Základy počítačových sítí HW požadavky na server 1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, 272 01 Kladno, www.1kspa.cz Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0292 Číslo materiálu: VY_32_INOVACE_PSK-3-14 Tematický celek (sada): Základy počítačových sítí Téma (název) materiálu: HW požadavky na server Předmět: Počítačové sítě a komunikace Ročník / Obor studia: 3. / Informační technologie Autor / datum vytvoření: Mgr. Martin Štorek / 30.11.2013 Anotace: Studenti se seznámí se základními HW požadavky na server, jako jsou paměti RAM, procesory, pevné disky a alternativy jako je SAN nebo NAS úložiště, záložní systém UPS, diskové pole a metody ochrany RAID, zálohování, … Metodický pokyn: Prezentace slouží k výkladu nové látky pomocí dataprojektoru nebo PC, lze ji vytisknout. Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

HW požadavky na server

Provedení serveru provedení serverů TOWER RACK

Procesory AMD INTEL Opteron Xeon Multiprocesorové systémy pro náročné podmínky Procesory s vícejádrovou architekturou Speciální procesory pro servery Parametry serveru: takt, datová šířka, počet jader, typ patice, cache paměť Opteron AMD Xeon INTEL

Operační paměť parametry: ECC (Error Checking and Correcting) kapacita, frekvence, typ modulu, počet pinů, oprava chyb ECC (Error Checking and Correcting) technologie ECC se zabývá chybovými daty a jejich opravnými kódy, kontrolováním integrity dat

Pevné disky, disková pole Parametry: rozhraní: SATA, SAS, SCSI kapacita, cache paměť (GB) otáčky: 7 200, 10 000, 15 000 rpm střední doba chyby (MTBF) přístupová doba (ms)

Rozhraní SCSI SCSI (Small Computer System Interface) Externí nebo interní rozhraní pro připojení zařízení Nejčastěji pro připojení pevných disků nebo magnetopáskových jednotek, lze i skenery, CD/DVD mechaniky, atd. Výhodou SCSI bylo připojení většího počtu HDD než u rozhraní ATA/IDE Sběrnice SCSI má větší přenosovou rychlost SCSI disky měly a mají zpravidla větší otáčky ploten, kratší přístupovou rychlost a větší životnost [2] [3]

Rozhraní SAS SAS (Serial Attached SCSI) pokračovatel SCSI rozhraní [1] SAS (Serial Attached SCSI) pokračovatel SCSI rozhraní používá se u nejvýkonnějších serverových disků každý disk má dva nezávislé kanály (řadiče) standardní diskové pole je chráněno proti výpadku disku nikoli proti výpadku řadiče [4]

Disková pole disková pole zajišťují rychlejší přístup k datům zabraňují ztrátě dat v důsledku havárie některého z HDD jednotlivé disky se spojují do fyzických (i logických) celků kapacita vnitřního diskového prostoru je omezena počtem volných pozic v serverové skříni externí disková pole se připojují k serveru pomocí: SAS rozhraní SAN (Storage Area Network) NAS (Network Attached Storage)

SAN SAN (Storage Area Network) samostatná oddělená vysokorychlostní datová síť pro připojení externích úložných zařízení k serverům (disková pole, páskové jednotky, zálohovací zařízení) [5]

NAS NAS (Network Attached Storage) Datové úložiště pro sdílení dat připojené do sítě LAN Lze používat pro více účelů a služeb nejčastěji jako souborový server poskytuje uživatelům data jednoduchý mail server jednoduchý web server jednoduchý FTP server podporuje metody RAID [6]

RAID Redundant Array of Independent Disks 1988 – USA – Californie - Berkeley diskový řadič zabezpečující koordinovanou práci dvou nebo více fyzických HDD zvýšený výkon a odolnost vůči chybám a ztrátě dat vytvoří logický úložný prostor obdobný jednomu HDD použití na serverech (možno i na stanicích) několik základních úrovní: RAID 0 – RAID 7 nejpoužívanější: RAID 0, RAID 1, RAID5, RAID 01, RAID 10

RAID - realizace HW – pomocí řadiče HDD Většina dnešních „lepších“ desek nabízí RAID na úrovni hardware a ovladačů Přiřazení disků a konfigurace se děje ještě před startem operačního systému na úrovni nastavení BIOSu daného řadiče. Výhodou HW RAID je vyšší výkon SW – pomocí OS Softwarový RAID zajišťuje funkce operačního systému. W8 ve všech edicích podporují softwarový RAID 0 a 1, plus technologii Storage Spaces, která umí realizovat i RAID 5. W7 podporují RAID 0 a 1 v edicích Professional, Enterprise a Ultimate. Serverové operační systémy podporují RAID 0, 1 a 5 Výhodou SW RAID je realizace na OS bez HW podpory

RAID 0 - striping RAID 0 - Striping není ochrana normální data redundantní data Data jsou rovnoměrně rozdělována mezi všechny disky (paralelní zápis) Výhodný způsob z hlediska rychlosti přístupu k datům - zápis i čtení bude (teoreticky) tolikrát rychlejší, kolik disků bude k dispozici. Systém neposkytuje ochranu dat proti selhání disku. Vzhledem k rozložení dat stačí selhání jediného disku a všechna data jsou ztracena. Využíváme maximální kapacitu, kapacita pole je součtem kapacity všech disků.

