Ресурсосберегающие технологии, применяемые в серверах

Серверы – это компьютеры, выполняющие служебные функции в компьютерной сети. Рынок серверов в настоящее время можно сегментировать на домашние и корпоративные серверы. Корпоративные серверы в свою очередь можно классифицировать по сферам применения:

• федеральные и муниципальные структуры;

• крупные предприятия;

• средние и малые предприятия;

• центры обработки данных (ЦОД).

Последний сектор специфичен тем, что практически весь компьютерный парк составляют серверы.

Важное значение в настоящее время приобретает бурно развивающийся сегмент серверов для домашних сетей. Если эта тенденция сохранится, то вскоре парк домашних серверов превысит в количественном отношении парк корпоративных серверов. Это вызвано, во-первых, резким ростом среднего числа компьютеров, приходящихся на одну семью, а во-вторых, значительным расширением функций домашних информационных сетей. Так, если ещё недавно домашняя сеть лишь обеспечивала подключение всех компьютеров в квартире к интернету, то теперь её функции всё чаще дополняются решением задач, связанных с автономным копированием информации на домашний компьютер, видеонаблюдением за объектом, управлением охранной сигнализацией, управлением компонентами, входящими в состав «Умного дома» и т.д.

С учётом того, что, в отличие от рабочих мест, серверы обычно работают непрерывно в режиме 24х7х365, во многих случаях энергопотребление серверного компонента составляет более половины общего энергопотребления информационной системы. Особенно это ощутимо в бурно развивающемся секторе домашних компьютерных сетей, где суммарное рабочее время персональных мест может значительно уступать времени работы сервера. Таким образом, внедрение энергосберегающих технологий в серверный компонент информационных систем постепенно выходит на первый план.

Для повышения эффективности энергосбережения, снижения затрат в эксплуатации основным подходом является консолидация серверов с использованием технологий визуализации и блейд-серверных технологий.

По определению аналитической компании IDC блейд-сервер – это модульная одноплатная компьютерная система, включающая процессор и память. Платы или лезвия (blade – лезвие) вставляются в специальное шасси с объединительной панелью, обеспечивающей им подключение к сети и подачу электропитания. За счёт общего использования таких компонентов, как источники питания, сетевые карты, диски и блоки охлаждения, блейд-серверы обеспечивают более высокую плотность размещения вычислительной мощности в стойке по сравнению с обычными тонкими серверами.

Практически все Blade-решения имеют собственные интеллектуальные системы управления питанием и охлаждением, что позволяет оптимизировать затраты на них в зависимости от потребностей. Помимо значительной экономии электроэнергии (до 20%), ограничения тепловыделения и потребности в системе охлаждения (т.е. сокращения долгосрочных расходов на эксплуатацию), данный подход существенно экономит время ИТ-персонала и, таким образом, снижает совокупную стоимость владения.

Виртуализация серверов – возможность одному компьютеру выполнять работу нескольких. Выигрыш достигается за счет более эффективного использования вычислительных ресурсов; уменьшения количества оборудования при увеличении производительности, снижения расходов на поддержку ИТ; снижение энергозатрат.

На сегодняшний день в общей структуре виртуализационных средств выделяется три основных слоя:

• виртуализация вычислительных сред (ресурсов центрального процессора, включая ОЗУ, и операционной системы);

• виртуализация хранилищ данных;

• виртуализация сетей.

В общем случае комплекс средств виртуализации вычислительных сред (или виртуализации ПО) можно представить в виде нескольких основных технологических подходов, которые приведены в таблице 1.

Таблица 1

Вид виртуализации	Описание	Назначение	Где применяется	Пример реализации (поставщики)
Виртуальные машины	Возможность запуска нескольких ОС, в том числе разнородных, на одном компьютере	Повышение эффективности использования ресурсов центрального процессора	ПК, серверы	VMware, Microsoft, Citrix, Oracle, Red Hat, Sun, Parallels и др.
Виртуальные контейнеры	Создание нескольких однородных изолированных операционных сред на базе одного экземпляра ОС	Повышение эффективности использования ресурсов центрального процессора	серверы	Parallels, Sun
Виртуальные приложения	Создание дополнительного операционного окружения вокруг отдельного приложения внутри ОС	Повышение независимости приложения от версии ОС и уровня изоляции между приложениями	ПК	Microsoft, VMware, Symantec
Виртуализация представлений	Отделение бизнес-логики от пользовательского интерфейса	Реализация идеи терминального доступа с использованием тонкого клиента	ПК и другое клиентское оборудование	Citrix, Microsoft и др.

Далее мы сосредоточим внимание на технологиях виртуализации преимущественно в контексте задачи консолидации серверов. Основным методом здесь является механизм виртуальных машин. Предпосылки использования виртуализации в данном случае вполне очевидны: до недавнего времени информационные системы были организованы так, что для работы каждого отдельного ИТ или бизнес-сервиса (электронная почта, Web-сайт, бухгалтерская система и пр.) требовался отдельный физический сервер, загрузка процессора в котором составляла 3–10 %, в то время как оптимальный уровень – от 40 до 60 %. Средства виртуализации позволяют использовать один виртуальный сервер вместо пяти-шести физических. Посмотрим чего это стоит клиенту и что он от этого выигрывает. При переходе от физической инфраструктуры к виртуальной капитальные (разовые) затраты составляют:

1. Оборудование. Скорее всего придётся покупать новую технику. Прямой выигрыш тут может быть только в том случае, если удастся удачно утилизировать освободившееся старое оборудование.

2. Программное обеспечение. К уже имеющемуся ПО (ОС, приложения) нужно будет покупать ПО виртуализации.

3. Услуги по реализации проекта. Понятно, что сам проект потребует дополнительных затрат человеческих ресурсов. Но тут нужно отметить важный момент: выполнение такого проекта в целом может быть по силам и имеющемуся ИТ-персоналу, т.е. его можно реализовать поэтапно в рамках текущих бюджетов.

По текущим (эксплуатационным) затратам можно ожидать снижения расходов по всем статьям – аренда помещений, стоимость электроэнергии, администрирование, техническое обслуживание, модификация старых и развёртывание новых ИТ-сервисов. Кроме того, могут быть получены качественно новые преимущества с точки зрения как ИТ (оптимизация ИТ-инфраструктуры в целом за счёт гибкой балансировки нагрузок, повышение надежности и доступности), так и бизнеса (быстрая реализация требований пользователей).

Какой эффект будет в результате? В общем случае он видится скорее положительным, но более точно можно говорить только применительно к конкретным проектам. Вполне определённо можно сказать одно: успех проекта напрямую зависит от правильности общей методики его реализации, квалификации исполнителей, решимости руководства компании и ИТ-подразделений и т.д.