oldi

В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» проведено тестирование трех универсальных серверов среднего уровня иностранных производителей: Hewlett-Packard NetServer LH3000, IBM Netfinity5100 Compaq ProLiant ML3500 — на предмет выяснения производительности при их использовании в качестве файловых серверов и универсальных серверов. Серверы тестировались под управлением операционной системы Microsoft Windows 2000 Server с Service Pack 1.

Универсальные серверы среднего уровня зарубежных производителей

Сергей Пахомов, Сергей Самохин

Сервер — взгляд изнутри

Методика проведения тестирования

Результаты тестирования

Выбор редакции

   Сервер Hewlett-Packard NetServer LH3000

   Сервер IBM Netfinity5100

   Сервер Compaq ProLiant ML350

 

В рамках начатой в прошлом номере темы тестирования серверов мы рассмотрели универсальные серверы среднего уровня зарубежных производителей: Hewlett-Packard NetServer LH3000, IBM Netfinity5100 и вне конкурса сервер уровня рабочей группы Compaq ProLiant ML3500.

Сервер — взгляд изнутри

За последние несколько лет требования, предъявляемые к серверам начального и среднего уровня, существенно изменились. Современный сервер больше не является всего лишь выделенным ПК, предназначенным для выполнения сетевых задач определенного характера. Стандартом де-факто стало теперь использование как минимум двухпроцессорных систем на базе специализированных серверных плат, а также RAID-контроллеров, SCSI-дисков и сдвоенных источников питания с возможностью «горячей» замены.

Требования, предъявляемые к современному серверу, можно определить тремя основными характеристиками: производительность, безотказность и управляемость.

Производительность сервера определяется производительностью и сбалансированностью трех основных подсистем — процессорной, дисковой и сетевой.

Реализация процессорной подсистемы сервера зависит как от собственно процессора, так и от материнской платы. В настоящее время большинство серверных материнских плат данного класса строятся на базе чипсета ServerWorks ServerSet III LE. Конструктивно чипсет ServerWorks ServerSet III LE состоит из двух микросхем: NB6635 North Bridge 3.0 LE и IB6566 South Bridge. Чипсет предусматривает работу системной шины на частотах 133 и 100 МГц, что позволяет увеличить полосу пропускания системной шины до 532 Мбайт/с. Обеспечена поддержка как одно-, так и двухпроцессорной SMP-конфигурации, а объем поддерживаемой оперативной памяти составляет 4 Гбайт PC 100 или PC 133 c ECC. Основным достоинством чипсета ServerWorks ServerSet III LE является поддержка 64-битной PCI-шины, работающей на частоте 66 МГц. Так, в чипсете реализована поддержка двух независимых PCI-шин, первая из которых является 64-битной 66-мегагерцевой шиной (два слота), а вторая — 64-битной 33-мегагерцевой шиной (до пяти слотов). К тому же отметим, что 64-битная шина может работать как на частоте 66 МГц, так и на частоте 33 МГц. На 33-мегагерцевой PCI-шине интегрирован контроллер PCI-ISA (South Bridge), который обеспечивает поддержку по ISA-шине клавиатуры, мыши, последовательных портов, параллельного порта и контроллера floppy-дисковода. Кроме того, на этой же шине интегрированы первичный и вторичный IDE-контроллеры, а также USB-порты.

Вторым немаловажным фактором, определяющим производительность сервера, является дисковая подсистема. Аппаратная часть дисковой подсистемы складывается из жесткого диска или из дисков и контроллера. В серверах устанавливаются SCSI-диски, обеспечивающие скорость передачи данных при линейном чтении до 50 Мбайт/с. Естественно, в серверах используют несколько жестких дисков, что вызвано требованиями как безотказности в работе и сохранности данных, так и повышения производительности дисковой подсистемы сервера. Увеличить производительность дисковой подсистемы возможно двумя способами. Первый из них заключается в использовании современных SCSI-дисков с частотой вращения 15 тыс. об./мин, однако даже в этом случае добиться существенного возрастания скорости чтения/записи не удается. Второй способ — использование RAID-контроллеров, позволяющих обеспечить надежность сохранности данных, а также увеличить производительность дисковой подсистемы сервера.

