در شرایط فعلی، سرورها ابزارهای مختلفی برای مدیریت اطلاعات و انجام پردازشها در بخشهای مختلف یک سازمان هستند. شرکتهایی که در زمینه فناوری اطلاعات کار میکنند، معمولا به سروری نیاز دارند که قدرت پردازش زیادی داشته باشد و فضای کمتری اشغال کند. به همین دلیل، ساختارهای جدیدی تولید شده اند که نحوه استفاده از سخت افزار را تغییر داده اند. یکی از این ساختارها، سرور تیغه ای است. این نوع سرور شامل بُردهای باریک و خاصی است که در یک قاب (شاسی) قرار میگیرند. این طراحی باعث میشود که سرور، در عین کم حجم بودن، کارایی بالایی داشته باشد.
سرور تیغه ای یا Server Blade چیست؟
سرور تیغه ای یا بلید سرور، نوعی سرور جمع و جور است که چندین واحد باریک به نام تیغه را در یک قاب مشترک قرار میدهد. هر تیغه در واقع یک سرور کامل است که دارای پردازنده، حافظه رم و تجهیزات ذخیره سازی مخصوص خودش است. طراحی کوچک این سرورها باعث میشود فضای کمتری اشغال کنند و امکانات بیشتری در یک رک جای بگیرند.
در گذشته، بسیاری از شرکتها از سرورهای معمولی استفاده میکردند که هرکدام فضای جداگانه ای نیاز داشتند و کابل کشی زیادی داشتند. اما سرورهای تیغه ای با تمرکز بر کاهش مصرف فضا و انرژی تولید شده اند چرا که همه تیغهها در یک قاب واحد قرار دارند، منابعی مثل برق و سیستم خنک کننده به صورت مشترک بین آنها استفاده میشود. همین ویژگی باعث شده مراکز اطلاعات بزرگ و شرکتهایی که به قدرت پردازشی بالایی نیاز دارند، به این نوع سرورها روی بیاورند و از فضای رکهای خود بهینه تر استفاده کنند.
در این ساختار، هر تیغه به شکل جداگانه کار میکند و دادهها را پردازش میکند. ارتباط بین تیغهها از طریق شبکه ای که در شاسی قرار دارد برقرار میشود. اگر یکی از تیغهها دچار مشکل شود، فقط همان بخش از کار خارج میشود و سایر تیغهها بدون وقفه به کار خود ادامه میدهند. این ویژگی علاوه بر اینکه مدیریت سرورها را آسان تر میکند، امکان ارتقا یا جا به جایی هر تیغه را به صورت جداگانه فراهم میکند. از نظر اقتصادی، شاید خرید اولیه این سرورها هزینه بیشتری داشته باشد، اما در بلند مدت مزایای زیادی را به همراه دارد.
اجزای مهم سرور تیغه ای چیست؟
در سرور تیغه ای، مجموعه ای از بخشها وجود دارند تا پردازش اطلاعات در فضایی فشرده صورت گیرد. این ساختار با ترکیب قطعات ماژولار و ارتباطهای یکپارچه، مدیریت را ساده تر میسازد. اجزای اصلی آن شامل:
1) تیغه ها (Blades)
هر برد تیغه ای شامل پردازنده، حافظه رم، کارت شبکه و تجهیزات ذخیره سازی اولیه مانند هارد دیسک یا SSD است. این تیغهها قلب تپنده سرور تیغه ای محسوب میشوند. هر کدام از این بخشها جداگانه در شکافهایی قرار میگیرند و از طریق اتصالات مشترک، به شاسی وصل میشوند. هر تیغه همچون یک سرور کوچک عمل میکند و بالاترین حد عملکرد را دارد.
