Un servidor Blade es una computadora servidor simplificada con un diseño modular optimizado para minimizar el uso de espacio físico y energía. A los servidores Blade se les eliminan muchos componentes para ahorrar espacio, minimizar el consumo de energía y otras consideraciones, sin dejar de tener todos los componentes funcionales para ser considerados una computadora . [1] A diferencia de un servidor de montaje en bastidor , un servidor Blade cabe dentro de un gabinete Blade , que puede contener varios servidores Blade, proporcionando servicios como energía, refrigeración, redes, varias interconexiones y administración. Juntos, los blades y el recinto del blade forman un sistema blade, que a su vez puede montarse en un bastidor. Los diferentes proveedores de palas tienen principios diferentes con respecto a qué incluir en la propia pala y en el sistema de palas en su conjunto.
En una configuración de bastidor de servidor estándar , una unidad de bastidor o 1U (19 pulgadas (480 mm) de ancho y 1,75 pulgadas (44 mm) de alto define el tamaño mínimo posible de cualquier equipo. El principal beneficio y justificación de la computación blade se relaciona con el levantamiento de esta restricción para reducir los requisitos de tamaño. El factor de forma de rack de computadora más común es de 42U de alto, lo que limita la cantidad de dispositivos de computadora discretos que se pueden montar directamente en un rack a 42 componentes. Las cuchillas no tienen esta limitación. A partir de 2014 [actualizar], se pueden lograr densidades de hasta 180 servidores por sistema blade (o 1440 servidores por bastidor) con sistemas blade. [2]
El gabinete (o chasis) realiza muchos de los servicios informáticos complementarios que se encuentran en la mayoría de las computadoras. Los sistemas que no son blade suelen utilizar componentes voluminosos, calientes y que ocupan poco espacio, y pueden duplicarlos en muchas computadoras que pueden funcionar o no a su máxima capacidad. Al ubicar estos servicios en un solo lugar y compartirlos entre las computadoras Blade, la utilización general aumenta. Los detalles de los servicios que se brindan varían según el proveedor.
Las computadoras funcionan con una variedad de voltajes de CC, pero las empresas de servicios públicos entregan energía como CA y a voltajes más altos que los requeridos por las computadoras. La conversión de esta corriente requiere una o más unidades de suministro de energía (o PSU). Para garantizar que la falla de una fuente de energía no afecte el funcionamiento de la computadora, incluso los servidores de nivel básico pueden tener fuentes de alimentación redundantes, lo que nuevamente aumenta el volumen y la producción de calor del diseño.
La fuente de alimentación del gabinete blade proporciona una única fuente de energía para todos los blades dentro del gabinete. Esta única fuente de alimentación puede venir como una fuente de alimentación en el gabinete o como una fuente de alimentación separada dedicada que suministra CC a varios gabinetes. [3] [4] Esta configuración reduce la cantidad de PSU necesarias para proporcionar una fuente de alimentación resistente.
La popularidad de los servidores blade y su propio apetito por la energía ha llevado a un aumento en el número de unidades de suministro de energía ininterrumpida (o UPS) montables en bastidor , incluidas unidades dirigidas específicamente a servidores blade (como el BladeUPS ).
Durante el funcionamiento, los componentes eléctricos y mecánicos producen calor, que un sistema debe disipar para garantizar el correcto funcionamiento de sus componentes. La mayoría de los gabinetes blade, como la mayoría de los sistemas informáticos, eliminan el calor mediante el uso de ventiladores .
Un problema frecuentemente subestimado al diseñar sistemas informáticos de alto rendimiento implica el conflicto entre la cantidad de calor que genera un sistema y la capacidad de sus ventiladores para eliminar el calor. La energía y la refrigeración compartidas del blade significan que no genera tanto calor como los servidores tradicionales. Los gabinetes de aspas más nuevos [actualizar]cuentan con ventiladores de velocidad variable y lógica de control, o incluso sistemas de enfriamiento líquido [5] [6] que se ajustan para cumplir con los requisitos de enfriamiento del sistema.
