机架刀片虚拟化方案对比

江都妇幼保健院HIS项目

HP机架式、刀片式服务器对比说明

扬州市江都妇幼保健院胡俊

一、概况

江都市妇幼保健院重建于1975年，于1977年成立妇幼保健院，经过近30年的发展，如今已是一所科室齐全、技术雄厚、服务优良，集医疗、保健、教研为一体的“大专科、小综合”型妇幼保健机构，被评为二甲医院。

目前江都妇幼保健院在建有数据中心机房。随着数字化建设进程的推进，用户需要建设HIS,LIS,PACS等系统，另有财务、防病毒、文件服务、桌面安全管理系统等，针对以上应用系统，需要8台服务器来运行以上系统。我公司重点考虑了HP机架式服务器和刀片服务器。通过前期的调研，并结合以往使用维护机架式和刀片式服务器的一些经验，对HP这两种服务器进行了一些比较，并给出自己的建议（服务器相同配置情况下）。

二、刀片服务器和机架式服务器概念

1．机架式服务器

机架式服务器是指可以直接安装到标准19英寸机柜当中的服务器，通常这样的服务器从大小来看有点类似大的交换机，因此机架式服务器实际上是工业标准化下的产品，其外观按照统一标准来设计，配合机柜统一使用，以满足企业的服务器密集部署需求。机架式服务器相对于塔式服务器，主要作用是为节省空问，由于能够将多台服务器装到一个机柜上，不仅可以占用更小的空间，而且也便于统一管理。一个普通机柜的高度是42U(1U=1．75英寸或4．4厘米)，而大多数机架式服务器的高度是1U-4U。

机架式服务器的优点是占用空间小（相对于塔式服务器），而且便于统一管理，但由于内部空间限制，扩充性较受限制。此外，散热性能也是一个需要注意的问题，同时还需要有机柜等设备，因此这种服务器多用于服务器数量较多的大型企业使用，也有不少企业采用这种类型的服务器，但将服务器交付给专门的服务器托管机构来托管．尤其是目前很多网站的服务器都采用这种方式。

2．刀片服务器

刀片服务器是一种高可用、高密度的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其主要结构为一大型主体机箱．机箱内部可插上许多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板．类似于一个个独立的服务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统：每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群。相互之间没有关联：每一块“刀片”的供电、散热、网络连接、外部存储连接等需求均由刀片机箱统一提供。在实际使用中，可以通过系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的刀片可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的刀片，就可以提高整体性能，而由于每块刀片都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。

根据所需要承担的服务器功能，刀片服务器被分成服务器刀片、网络刀片、存储刀片、管理刀片、光纤通道SAN刀片、扩展I/O刀片等等不同功能的刀片服务器。刀片服务器公认的特点有两个。一是克服了芯片服务器集群的缺点，被称为集群的终结者；另一个是实现了机柜优化。

三、刀片服务器与机架式服务器比较

1．从空间密度来看刀片服务器和机架式服务器

HP刀片服务器比机架式服务器更节省空间，实际上刀片服务器是将机架服务器所占用的空间密度再一次提高了50％。在机柜系统配置好的前提下，将lU机架优化服务器系统移植到刀片服务器上，所占用的空间只是原来的1/3～1/2。而在一个标准的机柜式环境中。刀片服务器的处理密度要提高四到五倍。表l列举了在处理32节点的高密度2U计算服务器环境里两种服务器占用空间的情况。

表1 服务器占用空间情况

服务器类型32台2U配置的机架式服务器插有32台刀片式服务器

所占机柜数量2个机柜1个机柜

备注包含以太网交换机、KVM等网络设备的机柜空间

2．从机房布线和管理方面看刀片服务器和机架式服务器

HP刀片服务器在机房布线只要统一布设网络线、电源线。刀片服务器之间不需要人为布线；而机架式服务器则要分别对每台服务器的网络线、电源线进行配线，如果一个42U的机柜上安装多台1U的服务器时，机柜后面的布线就非常多，看起来比较凌乱。

