1. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
1. Анализ конфигураций сетевого сервера.
По заданию дипломного проекта, необходимо выбрать конфигурацию сервера соответствующую заданным условиям. Это должен быть сервер с двумя процессорами Pentium, который должен обеспечить работу 100 пользователей.
Так как по условию сервер должен работать 10 лет, то он должен позволять дальнейшую модернизацию без замены его основных компонентов.
Выбор конфигурации сервера является компромиссом между возможностями и потребностями: чем производительней сервер - тем дороже он стоит.
Разберем, из чего складывается производительность серверов. Она
является комбинацией производительностей различных компонент системы, таких
как процессор, серверная плата, оперативная память, жесткий диск. Выбирая
сервер, не всегда стоит гнаться за производительностью каждого из компонент
- если необходим файловый сервер, ему не требуется сверхмощный процессор, и
увеличить дисковую подсистему. А вот если сервер, конфигурацию которого
выбираем, многоцелевой, тогда стоит подумать именно о производительности
процессора и объеме оперативной памяти. При выборе конфигурации также
полезно знать минимальные системные требования программного обеспечения,
которое планируется установить на сервере.
В наших рассуждениях будем основываться на том, что технологии Intel являются лидирующими в разработке серверов.
[ ]
1.1.1 Выбор процессора.
Процессор является сердцем любой компьютерной техники. Очевидно, что от его производительности напрямую зависит производительность сервера в целом
Поэтому, при выборе сервера предлагаю остановиться на моделях с процессором Pentium II.
Более производительный процессор Pentium III - Pentium III Xeon стоит
значительно дороже и предназначен для решения сложных графических задач.[
]
1.1.2 Выбор серверной платы.
Производительность серверной платы является интегральной
характеристикой. Одним из основных показателей быстродействия системной
платы является тактовая частота системной шины. Она характеризует скорость,
с которой различные устройства на серверной плате обмениваются данными.[
] Очевидно, чем больше этот показатель - тем быстрее работает плата. До
недавнего времени максимальная частота системной шины системных плат под
процессоры Intel составляла 66 МГц, но с появлением новых более
производительных процессоров, узким местом, которое препятствовало
дальнейшему наращиванию производительности стала именно системная шина.
Поэтому, вслед за новыми процессорами появились серверные платы, работающие
на тактовой частоте 100 МГц, которые и предлагаю использовать на
разрабатываемом сервере.
Другим важным показателем производительности серверной платы является
установленный на ней чипсет. Он обеспечивает взаимодействие различных
компонентов платы между собой. От установленного чипсета напрямую зависит и
тактовая частота системной шины.[ ] Поскольку Intel является
общепризнанным производителем чипсетов для своих процессоров, большинство
производителей устройств расширения ориентируются именно на чипсеты Intel.[
]
Третья важная характеристика серверной платы - поддержка дополнительных процессоров. /По условию дипломного проекта их должно быть 2/
И, наконец, помимо всего прочего серверная плата также должна иметь развитые средства самодиагностики, такие как измерение собственной температуры и температуры процессоров, контроль за вентиляторами охлаждения и т.д. Это очень важно потому, что серверы, как правило, работают в круглосуточном режиме в течение всего срока службы.
Проведем сравнительный анализ серверных плат прелагаемых Intel , обеспечивающие выше изложенные условия.
