刀片服务器

什么是刀片服务器？

刀片服务器是一种信息技术产品，它由多个服务器组合而成，形成一个单一的单元。刀片服务器设备，或称高密度服务器，是一种小型信息处理设备，用于管理网络计算机和系统之间的信息。它互连不同的计算机、程序、应用程序和系统，在过程中传输和共享信息。

刀片服务器由一个机架或外壳组成，通常是一个机箱，以及一套被称为服务器刀片的薄型插入式计算机板。它们之所以被称为刀片，是因为它们的薄型，厚度类似于剃须刀片，每个刀片通常包含一个服务器，常常专门负责某项特定任务。刀片服务器中的数据通常存储在内存中，形式为卡或其它存储设备。

每个服务器刀片都集成了处理器、内存、内置网络连接器、可选的光纤主机接口卡和其他输入/输出连接。这些组件允许服务器刀片与其他系统部分接口，或直接与电源连接。

刀片服务器的演进

刀片服务器的进步非常显著，以确保它们能够满足数据中心和企业计算系统的需求。

1. 早期的刀片服务器概念

刀片服务器首次出现在 20 世纪 90 年代后半期，这是因为需要更有效地组织数据中心设备。在这些早期的努力中，主要侧重于创建几个早期原型，其唯一目标是缩小当时系统中服务器的数量。

然而，在早期，它受到了限制，刀片服务器的规格是在没有标准的情况下开发的，每个公司都设计了独特的刀片服务器。

2. 标准化和广泛采用

对刀片服务器技术进步影响最大的变化是标准的制定。另一个倡导刀片服务器标准的组织是服务器系统基础设施（SSI）论坛。正是通过这种标准化，这些产品的制造商才意识到与其他制造商产品的兼容性，从而提高了产品在市场上的接受度和使用率。

3. 技术进步和性能提升

它指的是制造结构的变化，从而提高产出效率。

多年来，刀片服务器硬件出现了各种变化和修改，这表明技术在不断进步。处理器、内存和存储的改进转化为支持刀片服务器上更复杂和更密集的应用和处理需求的能力。

此外，新的设备冷却方法和提高功率的方法结束了在尝试将许多服务器组合在一个类似手提箱的设备中并增强其功能性和坚固性时出现的挑战。

4. 与虚拟化技术集成

虚拟化，特别是 VMware 和 Microsoft Hyper-V（称为 Azure 虚拟机），在刀片服务器的增长和发展中发挥了关键作用。刀片系统作为虚拟移动基底也取得了显著进展，可以在单个硬件框架上托管多个虚拟机（VM）。这带来了资源利用率的提高和成本的降低。

5. 各种用例，重点关注可持续性

技术使用的优先领域多种多样，包括智能城市、可持续性、提高效率等用例。

随着刀片服务器的进步，它们的应用领域扩展到了传统数据中心以外的领域。因此，它们被集成到边缘计算环境、混合计算集群和专业垂直市场，包括电信。

另一方面，对可持续设计和能源消耗需求的增长为将节能技术集成到刀片系统铺平了道路，包括动态电源管理以及增强的散热系统。

刀片服务器的关键组件和架构

刀片服务器可以定义为服务器系统，它们由多个称为刀片的纤薄封闭式机柜组成，这些机柜以某种方式连接到包含对系统运行至关重要的复杂硬件组件和功能的系统中间部分。

刀片服务器可以通过某些设计特征轻松识别，这些特征使它们与市场上其他传统的机架式服务器不同。因此，首先确保您了解这些部分是什么以及给定模型的整体拓扑结构至关重要。

1. 机箱： 这是容纳一个或多个刀片服务器、机制、设备和机架系统的物理结构或外壳。
2. 刀片： 这些是安装在机箱中的纤薄单元，它们包含服务器以及模块化的概念，甚至内部空间也是模块化的。刀片指的是包含数据并将信息传递到互联网内各个计算机系统的内存系统。它们看起来像堆叠在一起的超薄抽屉；它们看起来像堆叠在一起的超小型抽屉。
3. 服务器： 它们是内置于每个刀片中的独立服务器，包括内存、处理器以及使每个刀片能够运行的程序。
4. 机架： 刀片服务器位于套件上，这些套件以机架的物理形式放置在服务器位置，例如服务器机房。
5. 背板： 这是服务器机架的一部分，它通过电缆或称为背板的电路板将不同的模块和服务器连接起来。