表2列举了需要8台可靠性较高的1U机架式服务器和同样数量的刀片服务器在线缆数量和管理上的对比情况。

表2 线缆数量对比

服务器类型8台1U配置的机架式服务器插有8片刀片式服务器电源16个冗余电源自定义(少于8个冗余电源) KVM线缆8根无

网线16根（2个网口）2根（冗余设计）SAN光纤16根(冗余设计) 2根（冗余设计）光驱8个1个

管理模式利空KVM或iLO单独管理使用管理软件集中管理

3．从灵活性看刀片服务器和机架式服务器

早期刀片服务器的灵活性不如机架式服务器，如果用户需要大容量内存的数据库服务器，而又不想通过机群方式构建，刀片也会显得力不从心。因为，有16根内存插槽的机架式服务器在市场上很容易买到，而刀片服务器大多只能支持4-8根内存插槽。机架式服务器配置可以灵活，内存可以扩展至96G升至更大，还可以通过内存插板扩充。

早起刀片服务器的硬盘扩展上也只能做到插2个硬盘，而且容量很小，而机架式服务器可以有4个，8个，16个硬盘槽位，容量可以扩充到几TB。

但在时下，随着技术的不断进步，单条内存的容量不断增加，且价格不断下降；一台HP刀片服务器中配置32GB以上的内存已经成为现实。而且随着刀片存储的进步，HP刀片服务器存储瓶颈已经解决，先进的HP刀片存储能够方便扩充存储。

4．从成本和节能来看刀片服务器和机架式服务器

所有独立的HP刀片服务器都安装在共享的刀片机箱里，随着刀片服务器的增加，每台服务器的成本就会降低。这是因为机箱的资源(电源、制冷、电缆等等)是共享的，每新增一台刀片服务器，只在TCO上增加了服务器的内核成本。对比为了每个新应用而增加一整台新的机架安装服务器的旧方法，显然这种方法节省了不少成本。

节省多少成本？

据IDC总体拥有成本(TCO)分析表明，购置成本可能降低了10到20个百分点，实施与故障排除成本降低了3.8到10.6个百分点，而设备成本降低了8.5到25.3个百分点。

以下是对这些方面的详细分析:

购置成本：再次将刀片服务器和传统机架式服务器进行对比。传统机架式服务器需要配备电缆、网络交换机、管理软件、操作系统软件、存储区域网络(SAN)基础部件、一个键盘、鼠标以及显示器。

刀片服务器和机架式服务器不同，这些部件是一个整体系统的一部分。对服务器解决方案进行比较时，刀片服务器具备最优价值。当计算用于构建传统机架式系统所需的每个部件的成本，然后对比一套具备同样功能的整体式刀片系统的价格，后者节省的效果非常明显。

能耗成本：采用绿色数据中心技术的主要挑战之一是电源成本并不属于IT预算的一部分，从而减少了IT部门做出“绿色”决策的推动因素。如采用刀片服务器系统架构，由于拥有更加优化的结构，相对机架式服务器，刀片服务器具有节约能耗、节省空间、易管理等特性。测试数据显示，刀片服务器较之同等性能的机架式方案，可以较少1/3电力消耗，这还没有计算相关散热的节省。惠普有许多创新技术，比如水冷机箱、节能的主板系统等，实现精确的智能化调节，优化配电，减少能源损耗。这就是惠普提出的Chip to Chiller的节能理念。

刀片服务器应用于数据中心后，提高系统利用率，减少设备数量，从而达到节省耗电、空间及冷却等能耗成本，每年节约1/3的电费。同时，还能够减少大量的碳排放，减少对大气层的污染，还给地球更多的绿色。

实施成本：关于刀片服务器和机架安装服务器之间，哪种更易于实施的问题，我们会给予一点提示。通常刀片服务器比机架式服务器少使用87%的电缆。

比起在一个通常的机架环境中进行扩展，在刀片环境中增加服务器更为简便、更节省时间，增加一台刀片服务器只需30分钟，而增加一台性能相当的机架式服务器要占用的时间长