Обслуживание дисковых систем и серверов

Отличие от обычной состоит  в том, что на ней присутствуют регистры(буферы), контролирующие распределение  сигнала по всем чипам памяти.

Соответственно, буферы увеличивают  задержку работы с памятью, но увеличивают надежность доступа к памяти, что критично для серверов. Таким образом, двухпроцессорные сервера используют регистровую память с контролем четности. В однопроцессорные сервера ставят обычную память с поддержкой ECC или без.

 

2.6 Дисковая подсистема

Как и любой персональный компьютер, сервер содержит накопительные устройства (жёсткие диски) для хранения данных и информации. Для сервера остро стоит вопрос с записью и сохранением информации.

На сегодняшний день на рынке представлены жесткие диски  трех интерфейсов -ParallelATA (IDE), SerialATA (SATA), SCSI.Parallel ATA (IDE) является основным интерфейсом для персональных компьютеров. К преимуществам данного интерфейса можно отнести низкую ценуза мегабайт информации. Serial ATA является наследником интерфейса PATA. В новом стандарте была расширена пропускная способность до 150 Мб/сек, для подключения дисков используются новые плоские кабели. Стандарт SATA допускает горячее подключение накопителей, в нем заложен механизм оптимизации очереди команд внутри контроллера, что значительно ускоряет ввод-вывод, скорость вращения шпинделя - 7200 или 10000 оборотов в минуту. Интерфейс SCSI традиционно использовался в серверных системах. К его неоспоримым преимуществам следует отнести возможность подключения до 15устройств на один канал, высокую пропускную способность (до 320 Мб/сек),технологии арбитража шины, снижающие нагрузку на процессор, оптимизация очереди команд. Данные особенности делают SCSI идеальным интерфейсом для задач, связанных с большим количеством операций ввода-вывода. Жесткие диски с интерфейсом SCSI, как правило, имеют большую скорость вращения шпинделя - 10000 или 15000 оборотов в минуту, что увеличивает скорость поиска и передачи данных. К минусам данного интерфейса можно отнести высокую стоимость хранения (жесткий диск SCSI в три-четыре раза дороже, чем накопители SATA или PATA той же емкости). Физический интерфейс SCSI дисков бывает двух видов: интерфейс SCA 80-контактов (поддерживается режим "горячей" замены) и 68- контактный интерфейс (без "горячей" замены).

 

2.7 RAID массив

RAID - что это такое и  зачем?

Идея RAID (RedundantArrayofIndependentDisks- надежный массив  независимых дисков) очень проста: связать несколько жестких дисков вместе, получив в результате один логический том с увеличенной пропускной способностью и защитой данных. Когда появилась концепция RAID, определились и несколько стандартных схем объединения дисков, называемых "уровнями" (Levels). RAID-0 использует так называемую запись с чередованием и позволяет объединять в один том произвольное число дисков. Рассмотрим простейший случай RAID-0 с двумя дисками: данные на него пишутся блоками определенного, заданного при конфигурировании массива, размера (обычно контроллер позволяет выбрать размер блока от 4Kb до 256Kb и более). Блоки с нечетными номерами записываются на первый HDD, с четными - на второй HDD, и читаются в аналогичном порядке. При этом емкость тома оказывается равна суммарной емкости HDD, а скорость записи и чтения больших файлов теоретически вырастает вдвое (пропорционально числу HDD).Разумеется, если записываемая или читаемая порция данных оказывается меньше размера блока, никакого выигрыша в скорости не происходит. С другой стороны, и чрезмерно уменьшать размер блока не следует - дело в том, что современные HDD наиболее эффективно оперируют порциями данных не менее определенного размера (обычно от 8Kb до 64Kb в зависимости от модели), и попытка общаться с ними более короткими блоками приводит к резкому падению производительности.

RAID-0 обеспечивает наибольшее  из всех типов RAID увеличение производительности дисковой подсистемы, но при этом не только не улучшает надежности хранения данных, но напротив, ухудшает ее - поскольку данные полностью пропадают при выходе из строя любого из дисков, объединенных в массив. Понятно, что вероятность выхода из строя одного из двух дисков вдвое выше, чем одного отдельно взятого диска. Однако существуют приложения, в которых эффективность важнее сохранности данных. Например, использование RAID-0 оправданно при редактировании цифрового видео (ведь всегда остается возможность восстановить исходный материал непосредственно с пленки), для хранения рабочей копии часто используемой базы данных или WEB-сервера (в случае, когда приемлемо обеспечение сохранности данных путем периодического создания резервных копий на другом носителе), или для хранения временных файлов (своп системы, индексы SQL-сервера).