Кроме различных алгоритмов распределения данных по дискам, RAID-контроллеры могут различаться объемом установленной кэш-памяти, интерфейсом и количеством каналов.

Кэш-память не только позволяет повысить производительность дисковой подсистемы в штатном режиме работы, но и значительно ускоряет восстановление данных при выходе из строя одного из дисков.

Интерфейс дисковых RAID-контроллеров определяет ширину полосы пропускания данных. Например, в случае интерфейса Ultra 160 SCSI ширина полосы составляет 160 Мбайт/с, однако использование такого контроллера в конфигурации с обычной 32-битной 33-мегагерцевой PCI-шиной ограничивает пропускную способность до 133 Мбайт/с.

Сетевая подсистема сервера, аппаратная часть которой реализована в сетевом адаптере, отвечает за операции сетевого ввода/вывода. В рабочих группах наиболее распространенной является сеть Fast Ethernet, в связи с чем серверные сетевые карты оснащаются интегрированным сетевым адаптером Fast Ethernet. Однако пропускная способность канала Fast Ethernet составляет всего 200 Мбит/с, или 25 Мбайт/с (в полнодуплексном режиме работы). Для того чтобы устранить проблемы, связанные с недостаточной пропускной способностью канала связи «сервер-сеть», применяют различные методы. Наиболее распространенным и экономичным является использование технологии Load Balancing, поддерживаемой основными производителями серверных сетевых карт. В этом случае в сервер устанавливается несколько серверных сетевых карт или одна многопортовая сетевая карта, а сами каналы связи объединяются в один канал с большей пропускной способностью. Так, использование четырехпортовой карты в режиме Load Balancing позволяет создать канал «сервер-сеть» с пропускной способностью 800 Мбайт/с.

Безотказность работы — важнейшая характеристика, отличающая сервер от мощного ПК. Если неисправность рабочей станции является критичной только для одного пользователя, то выход из строя сервера может парализовать работу всей сети и, что еще опаснее, — привести к утрате ценных данных, стоимость которых может оказаться выше стоимости самого сервера. Вследствие этого проблема безотказности работы сервера и повышения надежности хранения данных приобретает первостепенное значение.

Повышение надежности работы сервера основано на простейшем методе — избыточности, что подразумевает дублирование жизненно важных компонентов сервера.

Так, многие серверы уровня рабочих групп оснащаются резервными источниками питания, например двумя блоками питания с безынерционным переключением в случае выхода из строя одного из них. Отказавший блок питания можно заменить не выключая машины, то есть в режиме «горячей» замены (Hot Swap).

Проблема сохранности данных и безотказности работы дисковой подсистемы сервера решается построением RAID-массивов на SCSI-дисках с возможностью «горячей» замены. Выход из строя одного из дисков лишь замедляет работу дисковой подсистемы, но не блокирует ее. Неисправный диск можно заменить не останавливая работу сервера, а данные на нем будут автоматически восстановлены RAID-контроллером. Подобные диски «горячей» замены устанавливаются в специальные корзины или в Rack Mount, так что для доступа к этим дискам не требуется открывать сам сервер.

Надежность работы на уровне сетевой подсистемы решается с использованием сдвоенных карт, работающих в режиме Adapter Fault Tolerance. При выходе из строя одного адаптера сетевой трафик автоматически переключается на другой адаптер.

Немаловажная роль в обеспечении безотказности сервера отводится системе охлаждения: любой сервер должен быть оснащен «интеллектуальными» вентиляторами с возможностью контроля частоты вращения и «горячей» замены вышедшего их строя вентилятора.

Большое значение с точки зрения безотказности и надежности в работе имеет и конструкция самого корпуса. Конструкция корпуса некоторых серверов такова, что они защищены от случайного отключения питания, перезапуска и несанкционированного доступа к процессору, снабжены датчиками открывания боковой панели корпуса; предусмотрена также возможность установки замков, запирающих боковую панель корпуса и отсек с жесткими дисками.

Некоторые пакеты мониторинга сервера позволяют осуществлять управление в режиме удаленного доступа. Так, системный администратор может подключиться к сети со своего домашнего компьютера, чтобы выяснить, как работает система ночью. Нормой для сервера стала возможность автоматического перезапуска ОС при ее зависании. Кроме того, в серверах используются и средства восстановления в случае аварии, а также предусмотрена автоматическая коррекция ошибок в памяти.

