Блейд-серверы: взлет или падение?

Евгений Патий, "Экспресс электроника", #05/2005

В ряду серверных форм-факторов тонкие серверы-«лезвия» с самого своего появления стояли особняком. Как и в случае с любой технологической новинкой, производители не поставили на кон «все или ничего», проведя своеобразную разведку боем. При всех неоспоримых преимуществах блейд-серверов, в отношении данной технологии все-таки оставались некоторые сомнения.

С момента появления на рынке этих устройств прошло не так уж много времени, но уже сегодня можно оценить перспективы развития этого направления и подвести некоторые итоги. Интересно, что относительно перспектив продвижения серверов-«лезвий» имеются два полярных мнения, о которых мы и расскажем.

По данным International Data Corporation, в 2003 году блейд-серверы были на гребне популярности. Назывались чрезвычайно смелые цифры — в 2008 году доход от продаж серверов-«лезвий» должен достигнуть $9 млрд, а доля этих решений в общем обороте серверного рынка будет составлять 29%. Если же руководствоваться реальными цифрами, в том же 2003 году доход от продаж блейд-серверов достиг отметки $583 млн, что в действительности казалось огромным рывком по сравнению с уровнем 2002 года ($90 млн).

Ощутимые расхождения с прогнозами IDC наметились в 2004 году: динамика роста рынка серверов-«лезвий» существенно замедлилась по сравнению с 2003 годом, и некоторые исследовательские компании, например Gartner, опубликовали скорректированное видение ситуации — по данным прошлого года, объем продаж в 2004 году не превысит $1,5 млрд, а в 2008 составит лишь $2,5 млрд — далеко не обещанные ранее $9 млрд. Отталкиваясь от таких, более трезвых, рассуждений, можно предположить, что блейд-серверы не станут единственным оборудованием в серверной комнате, как считалось ранее.

На рынке блейд-серверов продолжают лидировать компании Hewlett-Packard и IBM — доля решений этих производителей в общем числе серверов составляет 75%. Соперничество между двумя ведущими производителями в этом секторе рынка весьма серьезное, но HP стала первым вендором, кто откликнулся на запросы заказчиков по поводу облегчения управления серверами-«лезвиями». Так как множество организаций, внедряющих «лезвийные» решения в свою информационную инфраструктуру, столкнулись с необходимостью повышения квалификации IТ-персонала, для нормальной интеграции серверов-«лезвий» и успешного их взаимодействия с имеющимся оборудованием огромную роль играет документирование.

В этой связи Hewlett-Packard приступила к продвижению BladeSystem — набора аппаратного, программного обеспечения и сервисов, необходимых для успешного развертывания решений на основе «лезвийной» технологии. «Пользователи спрашивали нас о единой законченной системе, допускающей управление, виртуализацию и применение общеизвестных методов для блейд-серверов, — говорит Рик Бекер (Rick Becker), вице-президент и главный менеджер подразделения HP BladeSystem Division. — Инфраструктура BladeSystem — это один из путей, способных снизить общую стоимость владения до 25%».

Новый подход Hewlett-Packard к поставке блейд-серверов предполагает прочную связь с политикой адаптивного развертывания. В качестве примера Бекер рассуждает о возможности использования серверной фермы, состоящей из «лезвийных» решений, для консолидации десктопных лицензий каждого пользователя. Предположим, в компании 1000 служащих, использующих в работе настольные компьютеры, но в любой момент времени работают лишь 500 пользователей. В этом случае вместо необходимых 1000 лицензий на программное обеспечение при использовании виртуализации потребуется лишь 600 лицензий, а система HP BladeSystem гарантирует, что каждый новый пользователь будет подключен к следующему доступному блейд-серверу, что, несомненно, предпочтительнее, нежели выделенное аппаратное и программное обеспечение для каждого пользователя.