RAID-1 (также известный как "зеркало") использует так называемую параллельную запись, и может объединять диски только парами. Идея RAID-1состоит в том, чтобы постоянно поддерживать точный дубликат содержания одного диска (так называемого "ведущего", или source) на другом диске ("ведомом" или backup). Если произошел отказ ведущего диска, его роль автоматически переходит к ведомому, если же отказал ведомый, то тем более ничего ужасного не происходит, все данные в любом случае сохраняются, и система продолжает работать, как ни в чем не бывало. Потерять данные на

RAID-1 можно только в  случае одновременного отказа  обоих HDD (точнее, в случае отказа второго HDD до того, как администратор заменит отказавший первый) - что при должной оперативности персонала практически невероятно. Таким образом, RAID-1 обеспечивает практически наивысшую сохранность данных из всех возможных конфигураций RAID и при отказе одного HDD не только не теряет производительности, но даже может ее несколько увеличить. Однако RAID-1 не дает выигрыша в производительности по сравнению с одиночным HDD (операции чтения он выполняет несколько быстрее, чем одиночный диск, но запись происходит заметно медленнее), и при этом теряется 50% суммарной емкости дисков (то есть массив из двух дисков имеет размер одного).

RAID-5 придуман для преодоления  этого минуса. В нем к данным, записываемым на каждом диске, приписываются контрольные коды на других дисках, позволяющие полностью восстановить информацию с вышедшего из строя диска. Минимальное число дисков в RAID-5 - три, но эффективным его использование становится при существенном увеличении числа дисков. Плюс RAID-5 в том, что он обеспечивает сохранность данных при выходе из строя одного HDD, при этом уменьшая полезную емкость тома ровно на емкость одного диска. Разумеется, поскольку вероятность отказа одного из трех и более дисков выше, чем отказа одного из двух дисков в RAID-1,теоретическая надежность RAID-5 ниже, чем RAID-1, и падает с ростом числа дисков - но на практике она достаточно высока даже при 15 и более дисках. Более существенным недостатком RAID-5 является его низкая производительность при операциях записи. Дело в том, что запись каждого блока данных на один HDD вызывает операцию записи контрольных кодов на все остальные HDD, причем эти контрольные коды надо еще вычислить по не самым простым формулам. Именно поэтому контроллеры с поддержкой RAID-5 имеют на борту довольно мощные процессоры и весьма дороги - и все равно даже самые лучшие из них по скорости записи значительно уступают одиночному HDD. Менее очевидным недостатком является катастрофическое падение производительности всех операций (включая чтение) при отказе одного из дисков. Теоретически контроллер может продолжать работу, рассчитывая недостающие данные по контрольным кодам с оставшихся дисков, но на практике такая система столь медлительна, что работа на ней теряет какой-либо смысл.

RAID-10 сочетает в себе  технологии и, соответственно, достоинства  RAID-0иRAID-1. От первого он берет  высокую скорость, а от второго  – надежную сохранность данных, при этом он полностью избавлен от недостатков, присущих RAID-5. Однако число дисков, объединяемых в том RAID-10, должно быть четным и не менее четырех.

RAID-10 единственный из всех  массивов способен продолжать  работу при отказе до половины дисков массива, при этом, практически не теряя своей производительности. Фактически, он выходит из строя с потерей данных только при одновременном отказе двух определенных HDD, образующих зеркальную пару. Другими словами, его надежность немного ниже, чем у

RAID-1 (из-за большего числа  дисков), но выше, чем у RAID-5 (который разрушается при отказе любых двух дисков).

2.8 Blade серверы

Сравнительно недавно (по меркам серверного рынка) появившиеся  блэйд-серверы в настоящее время  считаются многими изготовителями наиболее перспективной архитектурой. Напомним, что блэйд-серверы (так  называемые серверы-лезвия) — это  одноплатные серверы, устанавливаемые  вертикально в общее шасси. Преимуществом  такого подхода следует считать  не только уникально высокую плотность  вычислительных ресурсов и масштабируемость, но и унификацию питания, охлаждения и коммутации для всех лезвий внутри шасси.

Серьезным препятствием на пути развития блэйд-серверов стало  отсутствие единого устоявшегося стандарта  — многие крупные изготовители имеют  в своих модельных рядах серверы  лезвия, однако практически все они  несовместимы между собой, так как  изготовители каждый по-своему решали задачи проектирования шасси, разъемов питания и т. п.

Впрочем, ситуация нормализуется, скорее всего, уже в обозримом  будущем. Компания Intel совместно с  крупнейшим поставщиком серверов компанией IBM анонсировала инициативу BOS (Blade Open Specification, открытая спецификация блэйд-серверов) — компании открыли для свободного использования полное техническое  описание блэйд-платформы IBM (требованиям BOS уже соответствуют блэйд-системы Intel, поставляемые на рынок OEM).