刀片服务器的用途

刀片服务器通常采用定制化设计，专门用于一次性做好一件事。以下是它们执行的一些任务示例：

1. 文件共享： 刀片服务器支持数据点或设备的连接以及这些数据的共享。
2. 网页服务和缓存： 它们代表用户通过 URL 访问文档，将网页发送给用户，并将某些数据保存在信息实体上，以便在用户的设备上快速检索。
3. 安全套接字层 (SSL) 加密： 刀片服务器有助于防止通过互联网连接传输的信息被病毒或任何其他恶意软件拦截和破坏。
4. 转码： 它们提供特定网站方面和移动 SEO 的 HTML 代码翻译，以确保在线形象在不同设备上正确显示。
5. 流媒体： 刀片服务器可同时播放音频和视频内容，确保在内容中继给最终用户时具有连续性。
6. 虚拟化： 它们为生活中的各个方面甚至现实生活中的假设性应用开发应用程序版本。
7. 存储： 刀片服务器的另一个优点是它们比大型基于机箱的系统更紧凑，这意味着可以包含更多信息，并可以同时运行更多应用程序。
8. 集群计算： 刀片服务器优选用于集群计算和服务器集群，以确保高可用性、灵活性、负载共享和冗余。

刀片服务器的优点

刀片服务器设计用于单一目的，通常用于专用应用程序，提供更好的能力来控制设备之间的内存访问。与传统服务器相比，它们提供了几项显著的优势：

1. 较低的散热： 每个单元的刀片都由单个风扇冷却，因此可以将它们堆叠并存放在小型温控空间中，所有机械部件都能保持一致的温度。
2. 灵活性： 刀片服务器可以与数据中心或其他网络中的其他服务器单元一起维护。通过使用多个服务器设备，管理员可以轻松地分配工作负载，从而弥补每个服务器的缺点。
3. 较低的成本： 与大型盒子式服务器不同，这是因为刀片服务器的设计既模块化又紧凑，因此所需的布线更少。这意味着用于管理基础设施的时间更少，可以将更多时间用于确保服务器尽可能高效。
4. 降低功耗： 服务器机架的每个刀片服务器都可以使用单个电源运行，因此在电源使用和存储方面更有效率。这些系统体积小。然而，这使得它们消耗的功率很小，同时优化了密度。
5. 存储整合： 刀片通常包含本地存储链接选项，如 SATA 或 SCSI。为了增加存储容量，刀片服务器可以轻松连接到 NAS 或存储区域网络 (SAN)。在一个盒子中为多台计算机提供服务，简化了这些系统的管理，因为只需要处理一个机箱。
6. 紧凑的尺寸： 它们比复杂的传统系统更简单，组件更少；这使得它们很容易安装在小型空间中，以及容纳其他简化服务器的大型结构中。它们不像传统的机架式服务器那样具有布局的负担。
7. 兼容性： 其设计的一个优点是，这意味着组织可以为特定组件和区域拥有专用服务器，从而保证特定任务的高水平服务。
8. 可扩展性： 刀片服务器最大的优势之一是高可扩展性，由于模块化设计，这是其他类型的服务器解决方案无法实现的。对于企业来说，可以轻松添加或移除刀片服务器模块来根据需求改变容量，从而使升级或更换技术的过程变得简单。