С точки зрения собственно блейд-серверов основное преимущество BladeSystem состоит в интеллектуальном управлении серверами-«лезвиями». Например, серверы HP p-класса на базе процессоров Xeon способны изменять (понижать) тактовую частоту процессора при старте системы, чтобы снизить тепловыделение при несущественном падении уровня производительности. Программное обеспечение HP Insight Manager может управлять этим процессом уже непосредственно из операционной системы в процессе работы сервера — повышая или понижая тактовую частоту процессора в зависимости от затребованной производительности, степени загруженности сервера. По словам Рика Бекера, такой подход способен сэкономить до 20% средств, приходящихся на оплату электроэнергии, затрачиваемой на питание серверной фермы и кондиционирующих установок.

Тем временем IBM предлагает заказчикам аналогичную программу с громоздким названием BladeCenter Standby Capacity on Demand, что можно перевести как «блейд-центр с готовностью по запросу». IBM также оборудовали свои «лезвийные» решения процессорами Intel Xeon EM64T и обеспечили серверы-лезвия на базе POWER5 поддержкой операционной системы Linux. IBM BladeCenter интегрирован с аппаратным и программным обеспечением Brocade и оборудованием Cisco для сетей хранения данных.

Возможно, спорным выглядит соглашение между IBM и Intel, согласно которому два производителя согласны открыть спецификации BladeCenter заинтересованным третьим лицам. Несмотря на широкую PR-компанию этого события, конкуренты Intel и IBM и независимые аналитики ставят под сомнение тот факт, что спецификации BladeCenter могут расцениваться в качестве индустриального стандарта. Считают, что блейд-серверы еще долго будут строго патентованной технологией.

Хотя прогнозы относительно данной технологии достаточно пессимистичны, в 2005 году с точки зрения управляемости серверов-«лезвий»ожидаются значительные сдвиги в лучшую сторону. В связи с недостаточно гибкой управляемостью и способностью к взаимодействию с остальным оборудованием, Gartner рекомендует потенциальным заказчикам развертывать фермы из серверов-«лезвий» с учетом двух- или трехгодичного срока возврата инвестиций. Аналитик компании Gartner Джон Энк говорит: «В 2005 году мы станем свидетелями значительных улучшений в сфере управляемости блейд-серверов. Но в каждом конкретном случае необходимо тщательное тестирование всей инфраструктуры, включая «лезвийные» технологии, чтобы убедиться воочию, насколько эта управляемость имеет место на самом деле».

Невзирая на некоторое замедление изначально предсказанного IDC роста рынка блейд-серверов, корректировка прогнозов коснулась лишь количественного фактора — с качественной точки зрения рост присутствует.

В 2004 году на рынке произошла некоторая перестановка среди игроков. Например, до осени 2004 года не было замечено активности такого производителя, как Dell, однако в ноябре прошлого года эта компания предприняла попытку стать одним из значимых игроков с решениями на основе процессоров Intel Xeon. Прежде Dell предлагала серверы-«лезвия» на основе процессоров семейства Pentium.

Интересный факт: компания RLX Technologies, пионер на рынке блейд-серверов, объявила о решении прекратить свою деятельность в этой области, сконцентрировавшись на разработке управляющего программного обеспечения. В марте нынешнего года компания привлекла средства в размере $9 млн для финансового обеспечения перепрофилирования. Интересны мотивы, побудившие руководство RLX Technologies отказаться от разработок аппаратуры. По утверждению Скотта Фэррэнда (Scott Farrand), вице-президента компании по системному инжинирингу (Vice President of Systems Engineering), прекращение создания аппаратуры было вызвано вполне типичными причинами — с момента появления интереса компании к блейд-технологии очень явно просматривалась тенденция рынка к «уплотнению» производителей, то есть в результате банального переполнения основные ресурсы и возможности оказались сосредоточены в руках нескольких крупнейших игроков. Здраво посчитав, что небольшой компании, какой является RLX Technologies, не под силу состязаться с IBM или Sun, руководство решило сосредоточить усилия на разработке программного обеспечения, что позволит компании не исчезнуть совершенно с «блейд»-горизонта.

