Обслуживание дисковых систем и серверов

Содержание

Введение……………………………………………………………………3                                                                                            

1 История развития серверов……………………………………….…4

2 Основные компоненты сервера………………………………….….7

2.1Процессор…………………………………………………………...7

2.2 Материнская плата………………………………………………....8

2.3 Корпус……………………………………………………………..10

2.4 Блок питания…………………………………………………..….10

2.5 Память……………………………………………………………..11

2.6 Дисковая подсистема……………………………………………..12

2.7 RAID массив………………………………………………………13

2.8 8 Blade серверы…………………………………………………...16

3 Инструменты и приборы…………………………………………...18

3.1 Химические реактивы……………………………………………19

3.2 Аппаратное восстановление RAID………………………………20

Заключение………………………………………………………………..22

Список использованной литературы……………………………………23

 

 

 

 

 

Введение

Компьютер прочно вошел в  нашу жизнь, став главным помощником человека. На сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности, назначения и поколений .Не секрет, что основными критериями выбора при создании сервера или рабочей станции являются возможность бесперебойной, стабильной работы и производительность. Для увеличения стабильности компьютерных систем разработчиками были придуманы различные методы защиты информации с помощью систем резервного копирования и зеркалирования, а так же горячей замены аппаратных модулей, таких как блоки питания и жесткие диски. Несмотря на это, существует множество внештатных ситуаций, которые приводят не только к потере данных и остановке системы, но и к более серьезным последствиям.

Для уменьшения подобных проблем  в данной курсовой работе рассмотрим основные компоненты, принципы работы, перспективы развития и техническое обслуживание серверов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 История развития серверов

Чтобы лучше понять, что  представляют собой современные  серверы, кратко рассмотрим историю их возникновения. Изначально, вся электронная обработка данных проходила на мощных ЭВМ - мейнфреймах, у пользователей был лишь терминал для доступа к данным. Мейнфреймы (mainframe - основная стойка(англ.) представляли собой мощные, универсальные ЭВМ для массового одновременного обслуживания нескольких тысяч пользователей. Главная особенность их архитектуры - сбалансированность, что достигалось с помощью дополнительного процессора на уровне канала, который синхронизируется с вычислительным процессором по прерываниям. Обращаясь к канальному процессору за данными, вычислительный процессор в это время переключался на расчеты для параллельных задач. Терминал представлял собой алфавитно-цифровой дисплей и клавиатуру, которые подключались к мейнфрейму. Мейнфреймы поставляли несколько компаний: Hitachi, Amdahl, IBMи др. Как правило, их продукция была несовместима между собой.

Компании были замкнуты на решения одного поставщика, который  поставлял все аппаратное и программное обеспечение. Компьютерные системы были очень дорогими, а переход с одной системы на другую был очень болезненным. В1971 г. компанией Intel был разработан первый микропроцессор i4004, что сделало возможным появление персонального компьютера - IBM PC. С ростом мощности и количества ПК произошел постепенный переход от централизованной обработки информации к распределенной. Терминалы стали замещаться ПК, а от мэйнфреймов постепенно отказались.

Однако с ростом количества ПК и их мощности, развитием локальных  сетей, вновь возникла потребность в централизованном хранении и обработке данных.Появилась необходимость в сервере для персональных компьютеров.

Сервер -устройство в сети, предназначенное для обслуживания доступа к общим ресурсам (файлы, принтеры, базы данных, приложения и т.д.).

Изначально распространение  получили файловые серверы, где пользователи хранили свои данные и обменивались ими. С ростом глобальной компьютерной сети Интернет возникло новое направление - телекоммуникационные серверы (WEB-серверы, доменных имен, почтовые). С развитием СУБД , в силу изменения формата хранения и доступа к данным, файловые серверы утратили свою популярность, и их во многом заменили серверы баз данных. Файловые серверы остаются и по сей день, но они приобрели второстепенное значение -их используют лишь для хранения пользовательских файлов и различных архивов. В последнее время выросла популярность терминальных серверов, ПК пользователей служат лишь терминалом для отображения и ввода данных, а все пользовательские задачи выполняются на сервере. Таким образом достигается значительная экономия на ПК, снижаются затраты на установку и поддержку программного обеспечения, решаются вопросы конфиденциальности и сохранности данных.