刀片模块的关键特性

刀片模块的关键特性包括：

1. 紧凑的外形： 刀片体积小，尺寸标准化，刀片宽度为 19 英寸，高度为 7 英寸，这大约等于标准机架的高度。
2. 完整的硬件： 刀片本身拥有计算机的基本组件，包括 CPU、内存、存储设备（如硬盘和新技术固态硬盘）以及网络接口。至于一些刀片服务器的详细特性，它们可能包含用于某些特定计算的 GPU。
3. 热插拔： 刀片支持热插拔功能，这意味着可以在不停止运行的刀片的情况下将刀片添加到主板箱中或从中移除。它还有助于提高可用性，因为系统在维护期间或修改后可以保持可用。
4. 互连性： 刀片模块使用复杂的插头和插座，用于在特定机箱中实现刀片系统，这些插座和插座包括电源和网络。这种设计使它们能够优化这些通用实用程序的使用，如下面的设计需求所示。

管理模块

管理模块在刀片服务器中很常见；这些组件在管理安排中非常重要，因为它们可以远程对服务器进行监控。这些模块为机箱中的所有刀片提供通用接口，并允许管理它们的基本设置。

管理模块的关键功能包括：

1. 远程管理： 可以通过管理模块监控刀片服务器，并可在本地或通过网络远程配置刀片，而无需到达现场。
2. 健康监控： 上述模块提供刀片健康状况的持续监控，如温度、功耗和部件功能，从而提高了系统的可靠性和可用性。
3. 安全性： 管理模块可能具有用户身份验证和访问控制系统，以防止对刀片服务器系统的任何未经授权的访问。

刀片服务器的类型

刀片服务器可以根据 CPU 的紧凑性、RAM 容量、缓存内存大小和连接类型等参数进行分类。以下是主要的区别特征：

1. CPU 性能

刀片服务器可以配备不同类型的 CPU，包括：

• Intel
• AMD (Advanced Micro Devices)
• 摩托罗拉
• Sun Microsystems

M 芯片为整个系统提供处理和计算。由于实现了高处理能力的 CPU，服务器可以执行多项功能和任务。

2. 存储介质

刀片服务器可以使用各种类型的内存系统，包括：

1. 静态 RAM (SRAM)： 一种最古老的存储类型，最初用于数码相机和打印机，以不需要像其他存储类型那样刷新而闻名，但以精确和原始的形式存储数据。
2. 动态 RAM (DRAM)： 这是一种在处理数据时写入数据的内存类型，主要用于更复杂的模型，如视频游戏系统。
3. 双倍数据速率同步动态 RAM (DDR SDRAM)： 它广泛用于处理大量图形负载的服务器和计算机。它用于实时流程中的平移、信息组织以及数值计算和计算。

3. 连接选项

刀片服务器的特点是灵活的标准格式，允许它们轻松地在数据中心之间移动，尽管外部连接器也有多种选择。这些包括：

• 以太网输出
• 令牌环
• 光纤通道：据估计，它可以达到六英里。
• 现场总线网络协议：一种双向通信方法，允许输入/输出等接口在无需连接 PLC 的情况下“交谈”或交换信息。

此外，刀片服务器可以通过不同的方法连接：

1. Apple FireWire： 通常用于连接数码相机、外部硬盘、手机、平板电脑以及任何可能需要高传输速率的其他设备。FireWire 是 IEEE 1394 的一种形式，其数据传输速率高达每秒 400 兆字节。
2. SATA (Serial ATA)： 主机总线适配器与硬盘驱动器、固态单元或其他大型存储设备之间的总线类型连接。
3. SCSI (Small Computer System Interface)： 在 SCSI 系统中，它用于连接计算机组件以及在它们之间建立通信点。
4. 直接连接存储 (DAS)： 存在于计算机内部或靠近计算机的存储设备，而不是位于通用存储网络上的存储设备。一个很好的例子是当今几乎所有组织中都能找到的计算机或笔记本电脑中的内部硬盘驱动器。
5. FC (Fibre Channel)： FC 连接或 FC SAN 存储连接是指一种计算连接，用于使网络存储设备能够以高速、高性能地从服务器传输数据。
6. iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface)： IP 连接，曾用作同一服务器系统内不同网络存储顶点的连接。

