Развитие технологии клиент-сервер приводит к переносу практически всего объема "сетевых вычислений" на серверы ЛВС, оставляя на долю рабочих станций лишь незначительную "доработку" и интерпретацию результатов. Все это предъявляет повышенные требования к производительности, надежности и управляемости серверов. Сегодня мы рассмотрим основные особенности серверов ЛВС семейства NetServer исходя именно из этих трех принципиальных показателей.

Компания Hewlett-Packard производит три линии серверов: NetServer LC - недорогой сервер для небольших рабочих групп; NetServer LS - наращиваемый, отказоустойчивый сервер для выполнения наиболее сложных и ответственных (mission-critical) сетевых приложений; NetServer LH - занимающий промежуточное положение и характеризующийся оптимальным соотношением цена/производительность.

Производительность

Производительность сервера определяется его архитектурой, т. е. конкретной реализацией отдельных компонентов сервера и связей между ними. К основным элементам архитектуры сервера можно отнести следующие: процессоры; средства реализации многопроцессорных вычислений; средства организации взаимодействи процессоров между собой, с кэш-памятью и с оперативной памятью; средства организации подсистемы ввода-вывода и ее взаимодействия с процессорами и оперативной памятью.

Рассмотрим далее архитектуру серверов NetServer LC, LH и LS (основные параметры серверов приведены в таблице.

Основные параметры серверов семейства HP NetServer

NetServer LC

Этот сервер имеет стандартную трехшинную архитектуру: три шины - системная шина и шины ввода-вывода PCI и EISA - соединяются между собой посредством специальных мостов, обеспечивающих согласование шин и буферизацию межшинного обмена.

Так же как и в модели NetServer LH, системная шина, позволяющая получить доступ к оперативной памяти, PCI-мост, контроллеры оперативной и кэш-памяти интегрированы в одной микросхеме. Для увеличени скорости обмена "процессор - кэш" компани Hewlett-Packard во всех трех моделях своих серверов применяет синхронную кэш-память второго уровня с групповым режимом обмена, с обратной записью (Burst, Synchronous Fast SRAM, Write Back). В отличие от асинхронной кэш-памяти (Asynchronous), синхронный кэш может работать на частоте наиболее быстрых процессоров Pentium (до 66 МГц - частота внешней шины процессора) и полностью устраняет циклы ожидания при обмене "процессор - кэш". В сервере NetServer LC, как и в сервере NetServer LН, установлена 64-разрядна системная шина с фиксированной частотой (Fixed Clock System Bus) 33 МГц. Простая архитектура системной шины позволяет снизить стоимость сервера, сохраняя высокую скорость обмена "процессор - ОЗУ" за счет применени синхронной кэш-памяти.

NetServer LН

Модель NetServer LН может работать в режиме симметричной многопроцессорной обработки (SMP) с двум процессорами Pentium-100 или Pentium-133.

Как видно из рис. 1, в двухпроцессорной конфигурации оба процессора используют общие кэш и оперативную память. Архитектура с разделяемым кэшем обеспечивает эффективное по соотношению цена/производительность решение для многопроцессорных систем начального уровня. В сервере LН установлены две шины PCI, соединенные последовательно. Первая PCI-шина, на которой расположены два интегрированных адаптера Fast SCSI-2, имеет прямой доступ к системной шине. Вторая PCI-шина, как и EISA-шина, подключается к первой PCI-шине через мост. Применение двух SCSI-адаптеров и двух шин PCI позволяет снизить нагрузку на SCSI-шину каждого из адаптеров, разделить нагрузку периферийных устройств между различными шинами PCI и улучшить возможности расширения сервера.

Увеличение производительности дисковой подсистемы можно получить за счет применения RAID-контроллеров. Повышение быстродействия достигается благодар распараллеливанию операций ввода-вывода между несколькими дисками, использованию достаточно большого объема кэш-памяти RAID-контроллера и снижению нагрузки на процессор сервера за счет обработки операций ввода-вывода процессором RAID-контроллера. Компани Hewlett-Packard поставляет RAID-контроллеры для шин EISA и PCI, эти контроллеры реализуют уровни RAID 0, 1, 5 и 6 и могут быть установлены в любой из серверов HP NetServer. RAID-контроллер для шины EISA имеет интерфейс Fast SCSI-2, для шины PСI - интерфейс Wide/Fast SCSI-2. Оба контроллера оснащены процессором I960 и содержат 4-Мбайт кэш-память с обратной записью и поддерживают по два SCSI-канала.

Рис. 1. Принципиальная схема архитектуры NetServer LH.

NetServer LS

Этот наиболее производительный сервер предусматривает до четырех процессоров Pentium-100 или Pentium-133 с симметричной многопроцессорной обработкой, имеет две равноправные шины PCI с интегрированными на одной из них двумя адаптерами Wide/Fast SCSI-2 (рис. 2).

Применение двух равноправных шин PCI позволяет существенно увеличить скорость выполнения операций ввода-вывода за счет сбалансированного распределени между двумя шинами PCI высокоскоростных устройств ввода-вывода, таких, как адаптеры Wide/Fast SCSI-2 и 100-Мбит сетевые адаптеры. Две шины PCI также позволяют устройствам, расположенным на разных шинах, одновременно выполнять операции ввода-вывода.

