服务器最新技术发展趋势.ppt

最新技术发展趋势 chk esg coc 议程 it 业界发展趋势 dell可扩展的企业战略 企业级系统组发展蓝图 业界发展趋势 服务器发展趋势 核心服务器技术基本模块 处理器 内存 输入/输出 子系统 芯片组芯片组 处理器技术 65nm 2005 45nm 2007 32nm 2009 22nm 2011 90nm 2003 .13 2001 摩尔定律确实存在! 微米纳米 纳米 昨天 单核处理器 今天 多核处理器 奔腾 pentium 4 酷睿双核 core duo 速龙 athlon fx 速龙 athlon 64 x2 die pictures not to scale 多核技术 多核架构技术的引进，将会把多线程性能提升到一个全新的高度 处理器的每单位面积能耗日益增长 nuclear reactor rocket nozzle suns surface 1986 1990 1993 1995 19991997 2000 1 10 100 1000 watts / cm2 （瓦特/平方厘米） 处理器性能 2003 2005 source data: intel, dell estimates 通过技术进行修正，从 而有效应对单位面积能 源消耗大量增长的挑战 操作系统 应用 应用 操作系统 应用 应用 显卡处理器内存i/o 总线 硬件设备 虚拟的硬件平台 虚拟机虚拟机 虚拟化的前景 不断进步的是 多核处理技术 i/o总线连接着越来越多的资源 专门为虚拟化而设计的硬件 系统部署的成本不断降低 这个想法早就存在! 虚拟化技术的两种方式 主操作系统 虚拟的应用项目 应用 其它操作系统 虚拟机 基于应用软件的虚拟基于管理工具的虚拟 主操作系统加虚拟机管理工具 其它操作系统 虚拟机 嵌入式操作系统 虚拟机 常规应用 虚拟应用 显卡处理器内存i/o总线 硬件 显卡处理器内存i/o 总线 硬件 应用 应用应用 应用 应用应用 内存：技术发展路线图 接口 90 70 1.8v ddr ddr2 ddr3 333/400 1.5v 800/1067 667/800 1067/1333 512mb 1gb 2gb 400/533/667533/667/800 533/667667/800 1067/13331333/1600 ddr4 1.2v 2006年2007年2008年2009年2010年及以后2005年 进程 电压 密度 全缓冲内存模组 全缓冲内存模 组-2代 数据来源：戴尔公司预测 2004年2005年2006年2007年2008年? sata接口 sas硬盘(3.0 gb/秒) 以太网协议 (10/100/1000 mb/秒)(10 gb/秒) 光纤通道协议(10.0 gb/秒)(1-2 gb/秒) infiniband 双倍速技术 (5.0 gt/秒) (2.5 gt/秒) pci express总线第二代 (5.0 gt/秒)第一代 (2.5 gt/秒) 四倍速技术 (10.0 gt/秒) (6.0 gb/秒) 第二代 sata接口 (3.0 gb/秒) (2-4 gb/秒)(8 gb/秒) 连接技术的发展 第一代 sata接口 (1.5gb/秒） 连接技术的进步，带来了更好的带宽和更低的延迟 数据来源：戴尔公司预测 通过光纤，整合传输通道 存储区域网络 （san） (光纤通道协议) 集群 (infiniband) 局域网（ lan） (以太网协议) 万兆以太网，配合offload（卸载）技术，为“通过光纤，整合传输通道”打造了基础 万兆以太网 万兆以太网 整合后的万兆以太网光纤通道 一次性解决了传统上要通过“群 集的infiniband”、“san的fc协 议”和“lan的tcp/ip协议”等三 条通道解决的问题 现在: 需要为每个传输协议开设专网 未来: 整合的光纤通道将会简化解决方案，并 降低总体拥有成本 offload卸载技术发展时间表 05年06年07年08年09年10年 加速技术 toe (tcp/ip卸载引擎) bladeiwarp协议, iscsi标准 