2) شاسی (Chassis)
شاسی به نوعی محفظه گفته میشود که وظیفه نگهداری تیغهها را بر عهده دارد. درون این محفظه، تجهیزاتی قرار گرفته که وظیفه پشتیبانی از سرورهای کوچک نصب شده روی برد را بر عهده دارند. بخشهایی مثل منبع تغذیه، ماژولهای ارتباطی و فنهای خنک کننده در این ساختار وجود دارند. طراحی شاسی به شکلی است که بتوان تیغهها را به راحتی خارج یا در جای خود قرار داد. همچنین بدنه مقاوم آن از قطعات داخلی در برابر آسیبها محافظت میکند.
3) منبع تغذیه (Power Module)
منبع برق مرکزی، نیروی الکتریکی تمامی تیغهها و و سایر قطعات جانبی در شاسی را تامین میکند. این سیستم اغلب به صورت افزونه ای ساخته شده است؛ به این معنا که اگر یکی از منابع دچار مشکل شود، منبع جایگزین به طور خودکار وارد عمل شده و از قطع شدن جریان برق جلوگیری میکند.
4) فن ها و خنک کننده ها
هر سرور هنگام فعالیت، گرمای زیادی تولید میکند. برای خنک کردن این گرما، از فنهای قوی استفاده میشود که به طور معمول در قاب اصلی سرور نصب شده اند و جریان هوا را بین بخشهای مختلف به حرکت درمیآورند. در برخی از این قابها، حسگرهایی تعبیه شده اند که دمای سیستم را بررسی میکنند و سرعت فنها را بر اساس میزان حرارت کم یا زیاد میکنند تا گرمای اضافی از بین برود.
5) ماژولهای ارتباط شبکه
برای اینکه تیغهها بتوانند به شبکههای خارجی متصل شوند، از ماژولهای خاصی که در قاب اصلی قرار داده شده اند، استفاده میشود. این ماژولها پورتهای شبکه را هماهنگ کرده و دادهها را از تیغهها به سوئیچها یا روترهای خارج از قاب منتقل میکنند.
6) ماژول مدیریت (Management Module)
بخشی بسیار مهم وجود دارد که مدیریت و کنترل تمام تیغهها را از یک کنسول واحد ممکن میسازد. مدیر شبکه قادر است هر تیغه را روشن یا خاموش کند، مصرف منابع را بررسی کند و خطاهای احتمالی را شناسایی کند. این روش، مدیریت را ساده تر و سرعت انجام کارها را بیشتر میکند.
7) کارت های اختیاری
تیغهها یا شاسیها در برخی مواقع از کارتهای اضافی استفاده میکنند که ویژگیهای جدیدی به سیستم اضافه میکند. به عنوان نمونه، میتوان به کارتهای فیبر چنل اشاره کرد که برای ارتباط با شبکههای ذخیره سازی (SAN) به کار میروند یا کارتهای گرافیکی که برای پردازشهای سنگین گرافیکی ساخته شده اند. این تجهیزات جانبی، سرور تیغه ای را برای وظایف تخصصی آماده تر میکنند.
کارکرد سرور تیغهای به چه صورت است؟
هنگامی که به یک سرور تیغهای نگاه میکنیم، چند بُرد در دل یک محفظه واحد به چشم میخورد که هرکدام به عنوان واحد پردازشی جدا فعالیت میکنند. اما این کارکرد چگونه شکل میگیرد و هر تیغه از چه مسیری اطلاعات را دریافت یا ارسال میکند؟ برای درک بهتر این روند، میتوان مراحل زیر را فهرست کرد:
– روشن شدن تیغه
زمانی که سرور تیغه ای آماده به کار میشود، منبع تغذیه واحد، برق را به همه تیغهها و بخشهای دیگر میرساند. تیغه روشن میشود و پس از سپری کردن تستهای اولیه، پردازنده، حافظه Ram و سایر قطعات آن شناسایی میگردد. این روند شبیه یک راه اندازی معمولی در سرورهای متعارف است.
– برقراری ارتباط داخلی
هر تیغه از طریق ماژولهای ارتباطی که در شاسی قرار دارد، به شبکه داخلی سرور تیغه ای وصل میشود. این شبکه ممکن است به صورت اترنت یا فیبر باشد و وظیفه جابهجایی اطلاعات میان تیغهها و همچنین ارتباط با زیرساخت بیرونی را برعهده دارد. طراحی مشترک منبع برق و خنک کنندهها، فشار کابل کشی را کاهش میدهد.