Возможность управления сервером тесно связана с обеспечением надежности и безотказности работы и может быть реализована на уровне материнской платы сервера.

Используя встроенные аппаратные возможности сервера, администратор может управлять им даже из отдаленного офиса, контролировать в реальном времени множество параметров и состояние компонентов сервера, а также факты несанкционированного проникновения внутрь сервера. При возникновении тех или иных ситуаций, заранее определенных администратором, сервер способен автоматически предпринимать действия, предотвращающие потерю данных. Возможность блокировки клавиатуры и мыши, кнопок питания и сброса, дисплея и дисковода гарантирует администратору невозможность получения кем-либо несанкционированного доступа к серверу и выведения системы из строя.

Рассмотрев основные требования, предъявляемые к современному серверу среднего уровня, и способы их реализации, отметим, что все серверы иностранных производителей соответствуют как классу решаемых ими задач, так и требованию безотказности и надежности в работе, обладая при этом расширенными возможностями управления.

В начало

В начало

Методика проведения тестирования

Для проведения тестирования был собран стенд, состоящий из 46 рабочих станций, компьютера-контроллера и собственно сервера. В качестве локальной сети для проведения тестирования была выбрана сеть Fast Ethernet 100Base-TX с пропускной способностью 200 Мбит/с в полнодуплексном режиме работы. На всех рабочих станциях и компьютере-контроллере была установлена операционная система Microsoft Windows 2000 Professional SP1, а на сервере — Microsoft Windows 2000 Server SP 1. На всех рабочих станциях и сервере устанавливался стек сетевых протоколов TCP/IP.

Для объединения рабочих станций и сервера в сеть использовались два управляемых 24-портовых стекируемых коммутатора Lucent Cajun-P333T и неуправляемый 12-портовый коммутатор 3Сom SuperStack II Baseline Switch. К каждому коммутатору Lucent Cajun-P333T подключалось по 23 рабочих станции (клиента), а 24-й порт использовался для кроссоверного соединения этих коммутаторов с узловым коммутатором 3Сom SuperStack II Baseline Switch, к которому также подсоединялись контроллер и сервер (рис. 1).

Для того чтобы обеспечить сбалансированную и равномерно возрастающую нагрузку на сервер, клиенты подключаются «в шахматном порядке»: то есть все рабочие станции с четными номерами подключаются к одному коммутатору, а с нечетными — к другому. В этом случае по мере роста числа клиентов, подключенных к серверу, нагрузка на каждый коммутатор возрастает в одинаковой степени, а всем рабочим станциям обеспечиваются равные возможности получения доступа к серверу.

Для проведения тестирования мы использовали пакеты ServerBench 4.1 и NetBench 7.0 компании Ziff-Davis.

Пакет ServerBench предназначен для тестирования серверов в режиме имитации работы приложений типа «клиент-сервер». На каждом из компьютеров, подключенных к локальной сети, устанавливается клиентское ПО, позволяющее имитировать работу клиента. Один компьютер используется в качестве контроллера, управляющего работой всей системы и собирающего статистику. На сервере устанавливается серверная часть тестового пакета, обслуживающая клиентов и передающая статистику на компьютер-контроллер.

Пакет ServerBench измеряет производительность сервера посредством клиентов, которые посылают серверу различные запросы, называемые транзакциями. Каждый клиент записывает время ожидания отклика на свой запрос, а также общее число транзакций, выполненных сервером в ходе тестирования. По этим данным вычисляется производительность сервера, измеряемая в количестве транзакций в секунду (transactions per second, TPS).

Тестирование серверов на предмет выяснения их производительности в случае использования в качестве файловых серверов проводилось посредством пакета NetBench 7.0 компании Ziff-Davis.

Пакет NetBench позволяет измерять производительность файл-сервера, определяя, насколько эффективно сервер поддерживает сетевые файловые операции. Каждый клиент посылает серверу различные запросы файлового ввода/вывода и измеряет время реакции сервера на эти запросы.