Ситуация не исключительна — весьма часто небольшие компании-первооткрыватели вынуждены провести своего рода «смену ориентации» после того, как рынком заинтересуются индустриальные гиганты с их огромными финансовыми возможностями. В случае с RLX Technologies нельзя сказать, что компания моментально прекращает любые действия с блейд-аппаратурой — какие-то мероприятия будут проводиться как минимум в течение гарантийного срока аппаратуры, предусмотренного соглашениями с заказчиками. А финальное изделие от RLX Technologies было выпущено в ноябре 2004 года — это сервер RLX ServerBlade 6400 на базе двух процессоров Intel Xeon.

Такой значимый игрок на глобальном серверным рынке, как компания Sun, намерен пересмотреть свои взгляды относительно блейд-серверов и предложить в 2006 году несколько различных продуктов. Как мы помним, дебют серверов-«лезвий» от Sun в 2003 году не принес компании успеха — это признают даже такие влиятельные в компании лица, как Джон Фаулер (John Fowler), исполнительный вице-президент подразделения сетевых систем. В то время Sun представила продукты на основе 5,25-дюймовых шасси, способных уместить до 16 однопроцессорных или 8 двухпроцессорных блейд-серверов, и как заявляет Фаулер, «серверы были неудачны, их жизненный цикл можно считать законченным». Тем интереснее выглядят попытки реванша, хотя, если вспомнить о переориентации Sun на grid-вычисления, такое положение вещей уже кажется логичным.

Как считают некоторые аналитики, Sun до сих пор «вне игры» на этом рынке, несмотря на громкие заявления. Единственный фактор, который может привести к удачной для компании расстановке сил — относительно большая инертность рынка «лезвийных» технологий, поэтому для компании с таким потенциалом вероятна возможность прорыва с последующим занятием надлежащей ниши. Как уже отмечалось выше, идеями реванша охвачена не только Sun, но и Dell — тоже весьма мощный игрок, поэтому в обозримом будущем может произойти некоторый передел рынка.

В целом рассматриваемый рынок, в связи с его ростом, останется важным для производителей как минимум в течение ближайших пяти-семи лет — до тех пор, пока доля серверов-«лезвий» не достигнет уровня классических пьедестальных и юнитовых серверов.

Интересны рассуждения RLX Technologies о целесообразности внедрения блейд-серверов в информационную инфраструктуру предприятия. По мнению компании, прежде чем озаботиться такой проблемой, разумно было бы ответить на десять вопросов:

1. Что такое блейд-серверы и почему так много организаций используют их?
2. Как использование блейд-серверов поможет IT-подразделению компании делать «больше» на основе «меньшего»?
3. Правильный ли выбор — использование блейд-серверов для данной IT-инфраструктуры?
4. Какие приложения наиболее подходят для совместного использования с «лезвийной» технологией?
5. В чем отличие блейд-серверов от юнитовых серверов?
6. Как можно использовать «лезвийную» технологию для построения модульной вычислительной структуры, идеально отвечающей требованиям приложений конкретной компании?
7. На что следует обратить внимание с точки зрения управляемости блейд-серверов и юнитовых серверов?
8. Чем способна помочь «лезвийная» технология в выполнении задач более просто и быстро?
9. Чем поможет «лезвийная» технология в обеспечении гибкости управления, а также в уменьшении времени, затрачиваемого на инсталляцию ОС, обновлений ОС и управление программным обеспечением на всех серверах компании?
10. Почему блейд-серверы идеальны для построения Linux-кластеров?

Естественно, интересны ответы RLX Technologies на некоторые вопросы — своего рода квинтэссенция опыта самого значимого игрока на данном рынке.

Что такое блейд-серверы и почему так много организаций используют их?

