Power5 IT industrijā maina priekšstatus par Unix serveriem

 

Šogad IBM paziņoja par jaunu Power5 p5 serveru saimes ražošanas sākšanu. p5 serveriem ir daudz lielāka jauda, jaunas virtualizācijas iespējas, elastīga vadīšana, lai vienkāršotu IT infrastruktūru un samazinātu izmaksas.

 

Pieaug serveru noslodze

Šī ziņa ir jaunas trešās Unix serveru paaudzes sākums. Pirmās paaudzes Unix datori 80. gados pamatā bija darbstacijas dažādiem grafiskajiem lietojumiem ar lielu ātrdarbību uzdevumiem ar peldošo komatu. Unix darbastacijas tika izmantotas inženiertehniskajiem projektēšanas darbiem.

Otrās paaudzes serverus sāka ražot 90. gados un ražo vēl tagad, tie ir simetriskie multiprocesoru serveri (SMP), kuri Unix vidē nodrošināja lielu ātrdarbību un parasti strādā ar vienu aplikāciju. Laika gaitā nepārtraukti tika palielināta serveru izmantojamība un drošība. Šīs paaudzes serveru trūkums ir tas, ka tie nenodrošina pietiekamu elastību, lai vienlaikus uz viena servera izmantotu daudzas aplikācijas (Oracle DB, Lotus Notes, Websphere). To nodrošina trešās paaudzes serveri. Power5 serveru saimei ir pieejama jauna tehnoloģija, kas ir IBM zSeries (lieldatoru jeb mainframe) un pSeries (Unix) serveru grupu darba kopējais rezultāts.

IBM, kam ir 40 gadu pieredze lieldatoru ražošanā, Power5 bāzētajiem serveriem izstrādāja jaunu virtualizācijas vadības programmu, kura nodrošina neatkarīgu loģisko apgabalu izveidošanu. Visi jaunie modeļi nodrošina servera virtualizāciju, procesora sadalīšanu līdz 10 loģiskajiem procesoriem, operatīvas atmiņas pārdalīšanu, atbalsta virtuālos LAN un disku adapterus. Serveri bāzēti uz 1,5, 1,65 un 1,9 GHz IBM 64 bitu Power5 procesoriem.

p5 serveru ātrdarbības līderpozīcijas parāda testu rezultāti. 36 dažādos testos ir sasniegti absolūti labākie rezultāti, apsteidzot konkurentus. TPC-C un SAP testi ir nozīmīgākie, lai raksturotu serveru ātrdarbību datubāzu vidē.

p5 servera jauda pieaug, lineāri palielinot procesoru skaitu. To var realizēt, pateicoties Power cpu arhitektūrā jau pirms vairākiem gadiem iestrādātajiem mehānismiem un tehnoloģijai.

Būtiski, lai servera jauda būtu pieejama tad, kad nepieciešams. Tagad Power5 serveriem jaunā veidā un daudz elastīgāk ir pieejama un izmantojama servera jauda, kas būtiski samazina organizācijas IT izmaksas. Parasti organizāciju serveri, arī Unix, nav pilnībā noslogoti. Uz servera tiek uzstādīta tikai viena aplikācija, bet katrai jaunai aplikācijai tiek pirkts jauns serveris. Daudzos gadījumos servera vidējā noslodze ir tikai 10-15 procenti. Servera modeli un jaudu izvēlas tā, lai tā būtu pietiekama maksimālās noslodzes brīžos, kad ir visintensīvākā transakciju apstrāde. Pārējā laikā CPU, RAM un citi resursi ir fiziski ieslēgti serverī un nav pieejami citām aplikācijām uz citiem serveriem. Mainframe lieldatoros jau daudzus gadus pieejama virtualizācija, procesoru un RAM loģiskā dalīšana un pārdalīšana, tāpēc arī lieldatoru vidēja noslodze ir daudz lielāka – 85procenti.

 

Kā izmantot iesaldētos aparatūras resursus?

Virtualization Engine optimizē Power5 bāzēto serveru resursu izmantošanu. Tehnoloģijas pamatā ir subprocesora loģiskie apgabali jeb Micro-Partitioning un resursu virtualizācija (LAN, disku adapteri, lenšu ierīces).

Tehnoloģijas, kuras nodrošina loģisko apgabalu izveidošanu, Power serveriem bija pieejamas jau iepriekš. 2001. gadā IBM sāka ražot pSeries serverus ar LPAR iespējām, un līdz ar to kļuva iespējams uz viena servera pilnība lietot vairākas aplikācijas. Daudzprocesoru serverus varēja sadalīt vairākos loģiskajos serveros, kurai bija savs operāciju sistēmu AIX vai Linux kods. Minimālie loģiskā apgabala resursi bija 1 cpu, LAN un IO disku adapteris. Pārgrupējot LPAR resursus, vajadzēja pārstartēt operāciju sistēmas.

2002. gadā kļuva pieejami serveri ar dinamiskajiem loģiskajiem apgabaliem. Procesoru, atmiņas IO resursus varēja pārgrupēt, nepārlādējot operāciju sistēmu un daudzos gadījumos pat neapstādinot aplikāciju.