В отличие от сервера LH, в модели LS каждый процессор имеет свой кэш второго уровня. Такая схема обеспечивает максимальную скорость обмена между процессором и кэш-памятью (процессорам не приходитс конкурировать между собой за доступ к кэш-памяти), однако приводит к удорожанию системы за счет необходимости применения специальных компонентов дл синхронизации кэш-памяти различных процессоров. Скорость обмена между различными процессорами составляет 533 Мбайт/с.

В сервере LS реализована также несколько ина стратегия записи данных из кэш-памяти в оперативную память - Write-Back Cancelled. Обычная стратеги Write-Back предусматривает избыточный цикл записи из кэша в оперативную память в том случае, когда главное устройство шины (bus master) должно записать данные в некоторый участок оперативной памяти и кэш-память содержит измененные данные из того же участка памяти. В этом случае процессор приостанавливает устройство bus master, а контроллер кэш-памяти производит запись в оперативную память (цикл Write-Back) и лишь затем эти данные перезаписываются устройством bus master. Контроллеры кэша и оперативной памяти в сервере LS оптимизированы таким образом, чтобы отменять (cancel) избыточные циклы записи.

В сервере LS реализована самосинхронизующаяс системная шина, не зависящая от частоты процессора. По сравнению с системной шиной с фиксированной частотой, применяемой в моделях LС и LH, системная шина сервера LS позволяет избежать излишних циклов синхронизации при обращении процессора к оперативной памяти. Одним из определяющих факторов быстродействия сервера являетс скорость шины памяти (шина, по которой происходит обмен между оперативной памятью и соответствующим контроллером). HP NetServer LS имеет одну из самых быстрых в индустрии шин памяти - с пропускной способностью до 200 Мбайт/с. Этой скорости достаточно, чтобы поддерживать полную загрузку одновременно двух шин PCI, работающих на скорости до 90 Мбайт/с (хот теоретический предел для шины PCI - 133 Мбайт/с, на практике такие скорости недостижимы; 90 Мбайт/с - это скорость, полученная в результате измерений на реальной системе).

Рис. 2. Принципиальная схема архитектуры NetServer LS

Дальнейшее увеличение быстродействия сервера LS достигается за счет буферизации различных транзакций на всех уровнях архитектуры сервера. К подобным транзакциям относятся такие операции, как обмен "процессор - кэш", "кэш - оперативная память", "устройства PCI/EISA bus master - оперативная память". Например, один PCI-мост может одновременно обслуживать 4 операции ввода и 4 операции вывода. Максимальное число одновременно выполняемых транзакций для сервера LS равно 23, в то время как тот же показатель дл архитектуры Compaq TriFlex составляет 16 транзакций.

Надежность

Отказ от "мэйнфреймов" и перенос на серверы ЛВС все более важных для предприятий приложений предъявляют особые требования к отказоустойчивости таких серверов. По данным компании Hewlett-Packard, отказы серверов связаны со следующими причинами: сбой ("зависание") сетевой ОС (79%), отказ дисковых накопителей (5%), отказ оперативной памяти (4%), проблемы сети электропитания (8%), отказ источника питания (2%), отказ центрального процессора (1%) и другие причины (1%). Серверы компании Hewlett-Packard традиционно известны как одни из самых надежных в отрасли, тем не менее в серверах NetServer применяются специальные меры для повышения их надежности, причем Hewlett-Packard основное внимание уделяет первым трем причинам (проблемы сети электропитания решаются использованием источников бесперебойного питания). Перечислим эти меры.

1. Все три модели HP NetServer имеют аппаратную и программную поддержку автоматического перезапуска сервера при зависании ОС (Automatic Server Restart).
2. Модели серверов NetServer LH и LS имеют по два интегрированных на системной плате SCSI-адаптера, что позволяет организовать на аппаратном уровне зеркальное дублирование как дисков, так и дисковых адаптеров. Другое решение, более экономичное с точки зрени использования дорогой дисковой памяти, - применение специализированного RAID-контроллера. Применение такого адаптера и специальная конструкция посадочных мест дл дисков в моделях NetServer LH и LS позволяют проводить "горячую" замену отказавшего диска, не прерывая работы сервера и приложений. После замены отказавшего диска данные на вновь установленном диске будут автоматически восстановлены в фоновом режиме. В серверах NetServer LС "горячая" замена отказавшего диска возможна только в случае применения внешней дисковой стойки - NetServer Storage System.
3. В серверах с большим объемом оперативной памяти (более 128 Мбайт) важное значение может иметь контроль работы ОЗУ. В моделях NetServer LH и LS применяютс модули памяти с контролем и коррекцией ошибок (ECC - Error Checking and Correction). Память ЕСС, в отличие от обычной памяти с контролем на четность (KY), позволяет обнаруживать и исправлять ошибки в нескольких битах. При этом обнаружение и исправление ошибок не приводят к остановке сервера, что происходит в случае использования обычной памяти с проверкой на четность. Кроме того, если исправление ошибок невозможно, часть банка памяти или весь банк целиком будут заблокированы. Таким образом, отказ части оперативной памяти вызывает лишь уменьшение доступной памяти (после автоматической перезагрузки сервера), не приводя к фатальному сбою работы сервера.
4. В модели NetServer LS, предусматривающей до 4 процессоров, отказ одного или нескольких процессоров также не вызывает фатальной остановки сервера. Отказ процессора приводит к автоматической перезагрузке сервера, во время которой все процессоры тестируются и неисправные автоматически блокируются.

