Een server bestaat uit meerdere subsystemen, die elk een cruciale rol spelen bij het bepalen van de prestaties van de server. Sommige subsystemen zijn belangrijker voor de prestaties, afhankelijk van de toepassing waarvoor de server wordt gebruikt.
Deze serversubsystemen omvatten:
1. Processor en cache
De processor is het hart van de server en verantwoordelijk voor het afhandelen van vrijwel alle transacties. Het is een zeer belangrijk subsysteem, en er bestaat een algemene misvatting dat snellere processors altijd beter zijn om prestatieknelpunten te elimineren.
Van de belangrijkste componenten die op servers worden geïnstalleerd, zijn processors vaak krachtiger dan andere subsystemen. Slechts een paar gespecialiseerde toepassingen kunnen echter volledig profiteren van de voordelen van moderne processors zoals P4- of 64-bits processors.
Klassieke servervoorbeelden zoals bestandsservers zijn bijvoorbeeld niet sterk afhankelijk van de werklast van de processor, aangezien het grootste deel van het bestandsverkeer gebruikmaakt van Direct Memory Access (DMA)-technologie om de processor te omzeilen, afhankelijk van het netwerk, het geheugen en de subsystemen van de harde schijf voor de doorvoer.
Tegenwoordig biedt Intel een verscheidenheid aan processors die zijn aangepast voor servers uit de X-serie. Het begrijpen van de verschillen en voordelen tussen verschillende processors is cruciaal.
Cache, strikt beschouwd als onderdeel van het geheugensubsysteem, is fysiek geïntegreerd met de processor. De CPU en cache werken nauw samen, waarbij de cache ongeveer de helft van de snelheid van de processor of een equivalent daarvan gebruikt.
2. PCI-bus
De PCI-bus is de pijplijn voor invoer- en uitvoergegevens in servers. Alle servers uit de X-serie gebruiken de PCI-bus (inclusief PCI-X en PCI-E) om belangrijke adapters zoals SCSI en harde schijven aan te sluiten. High-end servers hebben doorgaans meerdere PCI-bussen en meer PCI-slots in vergelijking met eerdere modellen.
Geavanceerde PCI-bussen omvatten technologieën zoals PCI-X 2.0 en PCI-E, die een hogere gegevensdoorvoer en connectiviteitsmogelijkheden bieden. De PCI-chip verbindt de CPU en cache met de PCI-bus. Deze set componenten beheert de verbinding tussen de PCI-bus, processor en geheugensubsystemen om de algehele systeemprestaties te maximaliseren.
3. Geheugen
Geheugen speelt een cruciale rol in de serverprestaties. Als een server niet genoeg geheugen heeft, gaan de prestaties achteruit, omdat het besturingssysteem extra gegevens in het geheugen moet opslaan, maar er onvoldoende ruimte is, wat leidt tot gegevensstagnatie op de harde schijf.
Een opvallend kenmerk in de architectuur van een zakelijke server uit de X-serie is geheugenspiegeling, waardoor de redundantie en fouttolerantie worden verbeterd. Deze IBM-geheugentechnologie komt grofweg overeen met RAID-1 voor harde schijven, waarbij het geheugen is opgedeeld in gespiegelde groepen. De spiegelfunctie is hardwaregebaseerd en vereist geen extra ondersteuning van het besturingssysteem.
4. Harde schijf
Vanuit het perspectief van een beheerder is het subsysteem van de harde schijf de belangrijkste bepalende factor voor de serverprestaties. In de hiërarchische rangschikking van online opslagapparaten (cache, geheugen, harde schijf) is de harde schijf de langzaamste, maar heeft deze de grootste capaciteit. Voor veel servertoepassingen worden bijna alle gegevens op de harde schijf opgeslagen, waardoor een snel hardeschijfsubsysteem van cruciaal belang is.
RAID wordt vaak gebruikt om de opslagruimte op servers te vergroten. RAID-arrays hebben echter een aanzienlijke invloed op de serverprestaties. De keuze uit verschillende RAID-niveaus om verschillende logische schijven te definiëren heeft invloed op de prestaties, en de opslagruimte en pariteitsinformatie zijn verschillend. IBM's ServeRAID-arraykaarten en IBM Fibre Channel-kaarten bieden opties om verschillende RAID-niveaus te implementeren, elk met zijn unieke configuratie.
Een andere kritische prestatiefactor is het aantal harde schijven in de geconfigureerde array: hoe meer schijven, hoe beter de doorvoer. Begrijpen hoe RAID I/O-verzoeken afhandelt, speelt een cruciale rol bij het optimaliseren van de prestaties.
Nieuwe seriële technologieën, zoals SATA en SAS, worden nu gebruikt om de prestaties en betrouwbaarheid te verbeteren.
5. Netwerk
De netwerkadapter is de interface waarmee de server met de buitenwereld communiceert. Als gegevens via deze interface superieure prestaties kunnen leveren, kan een krachtig netwerksubsysteem de algehele serverprestaties aanzienlijk beïnvloeden.
Netwerkontwerp is net zo belangrijk als serverontwerp. Switches die verschillende netwerksegmenten toewijzen of de toepassing van technologieën zoals ATM zijn het overwegen waard.
Gigabit-netwerkkaarten worden nu veel gebruikt in servers om de noodzakelijke hoge doorvoercapaciteit te bieden. Er zijn echter ook nieuwere technologieën zoals TCP Offload Engine (TOE) om 10G-snelheden te bereiken in aantocht.
6. Grafische kaart
Het weergavesubsysteem in servers is relatief onbelangrijk, omdat het alleen wordt gebruikt wanneer beheerders de server moeten besturen. Clients maken nooit gebruik van de grafische kaart, dus de serverprestaties benadrukken zelden dit subsysteem.
7. Besturingssysteem
Wij beschouwen het besturingssysteem als een potentieel knelpunt, net als de andere harde schijf-subsystemen. In besturingssystemen zoals Windows, Linux, ESX Server en NetWare zijn er instellingen die kunnen worden gewijzigd om de serverprestaties te verbeteren.
De prestatiebepalende subsystemen zijn afhankelijk van de applicatie van de server. Het identificeren en elimineren van knelpunten kan worden bereikt door het verzamelen en analyseren van prestatiegegevens. Deze taak kan echter niet in één keer worden voltooid, omdat knelpunten kunnen variëren als gevolg van veranderingen in de serverwerkbelasting, mogelijk op dagelijkse of wekelijkse basis.
Posttijd: 20 juli 2023