vio 加速技术(无状态)可以实现包处理的卸载 toe（tcp/ip卸载引擎）技术 (有状态)可以实现 tcp/ip协议和包处理的卸载 rdma（远程内存直接访问技术），遵循iwarp（国际广域远程数据存储器存取协议) ，可以绕过底层传输，从而实现内存对内存的数据直接交换 虚拟技术使数量有限的、从事卸载工作的硬件资源可以被多个实例对象同时访问 更低cpu使用量 i/o效率提高 网络吞吐量增强 频率 时间 133mhz 1995年2000年 733mhz 2005年 3.66ghz 3.0ghz 由于验证的复杂性，多路系统的前端总线速度比单路系统的慢 66mhz 800mhz 前端总线 133mhz 400mhz 单路 多路 多路 单路 共享前端总线的架构，限制了多路前端总线的速度 为什么“扩展（scale-out）”之路不可避免: 多路与单路cpu的比较 最近出现的点对点总线连接技术，支持四路 及以下的设备 “一体化”的可管理性 可扩展性 提供统一的管理框架 灵活性 能够管理多种设备 基于标准技术 开放的通用技术，非专有技术 增加选择性和互操作性，降低成本 易为行业用户接受 一体化的可管理性，为开放管理描绘了架构性的蓝图 与现有相关补充标准存在一致性 接入层 (接口服务) 控制 (编排)层 资源管理层 聚合层 (贮藏库/数据库) 逻辑映射层 (数据提供者) 平台层 (硬件 /固件/ 软件) 互动性 可控性 在可管理性上的统一，有利于简化操作 标准服务器现在已成为主流 标准服务器的收入比重 20002005 协作66%81% web53%67% 应用开发23%45% 业务流程 (erp, crm, oltp) 15%30% 数据库6%18% 基本架构的变迁 基于标准的服务器在性能方面不断改善， 取代原有封闭式系统市场分额 包括关键应用的趋势 来源： idc服务器负载调查, 2006年7月 专用方式 新的时代，新的技术合作伙伴 当前的需求 相互冲突的销售日程 完全专注于x86 需要借助昂贵的服务 才能充分实现硬件/软件的价值 重点突出的服务： 追求简便的解决方案 迁移到标准平台 到专用组件的系统管理连接 基于标准的系统管理 研发必须支持 过时技术 关注创新的研发： 更简便，降低成本 “这很复杂 我们将为您构建。” “这很简单我们将预先做好， 以便于您的使用。” 存储发展趋势 数据增长的根本原因 防备服务器损毁 的本地磁带备份 为可能的灾难 而准备的异地磁带 主要的拷贝 针对数据挖掘 的复制拷贝 针对快速恢复的近线复制 为符合规范 而归档的拷贝 为实施故障时切换 准备的第二份拷贝 为可能的灾难 而准备的远程镜像 存储技术的转变存储技术的转变 (大约2000年) 特有的 (today) 可用的 (tomorrow) 优化的 sans 整合 2gb 速度 带交换机的光纤 分层存储 备份到磁盘 4gb光纤san 和 iscsi sas/sata 复制 标准化 栅格存储 10gb以太网 固态存储硬盘 存储空间的回收和使用 备份 存储岛 快速存储 管理 连续保护 自动化 业务驱动因素 使用的技术 整合的fc（光纤通道）和iscsi存储阵列 gb级以太网交换 光纤通道san 整合的 fc/iscsi存储阵列 数据中心/中央服务器 远程/辅助服务器 iscsi存储方案中的千兆以太网与万兆以太网 . 12n 12n1 2n 1gb1gb 1gb 1gb 1gb 1gb 1gb 1gb 10gb10gb 10gb10gb 10gb 10gb 10gb 服务器至存储器的链路全部为 千兆以太网 服务器至交换机为千兆以太 网，交换机至存储器为万兆 以太网 服务器至存储器的链路全部 为万兆以太网 光纤通道和iscsi的存储性能 fc-ip设备在san解决方案中越来越流行 远程扩展与复制 磁带库备份与档案整合 资源优化，支持iscsi主机访问已有光纤通道存储设备 光纤通道(fc)系统供应商正在扩大其产品范围,开拓wafs(广域文件服务)解决方案 光纤通道 协议（fc ）的存储 局域网（ san） 广域网 光纤通道协 