Управляемость

Для современных компьютерных сетей характерно наличие большого числа серверов, выполняющих различные задачи (серверы приложений, файловые серверы, серверы печати, почтовые серверы и т. д.), при этом часть серверов может находиться в географически удаленных филиалах предприятий. В такой ситуации перед сетевыми администраторами на передний план выходят вопросы простоты инсталляции и конфигурирования серверов, мониторинга их состояния и возможности оперативного устранения возникающих проблем.

Для обеспечения управляемости компани Hewlett-Packard комплектует свои серверы как аппаратными, так и программными средствами. К аппаратным средствам относятся встроенные датчики контроля температурного режима и напряжения питани таких компонентов сервера, как жесткие диски, источник питания и вентиляторы, а также датчик, отвечающий за автоматическую перезагрузку сервера при "зависании" сетевой операционной системы. Автоматическа перезагрузка позволяет существенно сократить врем простоя сервера, что особенно важно для обеспечени работы серверов, обслуживающих рабочие группы и находящихся в удаленных филиалах, в штате которых экономически нецелесообразно иметь сетевого администратора. Информация, получаемая встроенными датчиками, может собираться и анализироваться с помощью входящего в комплект поставки серверов и разработанного компанией Hewlett-Packard программного обеспечени NetServer Navigator. Пакет NetServer Navigator, поставляемый на загрузочном диске CD-ROM, содержит средства инсталляции, конфигурирования и управлени серверами. NetServer Navigator может быть установлен на любой сетевой станции с загруженной Windows (или Windows for Workgroup, или Windows NT) и обладает удобным графическим интерфейсом.

NetServer Navigator включает следующие компоненты:

• HP Configurator Assistant. Это приложение обеспечивает быстрый доступ к интерактивной справочной информационной системе, которая позволит упростить инсталляцию или изменение конфигурации и оптимизировать производительность сервера. Например, если необходимо установить дополнительную оперативную память или обновить версию BIOS, Configurator Assistant предоставит вам графическое руководство и необходимые программные утилиты. В случае если вам необходимо оптимизировать работу сервера, например, в среде Windows NT, Configurator Assistant выдаст вам подробный "путеводитель" по настройке различных параметров сервера и операционной системы.
• HP Information Assistant - интерактивна справочная система по серверам и другим продуктам компании Hewlett-Packard, по инсталляции и настройке сетевой ОС, по техническому обслуживанию серверов.
• HP Diagnostic Assistant - диагностический пакет для поиска и устранения аппаратных неисправностей, таких, как, например, неправильное подсоединение/ терминальное согласование SCSI-устройств.
• HP NetServer Assistant. Это приложение дл управления сервером, которое обеспечивает отображение, заблаговременное предупреждение и идентификацию проблем для таких подсистем, как SCSI-адаптеры, жесткие диски и дисковые массивы, сетевые адаптеры, источники питания и источники бесперебойного питания, вентиляторы, ЕСС-память. Это приложение включает платформу сетевого управления HP OpenView/Windows. Благодаря пакету OpenView администратор сети получает возможность со своего рабочего места контролировать работу и управлять всеми серверами локальной сети, удаленными серверами, а также другими сетевыми устройствами, предусматривающими протокол SNMP. Например, если дисковый контроллер сервера обнаруживает увеличение частоты отказов какого-либо диска, пиктограмма соответствующего сервера на карте сети в среде OpenView изменяет цвет, предупреждая администратора о проблемах с сервером (сигнал предупреждения может также передаваться по электронной почте и пейджеру). Просматривая список сообщений об ошибках, администратор выясняет причину появления предупреждающих сообщений и может заблаговременно принять решение о замене диска до того, как полный отказ диска приведет к остановке сервера и, возможно, к потере данных.

Пакет NetServer Navigator совместим со следующими сетевыми ОС: NetWare, Windows NT, OS/2.

В том случае, когда ЛВС центрального офиса не связана с ЛВС удаленных филиалов, для мониторинга и управления серверами таких филиалов можно использовать адаптер HP Remote Assistant. Такой адаптер, устанавливаемый в гнездо EISA удаленного сервера и соединенный с модемом, позволяет администратору в центральном офисе контролировать состояние и управлять удаленными серверами и их компонентами, вплоть до дистанционной перезагрузки серверов и переназначени монитора и консоли удаленного сервера на станцию администратора.

Статья подготовлена специалистами компании АйТи тел. (095) 127-9010, 127-9012, 924-5811, 923-6466