刀片服务器、机架式服务器和塔式服务器之间的区别

1. 刀片服务器

刀片服务器指的是一种特定的服务器类别，它们纤薄紧凑，设计用于插入称为刀片机箱的特殊外壳中。另一方面，机架式服务器指的是一种垂直安装在机架上的服务器类型。最后，塔式服务器可以描述为独立的服务器，它们相对笨重，可以放置在地板上或桌子上。刀片服务器（也称为 System x Blade 服务器、机架服务器和塔式服务器）是数据中心的基本关键组件。虽然两者在计算功能上具有可比性，但在效率和尺寸方面存在差异。刀片服务器与机架式服务器不同，刀片服务器通常垂直堆叠在数据中心或服务器机房的一行中。它们通常用于中大型数据中心应用，这些应用旨在满足高功率应用或负载。

刀片服务器的主要特点是，与许多机架式服务器不同，它们非常纤薄，并且可能只执行特定或有限的角色。这种设计使得许多小型、扁平的水平刀片托盘（每个托盘都容纳一个独立的服务器）能够打包到机箱中并堆叠在一起。机架式服务器和刀片服务器之间的关键区别在于，后者并不总是设计为独立运行。当它们包含在机箱中的其他服务器中以创建刀片服务器堆栈时，它们可以提供最佳性能。

另一个重要区别是，每个刀片服务器通常只为一个应用程序供电，即它包含一个 CPU、一个或多个控制器和内存。由于系统的模块化，刀片系统比大型机架式服务器更容易支持，因为可以更换特定的刀片而无需触及整个系统。

然而，组织在选择刀片服务器时必须注意供应商锁定等问题。从一个产品转移到另一个产品成本很高，因为它需要大量使用组织设备。刀片服务器使用的电线和电缆也比三百台堆叠的机架式服务器少，而且它们在与尺寸相关的处理能力方面非常出色。

2. 机架式服务器

机架式服务器垂直排列；它们可以放置在数据中心或服务器机房中的一种称为机架的架状结构中。它们非常适合 CPU 处理不是非常密集或系统占用物理空间很少的情况。

根据组织的项目的规模和实际需求，机架式系统中可以堆叠的服务器数量可能不同。机架式服务器是非常独立的计算机。由于其强大的内存和 CPU，它们可以处理许多不同的任务，即使是复杂的任务。模块化和配置的特点使它们易于运输，从而易于构建和存放。因为整个解决方案不需要大型机箱，所以机架式服务器非常适合需要不到十台服务器的大型项目。

3. 塔式服务器

塔式服务器实际上可以主要被描述为集成的台式 PC，但它们仍然比刀片服务器或机架式服务器大得多。它们必须包含强大的微处理器、高读取周期内存，并具有附加选项，例如 DHCP 或 DNS。此外，与可以安装在服务器机箱中的紧凑型机架式服务器不同，您可以构建提供类似计算频率的塔式服务器。这使得可以在壁橱中连续放置多台服务器，因为 accommodated 网络管理员可以轻松添加分支处理能力以及磁盘空间。

三大刀片服务器

为组织选择最合适的刀片服务器有时是一项艰巨的任务，因为刀片的类型多种多样。为了帮助领导者做出决策，下面列出了三款畅销的刀片服务器。这些特定的服务器，作为刀片服务器技术的探索，因其独特的特性和技术能力而备受瞩目。

1. HPE BladeSystem

惠普企业 (HPE) BladeSystem 于 2006 年 6 月首次推出，是惠普企业产品中一款标志性的刀片服务器解决方案。机箱解决方案涉及的组件包括服务器、存储和网络结构，从而简化了其运行，并改进了物理、虚拟和云环境中的应用程序和服务的部署。这证明了 HPE 融合系统（HPE Converged Systems）的架构在多个服务器、存储和网络产品之间高度集成，而 BladeSystem 是该基础设施中的一个组成部分。它专为企业使用而开发，可满足从小型 100 个虚拟机到大型 1000 多个虚拟机规模的环境，能够在机架中创建高达 128 个服务器的高密度物理基础设施。

HPE BladeSystem 最显著的优势之一是 HPE OneView，它充当服务器的集中控制中心。它使管理员能够全面监控服务器、存储池和机箱的状态。此外，此工具支持生命周期管理，简化了与 BladeSystems 相关的管理任务。

