Ένας διακομιστής αποτελείται από πολλά υποσυστήματα, το καθένα από τα οποία παίζει καθοριστικό ρόλο στον καθορισμό της απόδοσης του διακομιστή. Ορισμένα υποσυστήματα είναι πιο κρίσιμα για την απόδοση ανάλογα με την εφαρμογή για την οποία χρησιμοποιείται ο διακομιστής.
Αυτά τα υποσυστήματα διακομιστή περιλαμβάνουν:
1. Επεξεργαστής και προσωρινή μνήμη
Ο επεξεργαστής είναι η καρδιά του διακομιστή, υπεύθυνος για το χειρισμό σχεδόν όλων των συναλλαγών. Είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό υποσύστημα και υπάρχει μια κοινή παρανόηση ότι οι ταχύτεροι επεξεργαστές είναι πάντα καλύτεροι για την εξάλειψη των συμφορήσεων απόδοσης.
Μεταξύ των κύριων στοιχείων που είναι εγκατεστημένα σε διακομιστές, οι επεξεργαστές είναι συχνά πιο ισχυροί από άλλα υποσυστήματα. Ωστόσο, μόνο λίγες εξειδικευμένες εφαρμογές μπορούν να αξιοποιήσουν πλήρως τα πλεονεκτήματα των σύγχρονων επεξεργαστών όπως οι επεξεργαστές P4 ή 64-bit.
Για παράδειγμα, τα κλασικά παραδείγματα διακομιστών όπως οι διακομιστές αρχείων δεν βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στον φόρτο εργασίας του επεξεργαστή, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της κίνησης αρχείων χρησιμοποιεί τεχνολογία Direct Memory Access (DMA) για να παρακάμψει τον επεξεργαστή, ανάλογα με το δίκτυο, τη μνήμη και τα υποσυστήματα του σκληρού δίσκου για απόδοση.
Σήμερα, η Intel προσφέρει μια ποικιλία επεξεργαστών προσαρμοσμένων για διακομιστές της σειράς X. Η κατανόηση των διαφορών και των πλεονεκτημάτων μεταξύ των διαφόρων επεξεργαστών είναι ζωτικής σημασίας.
Η προσωρινή μνήμη, που θεωρείται αυστηρά μέρος του υποσυστήματος μνήμης, είναι φυσικά ενσωματωμένη στον επεξεργαστή. Η CPU και η κρυφή μνήμη συνεργάζονται στενά, με τη μνήμη cache να λειτουργεί με περίπου τη μισή ταχύτητα του επεξεργαστή ή ισοδύναμη.
2. Δίαυλος PCI
Ο δίαυλος PCI είναι ο αγωγός για δεδομένα εισόδου και εξόδου σε διακομιστές. Όλοι οι διακομιστές της σειράς X χρησιμοποιούν το δίαυλο PCI (συμπεριλαμβανομένων των PCI-X και PCI-E) για να συνδέσουν σημαντικούς προσαρμογείς όπως SCSI και σκληρούς δίσκους. Οι διακομιστές υψηλής τεχνολογίας έχουν συνήθως πολλαπλούς διαύλους PCI και περισσότερες υποδοχές PCI σε σύγκριση με προηγούμενα μοντέλα.
Οι προηγμένοι δίαυλοι PCI περιλαμβάνουν τεχνολογίες όπως το PCI-X 2.0 και το PCI-E, οι οποίες παρέχουν υψηλότερη απόδοση δεδομένων και δυνατότητες συνδεσιμότητας. Το τσιπ PCI συνδέει την CPU και την κρυφή μνήμη με το δίαυλο PCI. Αυτό το σύνολο στοιχείων διαχειρίζεται τη σύνδεση μεταξύ του διαύλου PCI, του επεξεργαστή και των υποσυστημάτων μνήμης για να μεγιστοποιήσει τη συνολική απόδοση του συστήματος.
3. Μνήμη
Η μνήμη παίζει κρίσιμο ρόλο στην απόδοση του διακομιστή. Εάν ένας διακομιστής δεν έχει αρκετή μνήμη, η απόδοσή του επιδεινώνεται, καθώς το λειτουργικό σύστημα χρειάζεται να αποθηκεύσει πρόσθετα δεδομένα στη μνήμη, αλλά ο χώρος είναι ανεπαρκής, γεγονός που οδηγεί σε στασιμότητα δεδομένων στον σκληρό δίσκο.
Ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό στην αρχιτεκτονική ενός εταιρικού διακομιστή της σειράς X είναι ο κατοπτρισμός μνήμης, ο οποίος βελτιώνει τον πλεονασμό και την ανοχή σφαλμάτων. Αυτή η τεχνολογία μνήμης IBM είναι περίπου ισοδύναμη με το RAID-1 για σκληρούς δίσκους, όπου η μνήμη χωρίζεται σε κατοπτρισμένες ομάδες. Η λειτουργία mirroring βασίζεται σε υλικό και δεν απαιτεί πρόσθετη υποστήριξη από το λειτουργικό σύστημα.
