в специальном режиме групповой записи, определяемом используемой на устройствах внутренней файловой системой WAFL. RAID 5 Блоки данных и контрольные суммы циклически записываются на все диски массива, нет асимметричности конфигурации дисков.

Под контрольными суммами подразумевается результат операции XOR(исключающее или). Xor обладает особенностью, которая применяется в RAID 5, а именно это даёт возможность заменить любой операнд результатом и, применив алгоритм xor, получить в результате недостающий операнд. Например: a xor b = c (где a, b, c — три диска рейд-массива), в случае если a откажет, мы можем получить его, поставив на его место c и проведя xor между c и b: c xor b = a. Это применимо вне зависимости от количества операндов: a xor b xor c xor d = e. Если отказывает c тогда e встаёт на его место и проведя xor в результате получаем c: a xor b xor e xor d = c. Этот метод по сути обеспечивает отказоустойчивость 5 версии.

Для хранения результата xor требуется всего 1 диск, размер которого равен размеру любого другого диска в raid. RAID 6 RAID 6 — похож на RAID 5, но имеет более высокую степень надежности — под контрольные суммы выделяется емкость 2-х дисков, рассчитываются 2 суммы по разным алгоритмам.

Требует более мощный RAID-контроллер. Обеспечивает работоспособность после одновременного выхода из строя двух дисков — защита от кратного отказа. Для организации массива требуется минимум 5 дисков. Обычно использование RAID-6 вызывает примерно 10-15 % падение производительности дисковой группы, по сравнению с аналогичными показателями RAID-5, что вызвано большим объемом обработки для контроллера (необходимость рассчитывать вторую контрольную сумму, а также прочитывать и перезаписывать больше дисковых блоков при записи каждого блока). RAID 7 RAID 7 — зарегистрированная марка компании Storage Computer Corporation.

Структура массива такова: на n − 1 дисках хранятся данные, один диск используется для складирования блоков четности. Но добавилось несколько важных деталей, призванных ликвидировать главный недостаток массивов такого типа: кэш данных и быстрый контроллер, заведующий обработкой запросов.

Это позволило снизить количество обращений к дискам для вычисления контрольной суммы данных. В результате удалось значительно повысить скорость обработки данных (кое-где в пять и более раз). RAID10 RAID10 по сути объединяет чередование RAID0 и зеркалирование RAID1. Этот уровень обладает улучшенной производительностью чередования и избыточностью зеркалирования. RAID 10 - это результат формирования массива RAID 0 из двух и более массивов RAID 1. Этот уровень RAID обеспечивает высокую отказоустойчивость - допускается отказ одного диска для каждого суб-массива без потери данных.

Полезная емкость массива RAID 10 составляет 50% объема доступных дисковых накопителей. Главный недостаток RAID 0 заключается в том, что страдает надёжность всего массива (при выходе из строя любого из входящих в RAID 0 винчестеров, полностью и безвозвратно пропадает вся информация). Надёжность массива RAID 0 заведомо ниже надёжности любого из дисков в отдельности. У RAID1 нет этого недостатка, но он не обеспечивает необходимую производительность.

Основным недостатком RAID от 2-го до 4-го уровней является невозможность производить параллельные операции записи, так как для хранения информации о четности используется отдельный контрольный диск. Главным недостатком RAID7 является слишком высокая стоимость его реализации, а так же сложность его обслуживания. Сравнивая RAID5, RAID6 и RAID10, можно отметить, что все они имеют довольно высокую надёжность. Но RAID10 обеспечивает более высокую производительность, что является одним из главных требований к серверу БД. Главным недостатком RAID10 является его сравнительно небольшая полезная емкость, но в случае нашей компании это является необходимой жертвой в пользу высокой надежности и высокой производительности.

На основе этих заключений, останавливаем свой выбор на RAID10. Физическая (аппаратная) структура Выбранные конфигурации сервера: Sun Fire X4250 Области применения сервера Sun Fire X4250: • Большие базы данных • Виртуализация и консолидация • Высокопроизводительные вычислительные системы • Web 2.0 • Инфраструктурные офисные приложения • Локальный хостинг приложения, интенсивно использующие ресурсы хранения данных Основные преимущества • Двухпроцессорный сервер форм-фактора 2RU, поддерживающий двухъядерные и четырехъядерные процессоры • Максимальная емкость диска обеспечивает возможность работы с локальной дисковой подсистемой не испытывая потребности в дополнительном расширении • Большой объем памяти и исключительные возможности для масштабируемости системы хранения данных обеспечивают долговечность использования Основные характеристики • Два разъема для четырехъядерных или двухъядерных процессоров: • 16 разъемов для модулей памяти FB-DIMM • Поддержка до 64 ГБ памяти • Поддержка до 16 жестких дисков SAS • Четыре гигабитных порта Ethernet В максимальной конфигурации с 16 процессорными ядрами, 16 модулями памяти DDR2 FB-DIMM и 16 жесткими дисками SAS этот сервер демонстрирует исключительную мощность.

Он поддерживает установку большого количества жестких дисков, что обеспечивает быстрый доступ к нужным данным или защиту данных посредством резервирования.

Жесткие диски SAS идеально подходят для задач консолидации.

Сервер Sun Fire X4250 сертифицирован на совместимость с большим количеством операционных систем, чем любой другой сервер этой категории. Он поддерживает операционные системы Solaris 10, Red Hat Enterprise Linux, SUSE Linux Enterprise Server и Microsoft Windows 2003 Server, и Sun предоставляет услуги технической поддержки при использовании всех этих ОС. В серверах Sun Fire X4250 используется сервисный процессор, поддерживающий автономное дистанционное управление.

Эта встроенная система позволяет дистанционно осуществлять удалённый мониторинг и управление системами и при необходимости принимать соответствующие действия для предотвращения незапланированных простоев.

Технические характеристики: Процессор: 2 x Intel® Xeon® 5400(3.40 GHz/ 150W/ 1600 MHz FSB/ Cores – 4/ 2x6M L2 Cache, 5000p “Blackford” Chipset) Память: Sun X6381A 8 GB (4 x 2 GB DIMMs) PC2-5300 667 MHz ECC Fully Buffered DDR2 Memory, RoHS-5 Compliant Видео-адаптер: встроенный Сеть: Четыре встроенных 1Гбит/с сетевых интерфейса: Intel® 82567 Шина расширения: Шесть разъемов PCI Express USB: Пять портов 2.0 USB Управление: ILOM: локальное и удаленное переключение клавиатуры, видео и мыши, поддержка удаленных носителей (DVD, CD, дискеты, USB), управление через интерфейс браузера, CLI в стиле DMTF, IPMI, SNMP Хранение данных и носители: DVD-RW 8x Sun XRA-SS2CF-146G10K 146GB SAS Drive Питание: два блока питания 950W с "горячей" заменой Физическая структура