Сравнительная таблица 1.1.2.1
| |N440BX |L440GX+ |C440GX+ |
|Поддержка |один или два |один или два |от одного до двух |
|процессоров |процессора Intel |процессора Intel® |процессоров Intel® |
| |Pentium ® II с |Pentium® III или |Pentium® III XeonTM|
| |тактовыми частотами|Pentium II с |или Pentium II Xeon|
| |от 266 до 400 МГц |тактовой частотой |-550, 500, 450 и |
| | |500, 450, 400 или |400 МГц |
| | |350 МГц | |
|Объем |512 Кб |512 Кб |от 512 Кб до 2 Мб |
|кэш-памяти | | | |
|второго | | | |
|уровня | | | |
|Память |до 1 Гб памяти |до 2 Гб памяти |до 2 Гб памяти |
| |SDRAM ECC 100МГц |SDRAM ECC100МГц |SDRAM ECC100МГц |
|Емкость |32, 64, 128 и 256 |32, 64, 128, 256, |32, 64, 128, 256, |
|модулей DIMM|Мб |512 Мб |512 Мб |
| | | | |
|Свободные |три PCI, один ISA, |Шесть PCI, в т. ч. |Шесть PCI, в т. ч. |
|слоты шин |один совмещенный |два с поддержкой |два с поддержкой |
| |PCI/ISA |66-МГц плат PCI, |66-МГц плат PCI, |
| | |один разъем ISA |один разъем ISA |
|Независимые |- |Две независимые |Две независимые |
|шины | |шины PCI |шины PCI |
|Интеграция |Двухканальный |Ultra2 SCSI |Ultra2 SCSI |
|узлов |SCSI-контроллер |(Максимальная |(Максимальная |
| |(Макс. скорость |скорость передачи: |скорость передачи: |
| |передачи данных 40 |120Мб/с (80 + 40)) |120Мб/с (80 + 40)) |
| |Мб/с) | | |
| |, сетевой Intel |, адаптер локальной|, адаптер локальной|
| |PRO/100+ Fast |сети Intel PRO/100+|сети Intel PRO/100+|
| |Ethernet (Intel |Fast Ethernet |Fast Ethernet |
| |82559)и графический|(Intel 82559), |(Intel 82559), |
| |адаптеры Cirrus |графический |графический |
| |Logic GD 5480 |контроллер Cirrus |контроллер Cirrus |
| | |Logic GD 5480 |Logic GD 5480 |
|Цена |422$ |569$ |838$ |
Проанализировав сравнительную таблицу можно сделать вывод, что для разрабатываемого сервера с учетом дальнейшей модернизации подходят серверные платы L440GX+ и L440GX+, но с учетом ценовых показателей более предпочтительней серверная плата L440GX+. [ ]
1.1.3. Выбор памяти.
Объем оперативной памяти (или RAM - Random Access Memory), измеряемый в
мегабайтах, является важнейшим показателем практически для всех типов
серверов. Если это сервер приложений - память необходима для загрузки
программ, если это файловый сервер - память требуется для кэширования
(технология кэширования позволяет повысить производительность работы с
жестким диском). Поскольку требования современных программ к системным
ресурсам растут, для сервера является важным такой показатель, как
максимальный объем оперативной памяти - он характеризует способность
сервера к расширяемости.
Каким бы быстрым не был винчестер сервера, скорость работы процессора с оперативной памятью значительно выше. Кэширование подразумевает следующее: с помощью алгоритмов с довольно высокой степенью вероятности компьютер может предсказать, какие данные на жестком диске потребуются в следующий момент времени. Эти данные заранее считываются в оперативную память, и в тот момент, когда они реально потребуются, скорость доступа к ним оказывается значительно выше. [ ]
Память наращивается при помощи специальных модулей, которые вставляются
в SIMM или DIMM-разъемы. Соответственно видам разъемов модули памяти также
бывают SIMM или DIMM, однако в серверах сейчас используются преимущественно
DIMM-модули. Очевидно, что максимальный объем оперативной памяти зависит от
количества разъемов памяти, так что чем больше - тем лучше.
Также очень важно знать, на какой частоте она работает. Большинство
ранних модулей памяти работали на частоте 66 МГц, однако, сейчас появилась
более быстрая память, поддерживающая повышенную частоты системной шины -
100 и 133 МГц.[ ]
Другой важной характеристикой оперативной памяти является время
доступа: чем меньше - тем лучше. Хорошим выбором будут модули памяти со
временем доступа 8 наносекунд и меньше. Поскольку к надежности серверов
предъявляются повышенные требования, предлагаю использовать в них память с
коррекцией ошибок, так называемую ECC (Error-Correcting Code). Поддержка
ЕСС означает, что в случае возникновения ошибки внутри микросхем памяти она
не повлияет на работу системы. Естественно, что чем больше тактовая
частота, на которой работает память, тем больше ошибок возникает в ходе
работы, поэтому идеальным сочетанием для серверов является быстрая память с
коррекцией ошибок. Ну и, наконец, важна марка изготовителя памяти, в
идеальном случае это должен быть производитель сервера или фирма с мировым
именем Kingstone. Предлагаю с учетом произведенных расчетов в пункте
использовать память DIMM 256Mb SDRAM ECC PC100 Kingston, которую
поддерживает выбранная серверная плата Intel L-440GXH+.[ ]
1.1.4. Выбор жесткого диска.
Для дисковой подсистемы сервера основными показателями являются: объем хранимых данных, надежность и скорость работы винчестеров. Для повышения надежности в серверах используют как минимум два винчестера: один - под операционную систему, другой - под данные пользователей. Объем винчестера с операционной системой выбирается исходя из системных требований программного обеспечения - каждый продукт занимает определенное количество дискового пространства, о чем всегда пишется в сопроводительной документации. Надежность работы дисковой подсистемы сервера обеспечивается использованием винчестеров либо непосредственно от производителя, либо зарекомендовавших себя марок. При этом установка жестких дисков в серверы известных производителей имеет ряд особенностей, в частности, необходимо применять жесткие диски только тех марок, использование которых сертифицировано производителем сервера. [ ]
Производительность - важный показатель работы дисковой подсистемы.