Al mismo tiempo, la mayor densidad de las configuraciones de servidores Blade aún puede generar mayores demandas generales de refrigeración con racks llenos a más del 50 % de su capacidad. Esto es especialmente cierto con las palas de primera generación. En términos absolutos, es probable que un bastidor completamente poblado de servidores Blade requiera más capacidad de enfriamiento que un bastidor completamente poblado de servidores estándar de 1U. Esto se debe a que se pueden colocar hasta 128 servidores Blade en el mismo bastidor que solo albergará 42 servidores de montaje en bastidor de 1U. [7]
Los servidores Blade generalmente incluyen controladores de interfaz de red integrados u opcionales para Ethernet o adaptadores de host para sistemas de almacenamiento Fibre Channel o adaptadores de red convergentes para combinar almacenamiento y datos a través de una interfaz Fibre Channel sobre Ethernet . En muchos blades, al menos una interfaz está integrada en la placa base y se pueden agregar interfaces adicionales mediante tarjetas intermedias .
Un gabinete blade puede proporcionar puertos externos individuales a los que se conectará cada interfaz de red en un blade. Alternativamente, un gabinete blade puede agregar interfaces de red en dispositivos de interconexión (como conmutadores) integrados en el gabinete blade o en servidores blade de red. [8] [9]
Si bien las computadoras suelen utilizar discos duros para almacenar sistemas operativos, aplicaciones y datos, estos no son necesariamente necesarios localmente. Muchos métodos de conexión de almacenamiento (por ejemplo, FireWire , SATA , E-SATA , SCSI , SAS DAS , FC e iSCSI ) se trasladan fácilmente fuera del servidor, aunque no todos se utilizan en instalaciones de nivel empresarial. La implementación de estas interfaces de conexión dentro de la computadora presenta desafíos similares a las interfaces de red (de hecho, iSCSI se ejecuta a través de la interfaz de red) y, de manera similar, estas se pueden quitar del blade y presentarse individualmente o agregadas, ya sea en el chasis o a través de otros blades .
La capacidad de iniciar el blade desde una red de área de almacenamiento (SAN) permite un blade completamente libre de disco, un ejemplo de cuya implementación es el sistema de servidor modular Intel .
Dado que los gabinetes blade proporcionan un método estándar para brindar servicios básicos a dispositivos informáticos, otros tipos de dispositivos también pueden utilizar gabinetes blade. Los blades que proporcionan conmutación, enrutamiento, almacenamiento, SAN y acceso a canal de fibra pueden insertarse en el gabinete para brindar estos servicios a todos los miembros del gabinete.
Los administradores de sistemas pueden utilizar blades de almacenamiento cuando exista un requisito de almacenamiento local adicional. [10] [11] [12]
Los servidores Blade funcionan bien para propósitos específicos como alojamiento web , virtualización y computación en clúster . Los blades individuales suelen ser intercambiables en caliente . A medida que los usuarios enfrentan cargas de trabajo más grandes y diversas, agregan más potencia de procesamiento, memoria y ancho de banda de E/S a los servidores blade. Aunque la tecnología de servidor blade en teoría permite sistemas abiertos de varios proveedores, la mayoría de los usuarios compran módulos, gabinetes, bastidores y herramientas de administración del mismo proveedor.
La eventual estandarización de la tecnología podría generar más opciones para los consumidores; [13] [14] a partir de 2009, [actualizar]un número cada vez mayor de proveedores de software de terceros han comenzado a ingresar a este campo en crecimiento. [15]
Sin embargo, los servidores Blade no proporcionan la respuesta a todos los problemas informáticos. Uno puede verlos como una forma de granja de servidores productizada que toma prestado de la tecnología de empaquetado, refrigeración y suministro de energía de mainframe . Tareas informáticas muy grandes aún pueden requerir granjas de servidores Blade y, debido a la alta densidad de potencia de los servidores Blade, pueden sufrir aún más los problemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado que afectan a las grandes granjas de servidores convencionales.