– منابع مشترک اختصاصی
سرورهای تیغه ای به دلیل ساختار خاص خود، از منابع مشترک بهره میبرند. به عنوان مثال، یک فن مرکزی جریان هوا را میان تمام تیغهها به گردش درمیآورد و هر تیغه هوای خنک دریافت میکند. همچنین، اگر یک سیستم ذخیره سازی مرکزی مانند SAN وجود داشته باشد، تمام تیغهها میتوانند از یک مجموعه دیسک مشترک استفاده کنند.
– اجرای نرم افزارها و ماشین های مجازی
سرورهای تیغه ای عملکرد بسیار خوبی در اجرای برنامههای مختلف و محیطهای مجازی سازی مانند VMware، Hyper-V یا KVM دارند. هر تیغه میتواند چند ماشین مجازی را مدیریت کند یا بخشی از یک گروه محاسباتی باشد که وظایف پیچیده ای مانند تحلیل دادههای بزرگ یا میزبانی پایگاه دادههای حجیم را انجام میدهد.
– مدیریت متمرکز
یکی از ویژگیهای مهم سرورهای تیغه ای، وجود یک ماژول مدیریت متمرکز در شاسی آنها است که آن را از سرورهای مستقل متمایز میکند. مدیر سیستم میتواند از طریق یک پنل واحد، وضعیت هر تیغه را بررسی کند؛ از جمله دمای هر تیغه، میزان استفاده از پردازنده و عملکرد فنها. اگر یکی از تیغهها دچار مشکل شود، به راحتی میتوان همان تیغه را جدا کرده و تعمیر کرد. این روش باعث میشود که مشکلات سریعتر شناسایی و برطرف شوند.
کاربردهای سرور تیغه ای یا بلید سرور
بلید سرورها به دلیل کارایی بالا و قابلیت استفاده در پروژههای مختلف، مورد توجه سازمانهای بزرگ، مراکز اطلاعات و حتی کسب و کارهایی که در حال رشد هستند، قرار گرفته اند. از جمله کاربردهای رایج این سرورها برای موارد زیر است:
1) مراکز اطلاعات پر تراکم
مجموعههایی که رکهای محدودی دارند اما باید پردازش سنگینی صورت دهند، از بلید سرورها کمک میگیرند. چون چندین سرور تیغه ای در یک شاسی، قادر است کار چند سرور رک مونت سنتی را انجام دهد. در نهایت با تعداد کمتر رک، پاسخگویی بالایی خواهیم دید.
2) مجازی سازی در سطح بالا
بلید سرورها انتخابی مناسب برای اجرای همزمان چندین ماشین مجازی هستند. در محیطهایی که از معماری ابری استفاده میشود، این سرورها منابع خود را میان ماشینهای مختلف تقسیم میکنند و باعث میشود بخشهای گوناگون یک سازمان به شکلی انعطاف پذیر مدیریت شوند. اگر نیاز به سرور جدیدی برای یک کار خاص باشد، میتوان به سادگی یک ماشین مجازی جدید روی تیغههای موجود راه اندازی کرد.
3) کارهای پژوهشی و پردازش های حجیم
در برخی پژوهشهای علمی، احتیاج است حجم عظیمی از اطلاعات پردازش شود. مثل پردازش تصاویر ماهواره ای، شبیه سازی رفتار مولکولها در شیمی محاسباتی یا تحلیل دیتاهای تحقیقاتی در حوزههای هواشناسی و پزشکی. در چنین سناریوهایی، بلید سرورها clustered میشوند و قدرت پردازشی بسیار بالایی نشان میدهند.