Винчестер не может работать сам по себе, для его функционирования необходим
контроллер, - устройство, выполняющее роль своеобразного переводчика между
форматом данных, в котором оперирует системная плата, и форматом данных
винчестера. Наибольшее распространение получили два интерфейса: IDE и
SCSI.
Помимо скорости работы, IDE и SCSI имеют и другие различия: IDE при
общении с винчестером активно использует ресурсы процессора, в то время как
SCSI работу с жестким диском берет на себя, поэтому производительность
систем со SCSI-контроллером выше. Кроме этого, SCSI позволяет подключать
большее количество периферийных устройств - от 7 до 15 на канал, а IDE -
только 2 устройства на канал. Существуют как многоканальные SCSI-
контроллеры, позволяющие подключать большее количество устройств, так и
многоканальные IDE-контроллеры которые из-за своей дешевизны, очень
распространены в компьютерах. В серверах же, наоборот - благодаря своей
производительности основным интерфейсом является SCSI.
Поэтому, в разрабатываемом сервере, принимая во внимание
вышеизложенное, предлагаю установить жесткие диски SCSI марки Seagate 9.1Gb
Seagate Barracuda и 18.4Gb Seagate Barracuda, зарекомендовавшие себя
гарантированной надежностью. [ ]
1.1.5 Выбор корпуса сервера.
Для разрабатываемого сервера предлагаю использовать серверный корпус
Intel SC5000 специально разработанный для выбранной серверной платы L440GX.
Этот серверный корпус имеет ряд особенностей и преимуществ:
|Особенности |Преимущества |
|Корпус Intel SC5000 специально |Высокая надежность, простота и |
|разработан и протестирован для |удобство интеграции |
|серверных плат Intel® L440GX+ и | |
|N440BX | |
|Конфигурация с одним источником |Достаточно для системы любой |
|питания 350 Вт или с двумя |сложности; надежность |
|(основной + резервный) 1+1 400Вт |резервирования |
|Усовершенствованная система |Активный контроль тепловых |
|охлаждения позволяет оптимально |параметров с использованием |
|разместить до 4-х вентиляторов, |новейших технологий |
|обеспечивающих эффективное | |
|охлаждение основных компонентов | |
|5 отсеков для переферийных |Свыше 126 ГБ дискового |
|устройств стандарта Ultra160 SCSI с|пространства |
|поддержкой скорости вращения дисков| |
|до 10 тыс. об/мин. (совместимого со| |
|стандартом Ultra2 SCSI) | |
|Модификация с возможностью "горячей|Сокращает время простоя, |
|замены" поддерживает пять 1" SCSI |вызванного заменой вышедших из |
|устройств "горячей замены" и два |строя дисков; увеличивает полный |
|неснимаемых устройства |размер дискового пространства. |
|Три отсека 5.25" для установки |Универсальность конфигурации |
|периферии |системы |
|Модификация для установки в стойку |Возможность выбора способов |
|или напольная |установки |
|Механическая защита от |Обеспечение безопасности, |
|несанкционированного доступа и |возможность автоматического |
|утилита контроля состояния сервера |контроля жизненно важных систем |
|Intel® Server Control (ISC) |сервера, рассылка предупреждений |
| |и диагностика отказов |
[ ]
Предложенные основные компоненты образуют базовую конфигурацию №1 сервера они представлены в таблице 1.1.7.1.
По ценам на 10.11.00 стоимость его составляет 1983$.
Для разработки технологии модернизации необходимо выбрать дополнительные устройства, которые потребуются для изменения конфигурации сервера.
1.1.6. Выбор RAID контроллера.
Необходимость в расширении возможностей сервера, как правило возникает, когда прежняя конфигурация сервера исчерпывает свои запасы по производительности. Ее дальнейшее увеличение возможно за счет увеличения производительности трех узлов: процессора, памяти и дисковой системы.
Хороший прирост в скорости работы дает установка более производительного процессора. Еще более ощутима для сервера установка второго процессора.
Наращивание объема оперативной памяти также дает хороший эффект.