Los desarrolladores colocaron por primera vez microcomputadoras completas en tarjetas y las empaquetaron en bastidores estándar de 19 pulgadas en la década de 1970, poco después de la introducción de los microprocesadores de 8 bits . Esta arquitectura se utilizó en la industria del control de procesos industriales como una alternativa a los sistemas de control basados en minicomputadoras . Los primeros modelos almacenaban programas en EPROM y estaban limitados a una sola función con un pequeño ejecutivo en tiempo real .
La arquitectura VMEbus ( c. 1981 ) definió una interfaz de computadora que incluía la implementación de una computadora a nivel de placa instalada en un panel posterior del chasis con múltiples ranuras para placas conectables para proporcionar E/S, memoria o computación adicional.
En la década de 1990, el grupo de fabricantes de computadoras industriales PCI PICMG desarrolló una estructura de chasis/blade para el entonces emergente bus PCI de interconexión de componentes periféricos llamado CompactPCI . En realidad, CompactPCI fue inventado por Ziatech Corp de San Luis Obispo, CA y desarrollado hasta convertirse en un estándar de la industria. Lo común entre estas computadoras basadas en chasis era el hecho de que todo el chasis era un solo sistema. Si bien un chasis puede incluir múltiples elementos informáticos para proporcionar el nivel deseado de rendimiento y redundancia, siempre había una placa maestra a cargo o dos maestros de conmutación por error redundantes que coordinaban el funcionamiento de todo el sistema. Además, esta arquitectura del sistema proporcionó capacidades de gestión que no están presentes en las típicas computadoras montadas en bastidor, mucho más parecidas a los sistemas de confiabilidad ultra alta, la gestión de fuentes de alimentación, ventiladores de refrigeración y el monitoreo del estado de otros componentes internos.
Las demandas para administrar cientos y miles de servidores en los emergentes centros de datos de Internet, donde simplemente no existía la mano de obra para mantener el ritmo, hacían falta una nueva arquitectura de servidor. En 1998 y 1999, Ziatech desarrolló esta nueva arquitectura de servidor Blade basada en su plataforma PCI compacta para albergar hasta 14 "servidores Blade" en un chasis montado en bastidor estándar de 19" y 9U de altura, lo que permite en esta configuración hasta 84 servidores en un rack estándar de 84 unidades de rack de 19". Lo que esta nueva arquitectura aportó fue un conjunto de nuevas interfaces para el hardware específicamente para brindar la capacidad de monitorear de forma remota el estado y el rendimiento de todos los principales módulos reemplazables que podrían cambiarse o reemplazarse mientras el sistema estaba en funcionamiento. La capacidad de cambiar/reemplazar o agregar módulos dentro del sistema mientras está en funcionamiento se conoce como Hot-Swap. Exclusivo de cualquier otro sistema de servidor, los servidores Ketris Blade enrutaron Ethernet a través del backplane (donde se enchufarían los servidores blade) eliminando más de 160 cables en un solo bastidor de 19" de alto con 84 unidades de rack. Para un centro de datos grande, decenas de miles de Ethernet Se eliminarían los cables propensos a fallas. Además, esta arquitectura proporcionó la capacidad de inventariar los módulos instalados en el sistema de forma remota en cada chasis del sistema sin que los servidores Blade funcionen. Esta arquitectura permitió la capacidad de aprovisionar (encender, instalar sistemas operativos y software de aplicaciones). ) (por ejemplo, servidores web) de forma remota desde un centro de operaciones de red (NOC). La arquitectura del sistema cuando se anunció este sistema se llamaba Ketris, que lleva el nombre de la espada Ketri , usada por los nómadas de tal manera que se puede dibujar muy rápidamente según sea necesario. Ideado por primera vez por Dave Bottom y desarrollado por un equipo de ingeniería de Ziatech Corp en 1999 y demostrado en la feria Networld+Interop en mayo de 2000. Se otorgaron patentes para la arquitectura del servidor blade Ketris [ cita requerida ] . En octubre de 2000, Intel Corp adquirió Ziatech y los sistemas Ketris Blade Server se convertirían en un producto de Intel Network Products Group. [ cita necesaria ]
PICMG amplió la especificación CompactPCI con el uso de conectividad Ethernet estándar entre placas en el backplane. La especificación PICMG 2.16 CompactPCI Packet Switching Backplane se adoptó en septiembre de 2001. [16] Esto proporcionó la primera arquitectura abierta para un chasis de múltiples servidores.