4) راهکارهای ابری (Cloud Solutions)
شرکتهایی که خدمات میزبانی ابری ارائه میدهند، از بلید سرورها استفاده زیادی میکنند. این نوع سرورها شامل چندین تیغه هستند که باعث میشود منابع محاسباتی به شکل قابل تغییر و کارآمد در اختیار کاربران یا سرورهای مجازی قرار بگیرند. این فرایند بر اساس استفاده مناسب از یک ساختار مشترک انجام میشود و باعث میشود منابع به شکلی اقتصادی تر به کار گرفته شوند.
5) میزبانی وب و سرویس های آنلاین
وب سایتهایی که بازدید زیادی دارند، نیاز دارند که ترافیک آنها به صورت مداوم مدیریت شود. بلید سرورها به عنوان راه حلی پیشرفته شناخته میشوند که محدودیتهای روشهای قدیمی را از بین میبرند. این سرورها به دلیل تراکم بالا و عملکرد پایدار خود، باعث میشوند سرویسهای آنلاین به شکلی قابل اعتماد و مداوم کار کنند. زیرساختهایی که برای پخش ویدیو یا ارائه محتوای آنلاین استفاده میشوند، اغلب به این نوع سرورها وابسته هستند.
6) فضای ذخیره سازی اشتراکی
سرورهای تیغه ای میتوانند از حافظه داخلی استفاده کنند، اما در بسیاری از موارد به یک سیستم مرکزی متصل میشوند که فضای ذخیره سازی مشترک را برای همه تیغهها فراهم میکند. این روش برای سازمانهایی که حجم زیادی از اطلاعات را مدیریت میکنند یا نیاز به ذخیره سازی اطلاعات بزرگ دارند، بسیار مفید است.
انواع سرور تیغه ای
سرورهای تیغه ای انواع مختلفی دارند و هر شرکت سازنده یا نسل جدید محصولات ویژگیهای خاص خود را عرضه میکند. به طور کلی، این سرورها را میتوان به چند گروه تقسیم کرد و بررسی نمود:
– انواع بلیدهای همه منظوره
این مدل انعطاف پذیر است و برای اجراهای گوناگون سرور طراحی شده و دارای پردازندههای چند هسته ای، ظرفیت بالای رم و ابزارهای ذخیره سازی است. بیشتر شرکتها از این مدل بهره میبرند تا انواع نرم افزارها و کارکردهای پایه (وب سروری، پایگاه داده) را اجرا کنند.
– بلیدهای متناسب با پردازش سنگین (HPC Blades)
در این گروه، تمرکز اصلی بر سرعت پردازش است؛ بنابراین از پردازندههای قدرتمند یا حتی پردازندههای گرافیکی در آنها استفاده میگردد. مراکز تحقیقاتی، شبیه سازیهای عددی و کارهای رندر سه بعدی به این نوع علاقه دارند.
– بلیدهای بهینه برای مجازی سازی
کمپانیهای سازنده، گاهی تیغههایی میسازند که تعداد هستههای CPU فوق العادهای داشته باشد و فضای رم آن نیز وسیع باشد. چنین تیغه ای برای میزبانی ماشینهای مجازی متعدد در لایههای گوناگون مناسب تر است. زیرساخت ابری نیز بیشتر به این مدل تمایل دارد.
– مدل بلیدهای ذخیره ساز (Storage Blade)
گاهی لازم است تیغهها مکملی هم برای فضای ذخیره سازی باشند. این نوع تیغه، ظرفیت بالای دیسک دارد یا واسطی برای اتصال فیبر چنل یا SAS ایجاد میکند تا پایگاه داده یا فایلهای حجیم را ذخیره کند. همچنین در بعضی معماریها، هر کدام از این بلیدهای ذخیره ساز میان چند تیغه محاسباتی اشتراک گذاشته میشود.
– بلیدهای ترکیبی (Hybrid)
برخی شرکتها راهکارهایی ارائه داده اند که امکان پیکربندی یا حتی سفارشی سازی تیغهها بر اساس نیاز فراهم میشود؛ به عنوان مثال، میتوان دو تیغه پردازشی، یک تیغه ذخیره ساز و یک تیغه گرافیکی را در یک شاسی قرار داد تا بارهای کاری ترکیبی بهصورت موثر مدیریت شوند.