Блейд-сервер представляет собой компактную серверную плату, которая устанавливается в шасси. Серверная плата оснащена необходимым оптимумом компонентов, таким как процессоры, память и сетевые интерфейсы — обычно встречающимися в стандартных серверах. Шасси позволяет серверам использовать общие сетевые подключения, систему охлаждения и источники питания. Как блейд-серверы, так и юнитовые серверы характеризуются хорошей производительностью и всеми возможностями, присущими классическим пьедестальным серверам, но при этом обладают очевидным преимуществом с точки зрения физических размеров, а значит — занимаемого места.

Многие компании сегодня оказали доверие «лезвийной» технологии и не прогадали. В числе факторов, повлиявших на окончательное решение в выборе типа серверов, не последнее место заняли и размеры всей серверной фермы при возможностях, идентичных возможностям традиционных решений — таким образом, «удельная мощность» всей серверной фермы повысилась.

Как использование блейд-серверов поможет IT-подразделению компании делать «больше» на основе «меньшего»?

С повышением требований к вычислительной мощности и, как правило, стремлением к экономии средств многие компании рассматривают новые методы организации IT-инфраструктуры, применение которых позволит уменьшить общую стоимость владения. Одним из таких методов может стать использование Linux-приложений и блейд-серверов на базе архитектуры Intel. Этот поход очевиден: применение блейд-серверов поможет уменьшить расходы в рамках всей инфраструктуры, так как при этом неизбежно своего рода уплотнение оборудования и, следовательно, уменьшение использования драгоценного места датацентра, освобождение от дорогостоящего патентованного оборудования и программного обеспечения, создание более открытой и управляемой информационной среды.

Иными словами, применение «лезвийной» технологии позволяет увеличить число серверов, управляемых одним оператором. Именно этот фактор отмечает множество компаний, развернувших блейд-серверы в рамках своих IT-подразделений.

Правильный ли выбор — использование блейд-серверов для данной IT-инфраструктуры?

Для ответа на этот вопрос в первую очередь необходимо проанализировать приложения, с которыми приходится сталкиваться в работе. В общем случае любое Linux-приложение идеально подходит для использования с блейд- и юнитовыми серверами. Кроме того серверы-«лезвия» и юнитовые серверы хороши для приложений, требующих значительной процессорной мощности при условии ограниченного пространства датацентра. Если же приложение требует кластерной инфраструктуры, как юнитовые серверы, так и блейд-серверы могут оказаться превосходным решением. Для определения правильности выбора в пользу блейд-серверов требуется согласиться с нижеследующими утверждениями :

• Необходимо создать модульную вычислительную среду, включающую вычислительные мощности, массивы хранения данных и коммуникации.
• Имеется необходимость частого развертывания новых серверов.
• Рабочие приложения нуждаются в нескольких серверах или процессорах.
• Необходима частая работа с операционной системой (инсталляция, обновление) на нескольких серверах.
• Нет нужды в больших объемах внутрисерверного хранилища данных.
• Необходимо сэкономить место в серверной комнате.
• Деятельность компании связана с кластерными, grid-, или сервисно-ориентированными вычислениями.
• Имеется распределенная инфраструктура.
• Необходимо применение серверов с возможностью их горячей замены.
• Необходимо уменьшить расходы, связанные с использованием патентованного оборудования или программного обеспечения.
• Необходима гибкая IT-среда, допускающая наращивание по мере развития компании.

Какие приложения наиболее подходят для совместного использования с «лезвийной» технологией?

Традиционно блейд-серверы представляют собой отличную платформу для построения ферм веб-серверов, хостинговых площадок, кластерных баз данных, веб-приложений и среднеуровневых приложений обработки данных. В то же время добавление новых «лезвий» позволяет говорить о хорошей масштабируемости таких решений и применении «лезвийной» технологии, например, для использования с базами данных, задействующими распределенные вычисления.

Блейд-серверы хороши для развертывания в удаленных от центрального офиса филиалах. Например, отдельные «лезвия» в шасси вполне могут быть заменены нетехническим персоналом филиала, в то время как настройка и управление всей серверной фермой производится специалистами удаленно при помощи консоли или веб-браузера.