2004. gadā tiek pilnībā mainīta IBM Power5 serveru saime ar modeļiem, kuri atbalsta Micro-Partitioning, Virtual-LAN, Virtual-IO. Loģiskie apgabali LAPR, to skaitā arī Micro-Partitioning, ir sertificēti kā izolētas sistēmas, aplikācija vienā apgabalā nekādā veidā nevar ietekmēt vai traucēt aplikācijas darbību citā apgabalā.

Tagad uz viena p5 servera ir iespējams konsolidēt Unix, Linux vai OS/400 serverus, katru procesoru var loģiski sadalīt maksimums10 daļas, piemēram, 4 cpu serverī var izveidot līdz pat 40 neatkarīgiem serveriem. Katram loģiskajam serverim nav nepieciešami atsevišķi fiziskie 40 LAN un disku adapteri, bet, izmantojot virtuālos adapterus, parasti ir pietiekami ar diviem Ethernet un diviem disku fiziskajiem adapteriem. Turklāt datu apmaiņu starp loģiskajiem apgabaliem var realizēt pa virtuālajiem LAN, nemaz neizmatojot fiziskos LAN adapterus.

Sistēma automātiski pieskaņojas biznesa mainīgajām prasībām. Ja kādai aplikācijai nepieciešami papildu resursi, milisekundes laikā automātiski pēc iepriekš definētiem noteikumiem resursi tiek pārdalīti.

Resursu automātisko pārdali veic LPAR pārvaldības programmatūra pēc administratora iepriekš izvēlētas politikas. Katram LPAR iepriekš tiek iestādīti parametri un definēti likumi, kā dinamiski pārdalīt sistēmas resursus (cpu, RAM, IO).

Apskatīsim vienu no Power5 datoru saimes modeļiem – serveri p570, kura arhitektūra ir modulāra. Tas ir 4 cpu serveris, kurš pēc vajadzības ir paplašināms līdz 8, 12 vai 16 cpu serverim.

Tradicionāli 16 cpu serveris ir monolīts dators un, neatkarīgi no sākotnēji izmantoto procesoru daudzuma, visbiežāk pilnā apmēra vai daļēji tiek komplektēts ar barošanas avotiem, IO slotu atvilktnēm un cietiem mezgliem, kas nepieciešami pilnai 16 cpu sistēmai, nevis sākotnēji izmantojamai. Sākotnējās izmaksas šādam serverim ir augstas.

p570 pēc būtības ir 16 cpu serveris, kura cpu, ram, IO sloti ar barošanas blokiem nosacīti sadalīti četrās neatkarīgās daļās. Sistēma ir audzējama pēc vajadzības, pievienojot jaunus 4 cpu serveru modulāros blokus ar speciāla interfeisa palīdzību. Servera pamatā ir tradicionālā SMP arhitektūra.

Industrijā ir pieejami arī serveri ar NUMA tehnoloģiju, kuri ir paplašināmi, izveidojot kopēju operatīvās atmiņas apgabalu. NUMA sistēmās piekļuve pie attālinātās atmiņas ir lēnāka, IO resursi arī netiek konsolidēti.

Operāciju sistēmu AIX, Linux un i5/OS (jaunā OS/400 operāciju sistēma) licencēšanas politika ir elastīga. Iegādājoties serveri, jāizvēlas nepieciešamās OS, par kurām jāmaksā bāzes licences cena, tā nav atkarīga no tā, cik daudz loģiskie serveri tiks izmantoti. Vienlaikus uz viena cpu, izmantojot Micro-LPAR, var darbināt dažādas OS - SUSE LINUX Enterprise Server 9, Red Hat Enterprise Linux AS 3, AIX 5.2, AIX 5.3 un i5/OS.

Jaunā AIX 5.3 versija Power5 ir bināri savietojamas ar iepriekšējām AIX versijām, tā ir papildināta ar Power5 cpu multithreading atbalstu - vairāku uzdevumu apstrādi paralēli uz viena cpu.

Jaunajos p5 tāpat kā iepriekšējās paaudzes serveros servisa procesors kontrolē sistēmu un spēj prognozēt iespējamos aparatūras bojājumus. Ja rodas nepieciešamība, bojāto procesoru, atmiņas apgabalu vai citu sistēmas apgabalu var dinamiski atslēgt, nepārtraucot servera darbību. Bojātā daļa ir nomaināma iepriekš ieplānotajā laikā.

p5 serveru pieejamība palielināta ar vairākiem uzlabojumiem. Ar cpu dinamisko strāvas regulēšanas sistēmu tiek panākts mazāk cpu enerģijas patēriņš, cpu mazāk sakarst un ir vēl drošāki. Papildus IO sloti ir pieslēdzami, nepārtraucot servera darbību. Tagad 65 procentos gadījumu iespējams veikt servera mikrokoda modificēšanu vai jaunu versiju ieviešanu, nepārtraucot servera darbību.

Power5 un Virtual Engine tehnoloģiju izmanto arī disku masīvā IBM DS8000, kura kontrolieru bloki ir bāzēti uz p570 serveriem. To ir iespējams sadalīt divos (nākotnē – vairākos) neatkarīgos disku masīva loģiskajos apgabalos. Līdzīgi kā p5 serveriem DS8000 iespējams pārdalīt cpu, RAM, adapteru un kā arī disku resursus. Tādā veidā izveidotie disku masīva loģiskie apgabali ir optimizējami dažādiem lietojumiem, piemēram, datubāzu transakcijām vai lielu failu glabāšanai.

Jānis VAIKULIS