Для снижения совокупной стоимости  владения, куда входят затраты на оборудование, программное обеспечение и обслуживание техники, многие компании сегодня возвращаются к централизованной обработке данных. Но теперь компании не замкнуты на одного поставщика аппаратного и программного обеспечения, на рынке есть широкий выбор решений от различных фирм.

Сервер стал критическим  элементом в современной инфраструктуре обработки данных, отказ, которого приводит к серьезным временным, а значит и финансовым потерям. Таким образом, надёжность сервера является важнейшим фактором.

Рассмотрим несколько  примеров надёжности и сохранности  данных на серверах:

Резервирование компонентов: дублированные блоки питания, вентиляторы, жесткие диски.

Память с контролем  четности (ECC) позволяет автоматически  исправлять однобитовые ошибки:

• удаленное управление и диагностика сервера (возможность просмотра температуры, скорости вращения вентиляторов, оповещения о критических сбоях);
• использование специальных серверных компонентов, которые проходят более тщательное тестирование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Основные компоненты  сервера

2.1 Процессор

В 1995 г. компанией Intel, лидирующим поставщиком микропроцессоров, был разработан процессор PentiumPro (150МГц, 512Кб кэш), позиционирующийся как серверный. Он отличался от десктопных аналогов большим кэшем продвинутой архитектурой, частично заимствованной у процессоров с архитектурой RISC. В PentiumProIntel впервые включил технологию динамического исполнения (DynamicExecution), то есть инструкции могут исполнятся не только последовательно, но и параллельно с помощью предсказания ветвей кода и переупорядоченного исполнения инструкций. Тем самым значительно повысилась эффективность процессора - количество команд выполняемых за такт.

Вторым нововведением  стал большой встроенный кэш L2. Для  серверных систем наличие большего кэша является очень важным. Процессоры всегда работают на частотах в несколько раз превышающих частоту памяти. Половина инструкций стандартных приложений представляет собой команды работы с памятью -загрузку и выгрузку данных (Load-Store). Работа с памятью происходит последующей схеме: если данные не были найдены в кэше L1, то следует обращение к кэшу L2, на это уходит 9-16 процессорных циклов, если данных нет и в кэше L2, то на обращение к памяти уходит до 150 процессорных циклов, в течение которых процессор ждет данные. Большой кэш L2 повышает вероятность быстрого доступа к данным, следовательно, увеличивает эффективность работы процессора.

Можно говорить о том, что Intel впервые применяет и обкатывает свои новые продвинутые технологии именно на серверных процессорах, потом эти технологии постепенно распространяются и на десктопы. Это уже произошло с интегрированным кэшем L2, динамическим исполнением, много поточностью(hyper-threading). На очереди 64 битная адресация памяти (ЕM64Т).

За PentiumPro последовали другие серверные процессоры: в 1998 г. –IntelPentium II Xeon (400-450МГц, 1-2Мб кэш), Pentium III Xeon (700-900Мгц,1-2Мб кэш). В 2001 г. был выпущен серверный  аналог Pentium 4 который используется для построения однопроцессорных систем, для двухпроцессорных - Xeon DP, для четырехпроцессорных - Xeon MP. Фактически IntelXeon, представляет собой IntelPentium 4, но с включенным блоком многопроцессорности (SMP). Xeon MP отличается от Xeon DP большим встроенным кэшем (до 4Мб), использованием более медленной 400МГц шины и поддержкой 4-x процессоров.

 

2.2 Материнская плата

В серверных системах используются материнские платы двух форм факторов: ATX и SSI. ATX более старый и привычный стандарт, ориентированный главным образом на ПК. Сегодня на его базе создают лишь серверные платы начального уровня. SSI (ServerSystemInfrastructure) - новый стандарт на серверные компоненты (блоки питания и корпуса). Введение открытого стандарта SSI должно упростить создание новых серверных корпусов и блоков питания, тем самым повлечь за собой уменьшение издержек и конечной цены для пользователя.

Видимое отличие материнских  плат двух стандартов заключается в  разных разъемах питания: 20-контактный у ATX, и новый 24-контактный у SSI. Одним из факторов, влияющих на цену материнской платы, являются поддерживаемые ею шины. Для плат начального уровня (однопроцессорных)характерно наличие стандартной PCI шины, хотя с выходом нового чипсета Intel E7210, шина PCI-X впервые появилась и на одно процессорных материнских платах. На более мощных (двухпроцессорных) платах существуют несколько независимых шин PCI-X. В настоящее время все серверные платы в обязательном порядке используют новую последовательную шину PCI Express.