2. Cisco UCS 系列

思科统一计算系统 (Cisco UCS) 包含一套完整的计算解决方案，以其与管理众多应用程序相关的功能而闻名，这些功能使应用程序快速易于部署。Cisco UCS 横跨虚拟化和云，扩展到横向扩展和裸机工作、内存分析以及远程服务器边缘或数据密集型物联网中的通信节点，具有高度灵活性。

Cisco UCS 不仅仅是一系列服务器，而是一个强大的框架，它本身就变成了一个数据中心智能网络系统，其可编程性超越了传统的软件定义网络。存在一个分层结构中的许多组件，例如刀片服务器、机架服务器、模块化服务器、多节点服务器和存储服务器，它们通过两对 Cisco UCS 结构互连进行互连。这个统一系统由一个中央管理解决方案——Cisco UCS Manager 来领导，它将刀片、机架和存储服务器整合到一个集中管理单元中，该单元还可以自集成。

3. 联想 Flex System 刀片服务器

联想 Flex System 刀片服务器是一款令人惊叹的刀片服务器系列，为用户提供卓越的处理器性能，非常适合处理业务关键型流程。作为新一代刀片解决方案，Flex System 相较于之前的型号提供了卓越的带宽订阅性能、改进的整合和卓越的虚拟化。

支撑 Flex System 生态系统的最重要和最根本的实体是 Flex System Enterprise Chassis，它为高速 I/O 性能以及服务器和网络元素的集成提供了基础。这意味着可以通过独立可扩展的 IT 资源能力灵活地解决多种工作负载需求，以确保每种工作负载的成本得到优化。

隆重推出 Flex System Enterprise Chassis，一个被描述为可靠、灵活、节能且功能齐全的计算和网络平台。性能是 Flex System 刀片服务器的主要焦点之一，它可以支持高达两个 Intel Xeon E5-2600 v4 处理器，每个处理器最多 22 个核心，以及用于超快内存资源的 Lenovo TruDDR4 技术。

刀片服务器的未来

如今，刀片服务器已成为许多组织的标准，尽管市场上逐渐出现了新的服务器设备组织解决方案。

砖式服务器

与刀片服务器一样，砖式服务器也具有与机架集成的优点，但不需要外部容器（机箱）进行组装。这使它们成为可在需要最小空间和可修改布局的区域中使用的理想解决方案。

一种更新的服务器形式，盒式服务器。这些服务器采用盒式格式，大小与打印机墨盒相似，并且由于其小巧高效，在各种商业领域中越来越受欢迎。这些服务器旨在解决问题，并且可以安装到现有系统中，从而成为某些类型排队问题的实用解决方案。

模块化混合服务器：借助模块化混合服务器，解决了传统服务器设计中的一些问题；这些问题包括固定的网络连接（简称有线连接）、散热问题，并且在服务器系统中基本是不可移动的。它被称为其元素的添加和模块化，还允许轻松更新和维修，从而提高了其运行效率。

具体而言，在其他条件相同的情况下，由于引入新技术而导致的更大功耗和更高的热设计功率预示着对集成式服务器容纳和冷却方法的需求日益增长。这清楚地表明，现代技术服务器将始终需要高效的电源和散热解决方案，因此需要开发新型刀片服务器及其配套产品。

结论

刀片服务器是数据中心的议程，预示着强大的、密集的解决方案，用于运行要求苛刻的应用程序。刀片服务器的详细时间线展示了这些设备从 20 世纪 90 年代出现到当前状态——标准化、高度集成的系统，对于现代企业计算至关重要——所经历的重要阶段。准确地说，HPE 在刀片服务器市场处于领先地位，而思科和联想凭借产品也拥有强大的市场份额，这些产品在方法上具有多样性，并根据不同的业务需求进行定制。刀片服务器的机械设计和互连可行性使其适用于虚拟化、存储和边缘计算等各种用途。随着技术的进步，刀片服务器的未来趋势可能会包括增强模块、优化功耗和改善散热，以使刀片服务器在数据中心环境中保持相关性和重要性。