На каждом из компьютеров, подключенных к локальной сети, устанавливается клиентское ПО, позволяющее имитировать работу клиента. Один из компьютеров используется в качестве контроллера, управляющего работой всей системы и собирающего статистику. На самом сервере не устанавливается и не запускается никаких программ, что в полной мере соответствует идеологии файл-сервера.

В ходе каждого отдельного теста активизированные клиенты создают на сервере отдельные каталоги с данными размером около 20 Мбайт. Именно с этими данными каждый клиент работает, производя копирование и другие файловые операции как в направлении «клиент-сервер», так и в направлении «сервер-клиент», в результате чего создается эффективный сетевой трафик.

В процессе теста постепенно увеличивается число клиентов, проявляющих сетевую активность, что позволяет определять зависимость сетевого трафика, измеряемого в мегабитах в секунду от числа клиентов.

В начало

В начало

Результаты тестирования

Как уже было отмечено, мы провели тестирование двухпроцессорных серверов с объемом оперативной памяти не менее 256 Мбайт и процессором Intel Pentium III с тактовой частотой до 1 ГГц. Каждый сервер имел RAID-массив уровня 1 на двух жестких дисках объемом не менее 9 Гбайт с файловой системой NTFS 5.0. Подробные технические характеристики серверов представлены в табл. 1. Базовые замеры, используемые для сравнения, проводились в конфигурации с двумя процессорами и с объемом оперативной памяти 256 Мбайт. Кроме того, с целью выяснения потенциальных возможностей каждого сервера проводились тесты серверов с одним процессором и с различными объемами оперативной памяти.

Для оценки качества серверов мы выбрали ряд наиболее важных, на наш взгляд, характеристик, а именно: результаты выполнения тестовых программ NetBench и ServerBench; параметры комплектующих, из которых состоят серверы; субъективная экспертная оценка функциональности сервера. Для каждой характеристики был вычислен показатель качества, что позволило сравнить серверы друг с другом по отдельным характеристикам. Для сравнения серверов друг с другом в целом рассчитывался обобщенный (интегральный) показатель качества сервера. Для определения такого интегрального показателя качества нужно сначала вычислить показатель качества каждой отдельной характеристики, после чего они складываются с соответствующими весовыми коэффициентами. Методика вычисления показателя качества сервера и усредненные весовые коэффициенты отдельных характеристик сервера, полученные в результате опроса экспертов, представлена в табл. 2.

Единственная проблема, которая при этом возникает, — определение результата выполнения тестовых программ NetBench и ServerBench. Обе эти программы представляют конечный результат в виде графиков зависимостей, что очень удобно для визуального сравнения производительности отдельных характеристик серверов, но неприемлемо для расчета показателя качества. В этом случае необходимо, чтобы все характеристики были представлены в числовом виде. Поэтому каждому графику следует поставить в соответствие некоторое число, то есть закодировать графики в числовом виде. Самый простой способ сделать это — вычислить площадь криволинейной трапеции, образуемой графиком зависимости и осью абсцисс, по которой откладывается количество клиентов. Получаемое таким образом интегральное среднее представляет собой средний по совокупности клиентов сетевой трафик в тесте NetBench или среднюю скорость транзакций в тесте ServerBench. Отметим, что сами по себе полученные средние значения, хотя и выражаются в единицах измерения, лишены какого-либо физического смысла.

Интегральные показатели качества сервера, рассчитанные по описанной выше методике, использовались при выборе самого качественного сервера. Чем выше интегральный показатель качества сервера, тем лучше. Результаты оценки характеристик серверов и интегральный показатель качества серверов представлены в табл. 3.

В начало

В начало

Выбор редакции

Победители проведенного тестирования определялись в номинациях: «Самый качественный сервер» и «Самый производительный сервер».

Выбор победителей в номинации «Самый качественный сервер» основывался на интегральном показателе качества сервера. Лидером в этой номинации стала модель Hewlett-Packard NetServer LH3000.

Выбор победителя в номинации «Самый производительный сервер» основывался на результатах теста NetBench 7.0 и ServerBench 4.1 компании Ziff-Davis. Выбора редакции в этой номинации был удостоен сервер IBM Netfinity5100.

В начало

В начало