La segunda generación de Ketris se desarrollaría en Intel como una arquitectura para la industria de las telecomunicaciones para respaldar el desarrollo de servicios de telecomunicaciones basados en IP y, en particular, el desarrollo de la red celular LTE (Long Term Evolution). PICMG siguió con esta especificación AdvancedTCA más grande y con más funciones , dirigida a la necesidad de la industria de las telecomunicaciones de una plataforma informática densa y de alta disponibilidad con una vida útil prolongada del producto (más de 10 años). Si bien el sistema y las placas AdvancedTCA generalmente se venden a precios más altos que los servidores blade, el costo operativo (mano de obra para administrar y mantener) es dramáticamente menor, donde el costo operativo a menudo eclipsa el costo de adquisición de los servidores tradicionales. AdvancedTCA los promueve para clientes de telecomunicaciones ; sin embargo, en la implementación del mundo real en centros de datos de Internet donde los costos térmicos y de mantenimiento y operación se han vuelto prohibitivamente costosos, esta arquitectura de servidor blade con aprovisionamiento automatizado remoto, monitoreo y administración de salud y rendimiento sería una costos operativos significativamente menos costosos. [ se necesita aclaración ]
La primera arquitectura de servidor Blade comercializada [ cita necesaria ] fue inventada por Christopher Hipp y David Kirkeby, y su patente fue asignada a RLX Technologies , con sede en Houston . [17] RLX, que estaba formado principalmente por ex empleados de Compaq Computer Corporation , incluidos Hipp y Kirkeby, envió su primer servidor blade comercial en 2001. [18] RLX fue adquirido por Hewlett-Packard en 2005. [19]
El nombre de servidor Blade apareció cuando una tarjeta incluía el procesador, la memoria, las E/S y el almacenamiento de programas no volátiles ( memoria flash o pequeños discos duros ). Esto permitió a los fabricantes empaquetar un servidor completo, con su sistema operativo y aplicaciones, en una sola tarjeta/placa/blade. Estos blades podrían luego operar de forma independiente dentro de un chasis común, haciendo el trabajo de múltiples cajas de servidores separadas de manera más eficiente. Además del beneficio más obvio de este paquete (menor consumo de espacio), se han hecho evidentes beneficios adicionales de eficiencia en energía, refrigeración, administración y redes debido a la agrupación o uso compartido de infraestructura común para soportar todo el chasis, en lugar de proporcionar cada uno de ellos. de estos por caja de servidor.
En 2011, la firma de investigación IDC identificó a los principales actores en el mercado de blades como HP , IBM , Cisco y Dell . [20] Otras empresas que venden servidores Blade incluyen Supermicro e Hitachi .
Las marcas destacadas en el mercado de servidores blade son Supermicro , Cisco Systems , HPE , Dell e IBM , aunque esta última vendió su negocio de servidores x86 a Lenovo en 2014 después de vender su línea de PC de consumo a Lenovo en 2005. [21]
En 2009, Cisco anunció servidores blade en su línea de productos Unified Computing System , que constan de chasis de 6U de altura y hasta 8 servidores blade en cada chasis. Tenía un conmutador Nexus 5K muy modificado , rebautizado como interconexión de estructura , y software de gestión para todo el sistema. [22] La línea inicial de HP constaba de dos modelos de chasis, el c3000 que admite hasta 8 blades de la línea ProLiant de media altura (también disponible en forma de torre) y el c7000 ( 10U ) que admite hasta 16 blades ProLiant de media altura. El producto de Dell , el M1000e , es un gabinete modular de 10U y tiene capacidad para hasta 16 servidores blade PowerEdge de media altura o 32 blades de un cuarto de altura.