Расширение возможностей сервера возможно и за счет организации RAID-
массива, который представляет собой избыточное множество независимых
дисков, обеспечивающих надежное хранение данных. Для организации RAID-
массива необходимы SCSI диски и RAID контроллер. Жесткие диски будем
использовать так же марки Seagate: 9.1Gb Seagate Barracuda 18XL и 18.4Gb
Seagate Barracuda. Так как серверная плата разработана по Intel технологии,
то рекомендуется для обеспечения совместимости устанавливать дополнительные
устройства той же технологии. Прелагаю использовать RAID контроллер Intel
SRU21, отличающийся низкой загрузкой процессора и высокой скоростью работы.
[ ]
1.1.7. Выбор сетевой платы.
Необходимым условием нормальной работы для серверов любого типа является использование быстрого сетевого интерфейса (как правило - сетевой карты) и, соответственно, быстрого подключения к сети. Все старания по увеличению производительности сервера могут быть легко сведены на нет установкой в систему медленной сетевой карты. При модернизации сервера нужно предусмотреть установку дополнительной высокоскоростной сетевой платы. Выбор ее произведем на основании тех же рекомендаций, что и при выборе RAID-контроллера. Предлагаю применить в модернизированном сервере сетевую плату Intel EtherExpress S, как одну из самых скоростных, имеющую автоматический выбор скорости работы 10Мб/с или 100Мб/с и низкий коэффициент использования ресурсов центрального процессора. [ ]
С учетом модернизации в таблице 1.1.7.1. представлены основные узлы конфигурации №2 стоимостью на 10.11.00 3935$ и конфигурации №3 стоимостью на 10.11.00 6098$
Таблица 1.1.7.1
|Конфигурация №1|Тип устройства |Кол|Цена $ |Примечание |
| | |-во| | |
|Процессор: |Pentium II – 450 |1 |127|127 | | |
|Жесткий диск: |9.1Gb Seagate Barracuda |1 |280|280 | | |
| |18XL ST39236LW | | | | | |
|Дисковод: |3.5» Teac |1 |12,|12,5| | |
| | | |5 | | | |
|Память: |DIMM 256Mb SDRAM ECC PC100 |1 |590|590 | | |
| |Kingston | | | | | |
|Плата: |Intel L-440GXH+ |1 |569|569 | | |
|Привод CD-ROM: |40x Teac |1 |50 |50 | | |
|Корпус: |Intel SC5000 KHDBASE |1 |354|354 |1 БПх350Вт, | |
| | | | | |Без Корзины | |
|Видеоадаптер: |Интегрирован | | | | | |
|Сетевая карта: |Интегрирован | | | | | |
| | |итого |1983| | |
|Конфигурация №2| | | | | | |
|Процессор: |Pentium II – 450 |2 |127|254 | | |
|Жесткий диск: |9.1Gb Seagate Barracuda |3 |280|840 | | |
| |18XL ST39236LC | | | | | |
|Дисковод: |3.5» Teac |1 |12,|12,5| | |
| | | |5 | | | |
|Память: |DIMM 256Mb SDRAM ECC PC100 |2 |590|1180| | |
| |Kingston | | | | | |
|Плата: |Intel L-440GXH+ |1 |569|569 | | |
|Привод CD-ROM: |40x Teac |1 |50 |50 | | |
|Контроллер |Intel SRU21 |1 |379|379 | | |
|RAID: | | | | | | |
|Корпус: |Intel SC5000 |1 |650|650 |2 БПх400Вт, | |
| | | | | |Без Корзина | |
|Видеоадаптер: |интегрирован | | | | | |
|Сетевая карта: |интегрирован | | | | | |
| | |итого |3935| | |
|Конфигурация №3| | | | | | |
|Процессор: |Pentium II – 450 |2 |127|254 | | |
|Жесткий диск: |18.4Gb Seagate Barracuda |5 |390|1560| | |
| |18XL ST318436LW | | | | | |
|Дисковод: |3.5» Teac |1 |12,|12,5| | |
| | | |5 | | | |
|Память: |DIMM 256Mb SDRAM ECC PC100 |4 |590|2360| | |
| |Kingston | | | | | |
|Плата: |Intel L-440GXH+ |1 |569|569 | | |
|Привод CD-ROM: |40x Teac |1 |50 |50 | | |
|Контроллер |Intel SRU21 |1 |379|379 | | |
|RAID: | | | | | | |
|Корпус: |Intel SC5000 KHDHSRPU |1 |804|804 |2 БПх400Вт, | |
| | | | | |С Корзиной | |
|Сетевая карта: |Intel EtherExpress S |1 |109|109 | | |
|Видеоадаптер: |интегрирован | | | | | |
| | |итого |6098| | |