Изначально, рынок серверных  чипсетов безраздельно принадлежал  компании ServerWorks. Но с выходом IntelXeon и выпуском чипсета E7500, лидерство на рынке чипсетов для двухпроцессорных плат перешло к Intel. На данный момент ServerWorks присутствует лишь на рынке 4-х процессорных серверов с чипсетом GrandChampion HE.

На данный момент на рынке  двухпроцессорных систем присутствуют два чипсета от Intel: E7501 для серверного сегмента и E7505 для рабочих станций . Для построения однопроцессорных систем используются чипсеты Intel 875P и E7210.

Возможность удаленного мониторинга  и управления является исключительно важной характеристикой серверов. Сегодня можно удаленно (по сети) получать информацию о температуре процессоров, материнской платы, скорости вращения вентиляторов. Администратор может устанавливать различные варианты получения предупреждений (по E-mail, на пейджер, SNMP Alerts) о критических сбоях сервера - остановке вентиляторов, перегреве процессоров, вскрытия шасси. Существует возможность удаленного включения/выключения и перезагрузки серверов. В настоящее время доступны дополнительные функций, например, системные администраторы могут удаленно (по сети) получать доступ к экрану и консоли управления сервером.

Некоторые производители  интегрируют функционал для удаленного управления на материнских платах (Intel). Другие компании придерживаются более гибкого подхода - функции управления реализуются докупаемой от дельно дочерней платой (Tyan, Supermicro). Intel планирует перейти на подобную схему. Причем у Intel будут присутствовать различные виды дочерних плат, отличающихся поддерживаемым функционалом удаленного управления.

 

2.3 Корпус

Существуют два основных вида серверных корпусов: стоечные и пьедестальные . Пьедестальные корпуса (pedestal) - стандартные «башни», отличающиеся от корпусов ПК лишь размерами, более емкой корзиной для накопителей и более качественным охлаждением. На сегодняшний день пьедестальные корпуса теряют популярность, их место занимают стоечные корпуса (rackmount). Они предназначены для установки в 19-дюймовую телекоммуникационную стойку или шкаф. Как правило, стоечные корпуса комплектуются рельсами, позволяющим и выдвигать серверы для проведения сервисных работ. Стоечные корпуса занимают меньше места и удобнее в обслуживании. Высота стоечных корпусов измеряется в юнитах (U). Один юнит равен 44,5 мм. Самые распространенные размеры стоечных корпусов: 1U, 2U, 4U и 5U.

 

2.4 Блок питания

Серверные компоненты (процессоры, жесткие диски, материнские платы  и др.),в силу своей высокой  производительности потребляют больше электроэнергии, чем их аналоги для офисных ПК. Следовательно, для серверов требуются более мощные и надежные источники питания. Серверные процессоры Xeon потребляют до 120Вт, жесткие диски SCSI до 20Вт, материнские платы до 40Вт. Путем несложных подсчетов мы можем прийти к выводу, что минимальная мощность источника питания для однопроцессорных систем должна составлять 300Вт, для двухпроцессорных - от 400Вт и выше, в зависимости от конфигурации.

В целях повышения надежности в серверах зачастую используют источники питания с резервированием (redundant). В случае выхода из строя одного источника питания, в действие вступает дополнительный, при этом питание не теряется. Администратору на консоль поступает сообщение об отказе одного из источников, что дает ему возможность оперативно заменить неисправную часть и восстановить резервирование. Соответственно, в данном случае источники питания поддерживают возможность «горячей» замены, без выключения сервера.

 

2.5 Память

В компьютерных системах работа с памятью основывается на очень  простых концепциях — это сохранять один бит информации так, чтобы потом он мог быть извлечен оттуда.

Для серверов характерна поддержка  больших объемов памяти. Обычно на двухпроцессорных платах присутствуют от 4 до 8 разъемов для модулей памяти. Соответственно максимальный объем может достигать 16Гб. Хотя на практике, использование более 4Гб памяти на 32-битных системах затруднительно. Все серверные платы поддерживают память с контролем четности (ECC). Память с ECC позволяет исправлять одиночные битовые ошибки, тем самым, обеспечивая отказоустойчивость сервера. На двухпроцессорных серверах используется специальная регистровая память.