С прикладной точки зрения высокопроизводительные блейд-серверы могут использоваться, например, для обработки геосейсмических данных, математического моделирования, химических, биологических и фармацевтических исследований, обслуживания баз данных и т. д. Серверы «высокой плотности» — для работы межсетевых экранов, веб-, прокси-, файловых серверов и серверов печати, серверов удаленного доступа.

В чем отличие блейд-серверов от юнитовых серверов?

Хотя и блейд-серверы, и юнитовые решения призваны «уплотнить» вычислительную мощность в единице объема, серверы-«лезвия», как правило, более компактны, нежели юнитовые — в основном из-за того, что в них используются общие аппаратные компоненты (охлаждающие вентиляторы, подсистема хранения данных и т. д). Если в стандартную стойку можно уместить до 42 1U-серверов, «лезвийная» технология позволяет увеличить это число в шесть раз. Именно этот фактор подталкивает компании к использованию блейд-серверов.

Кроме того во многих случаях блейд-серверы могут быть гораздо более гибкими и управляемыми, чем юнитовые. Замена отказавшего «лезвия» может быть осуществлена буквально за считанные минуты, при этом остальные «лезвия» в общем шасси продолжают работать. Для типичного случая, когда серверная ферма функционирует под управлением ОС Linux для замены «лезвия» и продолжения полноценной работы всех «лезвий» в шасси , достаточно семи минут (по данным RLX Technologies).

На что следует обратить внимание с точки зрения управляемости блейд-серверов и юнитовых серверов?

Широкие возможности управления — залог надежности работы серверной инфраструктуры. Во-первых, нужен доступ ко многим серверам — хотя бы для управления и обновления операционной системы. Кроме того необходима возможность быстрого развертывания сервера, чтобы администратор мог запустить работу «лезвия» за несколько несложных операций. Также требуются мощные средства удаленного управления серверами — не только программные на уровне приложения, но и аппаратная перезагрузка, включение/выключение питания.

Сегодня пользователи предъявляют строгие требования и к средствам мониторинга и оповещения — различные температуры внутри шасси, скорости вращения вентиляторов и питающие напряжения. К не менее важным средствам можно отнести анализаторы производительности и загрузки.

Почему блейд-серверы идеальны для построения Linux-кластеров?

Множество компаний сегодня ищут пути для достижения производительности, сравнимой с производительностью суперкомпьютеров — такие требования диктуют современные ресурсоемкие приложения, как корпоративные, так и исследовательские. Но подчас невозможно использовать суперкомпьютеры из-за их высокой цены, поэтому все большую популярность приобретают относительно недорогие кластерные решения на основе аппаратной архитектуры Intel и ОС Linux.

Для достижения максимальной производительности блейд-серверы могут быть объединены в вычислительный кластер и работать как единый ресурс — с присущими кластерам высокой доступностью, балансировкой загрузки и распараллеливанием вычислений. В случае грамотного развертывания кластеры на базе блейд-серверов могут быть значительно более гибкими и управляемыми, нежели суперкомпьютеры. К тому же производители блейд-серверов, как правило, снабжают свои продукты богатыми средствами диагностики, мониторинга и оповещений на случай каких-либо аппаратных проблем. В качестве успешного примера реализации такого кластера упомянем Национальную лабораторию в Лос-Аламосе (Нью-Мексико, США), специалисты которой подсчитали, что каждый блейд-сервер в ценовом отношении выгоднее своего юнитового аналога на 30-50% (с учетом экономии места и затрат на электроэнергию).

Конечно же, при выборе серверной стратегии стоит учитывать не только вышеупомянутые факторы, но и множество других. В любом случае блейд-сервер, даже теоретически, способен стать весьма привлекательным решением для построения IT-инфраструктуры с запасом на будущее. Однако станет ли эта технология настолько популярной, насколько предсказывают IDC и Gartner, покажет время.