4. Σκληρός Δίσκος
Από την πλευρά ενός διαχειριστή, το υποσύστημα του σκληρού δίσκου είναι ο βασικός καθοριστικός παράγοντας της απόδοσης του διακομιστή. Στην ιεραρχική διάταξη των ηλεκτρονικών συσκευών αποθήκευσης (cache, μνήμη, σκληρός δίσκος), ο σκληρός δίσκος είναι ο πιο αργός αλλά έχει τη μεγαλύτερη χωρητικότητα. Για πολλές εφαρμογές διακομιστή, σχεδόν όλα τα δεδομένα αποθηκεύονται στον σκληρό δίσκο, καθιστώντας ένα γρήγορο υποσύστημα σκληρού δίσκου κρίσιμο.
Το RAID χρησιμοποιείται συνήθως για την αύξηση του χώρου αποθήκευσης στους διακομιστές. Ωστόσο, οι συστοιχίες RAID επηρεάζουν σημαντικά την απόδοση του διακομιστή. Η επιλογή διαφορετικών επιπέδων RAID για τον ορισμό διαφορετικών λογικών δίσκων επηρεάζει την απόδοση και ο χώρος αποθήκευσης και οι πληροφορίες ισοτιμίας διαφέρουν. Οι κάρτες σειράς ServerRAID της IBM και οι κάρτες IBM Fiber Channel παρέχουν επιλογές για την υλοποίηση διαφορετικών επιπέδων RAID, το καθένα με τη μοναδική του διαμόρφωση.
Ένας άλλος κρίσιμος παράγοντας στην απόδοση είναι ο αριθμός των σκληρών δίσκων στη διαμορφωμένη συστοιχία: όσο περισσότεροι δίσκοι, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το RAID χειρίζεται τα αιτήματα εισόδου/εξόδου διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στη βελτιστοποίηση της απόδοσης.
Νέες σειριακές τεχνολογίες, όπως SATA και SAS, χρησιμοποιούνται τώρα για τη βελτίωση της απόδοσης και της αξιοπιστίας.
5. Δίκτυο
Ο προσαρμογέας δικτύου είναι η διεπαφή μέσω της οποίας ο διακομιστής επικοινωνεί με τον έξω κόσμο. Εάν τα δεδομένα μπορούν να επιτύχουν ανώτερη απόδοση μέσω αυτής της διεπαφής, ένα ισχυρό υποσύστημα δικτύου μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη συνολική απόδοση του διακομιστή.
Ο σχεδιασμός δικτύου είναι εξίσου σημαντικός με τον σχεδιασμό διακομιστή. Αξίζει να ληφθούν υπόψη οι διακόπτες που εκχωρούν διαφορετικά τμήματα δικτύου ή η εφαρμογή τεχνολογιών όπως το ATM.
Οι κάρτες δικτύου Gigabit χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως σε διακομιστές για να παρέχουν την απαραίτητη υψηλή απόδοση. Ωστόσο, νεότερες τεχνολογίες όπως το TCP Offload Engine (TOE) για την επίτευξη ρυθμών 10G είναι επίσης στον ορίζοντα.
6. Κάρτα γραφικών
Το υποσύστημα εμφάνισης στους διακομιστές είναι σχετικά ασήμαντο καθώς χρησιμοποιείται μόνο όταν οι διαχειριστές πρέπει να ελέγχουν τον διακομιστή. Οι πελάτες δεν χρησιμοποιούν ποτέ την κάρτα γραφικών, επομένως η απόδοση του διακομιστή σπάνια δίνει έμφαση σε αυτό το υποσύστημα.
7. Λειτουργικό Σύστημα
Θεωρούμε το λειτουργικό σύστημα ως πιθανή συμφόρηση, όπως και τα άλλα υποσυστήματα σκληρού δίσκου. Σε λειτουργικά συστήματα όπως τα Windows, Linux, ESX Server και NetWare, υπάρχουν ρυθμίσεις που μπορούν να αλλάξουν για τη βελτίωση της απόδοσης του διακομιστή.
Τα υποσυστήματα που καθορίζουν την απόδοση εξαρτώνται από την εφαρμογή του διακομιστή. Ο εντοπισμός και η εξάλειψη των σημείων συμφόρησης μπορεί να επιτευχθεί μέσω της συλλογής και ανάλυσης δεδομένων απόδοσης. Ωστόσο, αυτή η εργασία δεν μπορεί να ολοκληρωθεί αμέσως, καθώς τα σημεία συμφόρησης ενδέχεται να διαφέρουν ανάλογα με τις αλλαγές στον φόρτο εργασίας του διακομιστή, πιθανώς σε καθημερινή ή εβδομαδιαία βάση.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-20-2023