تفاوت مدل های سرور تیغه ای
تفاوت میان این مدلها معمولا در نوع و تعداد پردازنده، میزان رم، پشتیبانی از درایوهای مختلف، ماژولهای شبکه افزونه و هر آپشن ویژه دیگر است. هر شرکت تولید کننده مجموعه ای از مدلها را عرضه میکند تا انواع مختلفی از نیازهای سازمانها پوشش داده شود. شناخت این نیازها به انتخاب درست شما کمک میکند.
برای استفاده از سرورهای تیغه ای در خدمات ابری گسترده، لازم است نمونه ای انتخاب شود که حافظه رم بالایی داشته باشد. در مقابل، اگر هدف انجام پروژههای پژوهشی یا علمی باشد، بهتر است سروری انتخاب شود که تعداد هستههای پردازشی بیشتر و کارتهای گرافیکی قدرتمندتری داشته باشد. بنابراین، نوع سرور باید بر اساس نیاز و کاربرد مشخص شود تا بهترین نتیجه حاصل شود.
مزایا و معایب سرور تیغه ای
چون هیچ سیستمی بدون ضعف نیست، بلید سرورها نیز در کنار تمام محاسن، کاستیهایی دارند که باید به آنها توجه شود. به همین دلیل، شناخت مزایا و معایب این ساختار ضروری است:
مزایا
- چگالی بالا و صرفه جویی در فضا
در هر شاسی، چندین تیغه جای میگیرد و این امر، موجب میشود در یک رک، تعداد زیادی سرور داشته باشیم. در نتیجه، فضای مرکز اطلاعات به شکل بهتری مصرف میشود. این تراکم بالا برای سازمانهایی که با محدودیت رک دست و پنجه نرم میکنند مناسب است.
- مدیریت یکپارچه
مدیر شبکه میتواند از یک پنل مرکزی برای بررسی وضعیت تمامی تیغهها استفاده کند. او میتواند تنظیمات مورد نیاز را انجام دهد و حتی سیستم عامل تیغهها را به صورت همزمان به روزرسانی کند. کاهش تعداد کابلها و دسترسی آسان به بخش مدیریت، روند کار را ساده تر کرده و از پیچیدگیهای اضافی جلوگیری میکند.
- توان مصرفی و خنک کنندگی هماهنگ
بلید سرورها از منابع تغذیه مشترک و یک سامانه تخلیه گرما (فنهای قوی یا حتی خنک کننده مایع) استفاده میکنند. این یکپارچگی بجز کاهش برق مصرفی، مراقبت از دمای تیغهها را هم ساده تر میکند.
- رشد مرحله ای
اگر در آینده نیاز به قدرت پردازش بیشتری باشد، به جای خرید یک سرور جدید و گران قیمت، میتوان یک تیغه جدید به شاسی اضافه کرد (البته در صورتی که فضای خالی در شاسی وجود داشته باشد). این روش باعث میشود زیرساختها به صورت تدریجی و مرحله به مرحله گسترش پیدا کنند.
- تعویض سریع (Hot-Swappable)
در بیشتر مدلها، اگر تیغه ای دچار مشکل گردد، میتوان بدون خاموش کردن کل محفظه، آن را بیرون کشید و تیغه سالم دیگری قرار داد. همین موضوع، مدت توقف سرویس را کم میکند و تعمیر پذیری را بالا میبرد.
معایب
- هزینه اولیه زیاد
قیمت خرید شاسی و تیغهها در شروع ممکن است بالا باشد. سازمانهایی که بودجه محدود دارند، شاید بیشتر مایل شوند به سراغ سرورهای رک مونت بروند؛ خصوصا وقتی بار کاری آنها چندان سنگین نیست.
