Un server è composto da più sottosistemi, ciascuno dei quali svolge un ruolo cruciale nel determinare le prestazioni del server. Alcuni sottosistemi sono più critici per le prestazioni a seconda dell'applicazione per cui viene utilizzato il server.
Questi sottosistemi server includono:
1. Processore e cache
Il processore è il cuore del server, responsabile della gestione di quasi tutte le transazioni. Si tratta di un sottosistema molto significativo e c'è un malinteso comune secondo cui i processori più veloci sono sempre migliori per eliminare i colli di bottiglia nelle prestazioni.
Tra i componenti principali installati nei server, i processori sono spesso più potenti di altri sottosistemi. Tuttavia, solo poche applicazioni specializzate possono sfruttare appieno i vantaggi dei moderni processori come i processori P4 o 64 bit.
Ad esempio, i classici esempi di server come i file server non fanno molto affidamento sul carico di lavoro del processore poiché la maggior parte del traffico di file utilizza la tecnologia DMA (Direct Memory Access) per bypassare il processore, a seconda della rete, della memoria e dei sottosistemi del disco rigido per il throughput.
Oggi Intel offre una varietà di processori personalizzati per i server della serie X. Comprendere le differenze e i vantaggi tra i vari processori è fondamentale.
La cache, considerata strettamente parte del sottosistema di memoria, è fisicamente integrata con il processore. La CPU e la cache lavorano a stretto contatto, con la cache che funziona a circa la metà della velocità del processore o equivalente.
2. Bus PCI
Il bus PCI è la pipeline per i dati di input e output nei server. Tutti i server della serie X utilizzano il bus PCI (inclusi PCI-X e PCI-E) per collegare adattatori importanti come SCSI e dischi rigidi. I server di fascia alta in genere dispongono di più bus PCI e più slot PCI rispetto ai modelli precedenti.
I bus PCI avanzati includono tecnologie come PCI-X 2.0 e PCI-E, che forniscono velocità di trasmissione dati e capacità di connettività più elevate. Il chip PCI collega la CPU e la cache al bus PCI. Questo insieme di componenti gestisce la connessione tra il bus PCI, il processore e i sottosistemi di memoria per massimizzare le prestazioni complessive del sistema.
3. Memoria
La memoria gioca un ruolo fondamentale nelle prestazioni del server. Se un server non dispone di memoria sufficiente, le sue prestazioni peggiorano, poiché il sistema operativo deve archiviare dati aggiuntivi in memoria, ma lo spazio non è sufficiente, portando alla stagnazione dei dati sul disco rigido.
Una caratteristica degna di nota nell'architettura di un server aziendale serie X è il mirroring della memoria, che migliora la ridondanza e la tolleranza agli errori. Questa tecnologia di memoria IBM è più o meno equivalente a RAID-1 per i dischi rigidi, dove la memoria è divisa in gruppi con mirroring. La funzione di mirroring è basata sull'hardware e non richiede supporto aggiuntivo da parte del sistema operativo.
4. Disco rigido
Dal punto di vista di un amministratore, il sottosistema del disco rigido è il fattore determinante delle prestazioni del server. Nella disposizione gerarchica dei dispositivi di archiviazione online (cache, memoria, disco rigido), il disco rigido è il più lento ma ha la capacità maggiore. Per molte applicazioni server, quasi tutti i dati vengono archiviati sul disco rigido, rendendo fondamentale un sottosistema del disco rigido veloce.
Il RAID è comunemente utilizzato per aumentare lo spazio di archiviazione nei server. Tuttavia, gli array RAID influiscono in modo significativo sulle prestazioni del server. La scelta di diversi livelli RAID per definire diversi dischi logici influisce sulle prestazioni e lo spazio di archiviazione e le informazioni sulla parità sono diversi. Le schede array ServeRAID di IBM e le schede Fibre Channel IBM forniscono opzioni per implementare diversi livelli RAID, ciascuno con la propria configurazione univoca.
Un altro fattore critico per le prestazioni è il numero di dischi rigidi nell'array configurato: maggiore è il numero di dischi, migliore sarà il throughput. Comprendere il modo in cui il RAID gestisce le richieste I/O gioca un ruolo fondamentale nell'ottimizzazione delle prestazioni.
Nuove tecnologie seriali, come SATA e SAS, vengono ora utilizzate per migliorare le prestazioni e l'affidabilità.
5. Rete
L'adattatore di rete è l'interfaccia attraverso la quale il server comunica con il mondo esterno. Se i dati possono raggiungere prestazioni superiori attraverso questa interfaccia, un potente sottosistema di rete può avere un impatto significativo sulle prestazioni complessive del server.
La progettazione della rete è altrettanto importante quanto la progettazione del server. Vale la pena prendere in considerazione gli switch che assegnano diversi segmenti di rete o l'applicazione di tecnologie come ATM.
Le schede di rete Gigabit sono ora ampiamente utilizzate nei server per fornire l'elevato throughput necessario. Tuttavia, sono all’orizzonte anche tecnologie più recenti come TCP Offload Engine (TOE) per raggiungere velocità 10G.
6. Scheda grafica
Il sottosistema di visualizzazione nei server è relativamente poco importante poiché viene utilizzato solo quando gli amministratori devono controllare il server. I client non utilizzano mai la scheda grafica, quindi le prestazioni del server raramente enfatizzano questo sottosistema.
7. Sistema operativo
Consideriamo il sistema operativo come un potenziale collo di bottiglia, proprio come gli altri sottosistemi del disco rigido. Nei sistemi operativi come Windows, Linux, ESX Server e NetWare, sono presenti impostazioni che possono essere modificate per migliorare le prestazioni del server.
I sottosistemi che determinano le prestazioni dipendono dall'applicazione del server. È possibile identificare ed eliminare i colli di bottiglia raccogliendo e analizzando i dati sulle prestazioni. Tuttavia, questa attività non può essere completata immediatamente, poiché i colli di bottiglia possono variare con i cambiamenti nei carichi di lavoro del server, possibilmente su base giornaliera o settimanale.
Orario di pubblicazione: 20 luglio 2023