RAID 1 - mirroring Jedná se o tzv. „zrcadlo“ je ochrana normální data redundantní data Jedná se o tzv. „zrcadlo“ Data jsou současně zapisována na dva nebo více disků. Stačí tedy, aby zůstal zachován jeden jediný disk, a máme k dispozici všechna data. Systém poskytuje odolnost vůči selhání disku. Tento postup je neutrální z hlediska výkonu při čtení a zápisu. Neefektivní z hlediska kapacity, využívá se polovina disků tj. polovina celkové datové kapacity pole.

RAID 5 – striping s redundancí normální data redundantní data je ochrana Je potřeba nejméně tří disků. Data na nich jsou rozložena a zakódována tak, že k přečtení úplné informace stačí mít k dispozici libovolné dva z nich. Poskytuje odolnost vůči selhání disků, chybějící data se dopočtou z redundantních. Nabízí vyšší výkon než u jednoho disku (čtení i zápis bude teoreticky n-1× rychlejší, kde n je počet disků) Nabízí vyšší kapacitu: budeme-li mít např. 3×1 TB disk v RAID 5, kapacita pole bude 2 TB.

RAID 01 /10 – striping + mirroring Existují i další druhy systému RAID fungující podobně jako RAID 5 Liší se způsobem zápisu dat na jednotlivé disky. Existují kombinacemi RAID 0 a 1 RAID 0+1 resp. RAID 01 RAID 1+0 resp. RAID 10 Jedná se o kombinace min. čtyř disků, kde jsou data současně stripována a mirrorována, abychom získali výhody obou přístupů – vyšší kapacita, rychlejší zápis a odolnost vůči selhání disku

Zálohování dat disková pole zabrání ztrátě dat v důsledku výpadku některého z disků, ale jsou bezmocná v případě havárie – živelné katastrofy, havárie většího počtu disků, poškození dat (aktualizace SW, reinstalace, ap.) pole nezabrání chybám, které vznikají lidskou činností - smazaná, poškozená, ztracená data zálohování – neocenitelný pomocník pro obnovu dat SW řešení – specializované programy HW řešení - specializované zařízení (větší objem dat) NAS servery disková pole pásková mechanika

Záložní zdroje u návrhu serverů a diskových systémů (NAS) nesmí chybět záložní zdroje – UPS poskytují ochranu před výpadky napájení, které mohou způsobit poškození jednotlivých komponent výkon se udává ve VA (voltampér) – zdánlivý výkon převod mezi VA a W: výkon[VA] * 0,6 = výkon[W] 700 VA = 420 W

Dedikace serveru dedikovaný (vyhrazený) nededikovaný (nevyhrazený) pouze pro síťový provoz a zajištění služeb server nelze použít jako pracovní stanici pro běžnou uživatelskou práci OS: NetWare serverhosting: pronájem serveru koncovému klientovi, který si zajistí pouze SW provoz nededikovaný (nevyhrazený) běží síťový OS server lze použít jako pracovní stanici pro běžnou práci uživatele OS: Windows Server

Použité zdroje [1] MASTERAD. http://noel.feld.cvut.cz/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://noel.feld.cvut.cz/vyu/a2b31hpm/images/4/48/SAS.png [2] AUTOR NEUVEDEN. http://www.answers.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://content.answcdn.com/main/content/img/CDE/SCSICHAN.GIF [3] AUTOR NEUVEDEN. http://www.iomega.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://www.iomega.com/support/manuals/jaz2e/images/man_jaz2e_scsi_chain_id.gif [4] AUTOR NEUVEDEN. http://www.tomshardware.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://img.tomshardware.com/us/2006/04/07/going_the_sas_storage_way/scsi-sas-comparison.jpg [5] ALISAN. http://www.allsan.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://www.allsan.com/images/charts/san1.jpg [6] AUTOR NEUVEDEN. http://www.qnap.com/ [online]. [cit. 11.12.2013]. Dostupný na WWW: http://www.qnap.com/images/products/NAS/TS439Pro/feature02.jpg Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoli další využití podléhá autorskému zákonu.