- تراکم حرارتی بالا
اگرچه شاسی از یک سیستم خنک کننده مرکزی استفاده میکند، اما قرارگیری تیغهها در فضایی کوچک باعث تولید حرارت زیادی میشود. مدیریت نادرست دما ممکن است مشکلات جدی ایجاد کند و نیاز به سیستمهای خنک کننده قوی تر و پیشرفته تر را افزایش دهد.
- وابستگی به یک سیستم اختصاصی
تیغهها معمولا بهگونه ای طراحی میشوند که فقط با شاسیهای تولید شده توسط همان شرکت سازگار باشند. استفاده از تیغههای برندهای مختلف همیشه آسان نیست، زیرا برخی قطعات به صورت انحصاری برای یک برند ساخته میشوند و با محصولات سایر شرکتها سازگاری ندارند.
- محدودیت ارتقا در آینده
یک شاسی حداکثر تعداد خاصی تیغه را پذیراست. اگر همه شکافها پر شود، برای افزایش بیشتر، نیاز داریم شاسی جدید بخریم. همین امر ممکن است در طرح توسعه سازمان دردسر ایجاد کند.
خرید سرور تیغه ای از دکتر اچ پی
مجموعه دکتر اچ پی یکی از فعال ترین مراکز در زمینه
فروش انواع سرور است. این مجموعه مدلهای به روزی از سرورهای تیغه ای را در اختیار دارد که از کارهای ساده تا پردازشهای بسیار پیچیده را پوشش میدهند. تیم مشاوره تخصصی دکتر اچ پی، مدلهای مختلف را بررسی کرده و گزینه ای را که بیشترین سازگاری را با نیازهای شما دارد، پیشنهاد میکند. علاوه بر این، پشتیبانی فنی و خدمات پس از خرید این مجموعه باعث شده خریداران رضایت بیشتری از استفاده سرورهای تیغه ای داشته باشند.
جمع بندی
سرورهای تیغه ای یکی از انتخابهای عالی برای مراکز اطلاعات هستند. این نوع سرورها طراحی ماژولاری دارند که چندین برد فشرده را در یک قاب قرار میدهد و باعث کاهش هزینههای مربوط به نگهداری، مصرف انرژی و فضای مورد نیاز میشود. هر تیغه به صورت مستقل عمل میکند و در صورت خرابی یا نیاز به تعویض، میتوان آن را بدون خاموش کردن کل سیستم جایگزین کرد.
این ساختار باعث میشود گسترش تدریجی تجهیزات ساده تر شود و مدیران شبکه بتوانند ماشینهای مجازی یا نرم افزارهای مختلف را به راحتی اجرا کنند. سازمانهایی که نیاز به رشد سریع و پردازشهای سنگین دارند، میتوانند از این نوع سرورها برای کاهش هزینههای مربوط به فضا و انرژی استفاده کنند.
سوالات متداول
1) آیا سرور تیغه ای فقط برای شرکتهای بزرگ به کار میرود؟
خیر. هرچند سازمانهای بزرگ از بلید سرورها بسیار استفاده کرده اند، کسب و کارهای کوچک یا متوسط هم که به تراکم زیاد یا مدیریت متمرکز نیازمندند، میتوانند از این مدل سود ببرند. اما باید از جهت بودجه آماده باشند.
2) آیا گرمای تولیدی بلید سرورها قابل مهار است؟
در بیشتر موقعیتها، بله. شاسی به فنهای پرقدرت و سیستم حسگر دما مجهز میشود و میتواند تجمع گرما را مهار کند. البته اگر تراکم تیغهها خیلی بالا باشد، نیاز داریم زیرساخت سرمایشی دیتاسنتر را نیرومند تر کنیم تا خطرات ناشی از دمای اضافه کم شود.
3) چه تعداد تیغه میتوان در یک شاسی قرار داد؟
هر شاسی محدود به تعداد مشخصی اسلات تیغه است. نسبت به مدل، ممکن است ۸، ۱۰، ۱۶ یا حتی بیشتر تیغه داشته باشد. در برخی سیستمها، امکان اتصال چند شاسی به یکدیگر وجود دارد که تعداد تیغهها را از آن هم فراتر میبرد.