Не вызывает сомнений, что  открывшимися возможностями воспользуются  практически все изготовители серверных  платформ и через некоторое время BOS станет на рынке стандартом де-факто. Однако пока сложно предсказать действия других компаний, имеющих собственные  стандарты построения блэйд-систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Инструменты и приборы

 Для поиска и устранения  небольших неисправностей и ремонта  серверов достаточно иметь небольшой  набор основных инструментов. Однако  если подойти к этому профессионально,  требуется большой набор специфических  инструментов, которые дают возможность  эффективно проводить ремонтные  и монтажные работы.

 К их числу относятся:

• простой набор инструментов для сборки и разборки;
• диагностические устройства и программы для тестирования компонентов компьютера;
• приборы для измерения сопротивления и напряжения: цифровые мульти метры, логические пробники, генераторы импульсов;
• химические препараты для протирки контактов, болончик со сжатым  воздухом для удаления пыли в труднодоступных местах;
• инструменты для демонтажа микросхем;
• тестовые разъёмы для проверки последовательного и параллельного портов;

• приборы тестирования памяти, позволяющие оценить функционирование модулей.

• комплект для пайки и монтажа разъёмов сетевого оборудования;
• оборудование для тестирования питания компьютера.

 Подручный инструмент, применяемый для ремонта:

• гаечные ключи на 3/16,  1/4;
• малая и средняя крестообразные отвёртки;
• малая и средняя плоские отвёртки;
• приспособление для извлечения микросхем;
• приспособление для установки микросхем;
• пинцет;
• зажим для деталей;
• отвёртки Т-10, Т-15;
• пассатижи с длинными губками;
• напильник;
• фонарик.

  Паяльные принадлежности, кроме стандартного набора должны  включать в себя отсос для  припоя и браслет, заземляющий  для снятия статического электричества.  Паяльник тоже должен иметь  заземление.

 

3.1 Химические реактивы

 Некоторые химические  реактивы могут понадобиться  для чистки, поиск неисправностей, или ремонта. Для протирания  компьютеров и контактов используется  три хлор этан. Это очень эффективное  чистящее средство, его можно  применять, не опасаясь повредить  пластмассовые детали платы. Он  хорошо удаляет пятна с корпуса  и клавиатуры. В последнее время  стали выпускаться его заменители, так как применение при хлорэтана ограничивается по экологическим соображениям.

 Отличным средством  для повышения надёжности и  смазки контактов является Stabilifnt-22. Это жидкий низкомолекулярный  полимер, имеющий свойство полупроводника  и обладающий электрической проводимостью.  Он заполняет зазоры между  поверхностями, что увеличивает  площадь контакта и препятствует  доступу кислорода и других  веществ, вызывающих окисление  и коррозию контактов. Он продаётся  как в чистом виде, так и  в смеси с другими веществами. Стоимость флакона Stabiliant-22a около 40 долларов, он особенно эффективен для слотов ввода-вывода, разъёмов плат, разъёмов для подключения дисководов и блоков питания, практически для любых разъемов компьютера. Помимо улучшения контакта он облегчает вставку и извлечение разъема и обеспечивает защиту в течение 10 лет.

 Для выдувания пыли  из компьютера используется фреон  или углекислый газ.  Однако  нужно помнить, что при интенсивном  выдувании на сопле образуется  статический заряд и необходимо  принять меры к его устранению. Кроме того, фреон огнеопасен.

 

3.2 Аппаратное восстановление RAID

Альтернативой созданию образа может быть аппаратная сборка. Сразу  оговоримся - без знания алгоритма  работы контроллера, либо без наличия  резервной копии абсолютно всех дисков массива, пользоваться этим «шаманским методом» категорически не рекомендуется, т.к. можно внести такие изменения  на диски, в результате которых Вы уже не получите данных, даже обратившись  к специалистам.  Приведённая  здесь информация даётся скорее в  ознакомительных целях, чем в  качестве руководства к действиям.

 Суть метод заключается  в том, что массив пересоздается  на контроллере заново, с конфигурацией,  полностью аналогичной прошлой.  Внимание. Если при создании будет  запущен ребилд, существует большая  вероятность безвозвратной потери  данных.

 Некоторые модели контроллеров  после создания нового массива  автоматически выполняют инициализацию,  что также может привести к  потере данных.

 Если все диски массива  были исправны, то есть вероятность  того, что без каких-либо дополнительных  действий Вы вновь получите  доступ к информации. Также не исключено, что файловая система будет частично повреждена и придется еще поработать такими утилитами как R-Studio, Get Data Back либо чем-то аналогичным.

В случаях с массивами  пятого уровня, когда один из дисков неисправен, можно создать массив с заменой диска на аналогичный, исправный. Когда массив будет создан (ребилд не проводить!), после запуска  операционной системы, этот диск нужно  будет отключить «на горячую».