议的存储局 域网（san ） ip协议 的局域 网 iscsi 主机 fc/ip设备 fc/ip设备 广域文件 系统（wafs） 密集型存储阵列柜 机柜总体情况 功率 7,245瓦 层数 21 重量 1,575磅 硬盘 252个 机柜总体情况 功率 6,573 瓦 层数 14 重量 1,611磅 硬盘 210个 2u机箱,每机箱12个硬盘3u机箱,每机箱15个硬盘4u机箱,每机箱48个硬盘 机柜规格 功率: 6-12 千瓦； 空间: 42u (43.54 立方英尺); 重量: 1500-2000磅 17.4gb/瓦 1.40 $/gb 2,895gb/立方英尺 15.97gb/瓦 1.30$/gb 2,412gb/立方英尺 机柜总体情况 功率 7,599 瓦 层数 10 重量 1,701磅 硬盘 480个 31.6gb/瓦 1.06$/gb 5,513gb/立方英尺 注释：假设每块硬盘都是500gb的sata硬盘 ssd = 企业级高性能存储 sas = 企业级具备一定性能的存储 sata = 企业级大容量存储 jbod (2.5” x 22 驱动器 ) 刀片服务器 (2.5” x 2 驱动器) 4插槽服务器 (2.5” x 8 驱动器) ssd = 可引导的存储 更低的能耗 更高可用性 更低的 $/iops 更高的 iops/density密度 更高的可用性 更低的 $/iops 更高的 iops/density密度 缓存存储 更高的可用性 ssd 技术为企业 级应用提供了一个 更高级别上的性能 和可靠性 读性能以10倍速率 超越于15k sas 硬盘 相当于当前硬盘60% 的功耗 固态设计提供更高 的可靠性 8gb/16gb/ 32gb 的容量 固态硬盘 戴尔的可扩展的企业级战略 如何简化 运作？ 如何部署经 过优化的解 决方案 系统管理 安全 硬件/软件/数据 的无序膨胀发展 能耗管理 可以预见得到的 业务价值 整合运作 基础架构的灵 活性 实现业务增长 把it和业务战略 结合起来 28 挑战 it主管所面临的挑战 轻重缓急 it 是最大的投 资项目之一 it 目前已是重要 的业务引擎 关心点 如何实现价值的 最大化？ 技术发展 速度惊人 excerpted from gartner: growing its contribution: the 2006 cio agenda 1/06 最佳实践 能耗和热能管理 (woodcrest, clovertown) 包括可计划的宕机时间和资 源需求的补丁管理 服务器整合，包括映像文件 和机器的整合 整个 “复杂网络”的系统管理 满足萨班斯奥克斯利法案 (soa) 和其他需求 减小备份窗口 对爆炸性增长的数据进行管 理和备份以及整合 分布式存储单元的整合 确定新的存储和光纤技术 确保在分布式环境中的灾 难恢复/业务连续性 系统管理应用策略的创建 和管理. 在虚拟化上的培训和投入 足够的资源 迁移(包括unix, exchange,active dicectory) 服务器 | 存储 | 服务 应付挑战的最佳方案 存储服务器 简化操作 单一责任点 易于购买、实施和维护 开放式系统管理 优化解决方案 积极采用最合适的技术 合作伙伴关系，促成完备 、开放的解决方案 精心构建，以最大限度地 提高效率 实现价值的最大化 模块化，随成长付费方式 直接业务模型 重点突出的基础架构服务 企业级战略 以简便的方式部署和管理经优化的解决方案，促进业务成长 从桌面到数据中心 以分阶段的方式实现可扩展企业 可扩展企业 2.0版 20062009 未来 动态资源供应 适合横向扩展的优化解决方案 系统管理与安全性的统一从台式机到数据中心 在标准化实践中促进虚拟化 提供卓有成效的散热和电源管理 富有成本效益地管理大规模存储器扩展 横向扩展的平台逐渐普及 在系统管理中考虑合作伙伴的需求 提供经验证、经测试的解决方案 构建容错能力强、性能卓越的网络存储器 创建核心基础架构服务 可扩展企业 1.0 版 20002005 品质 品质 可管理性安全提高能效 基础架构 解决业务问题 服务器客户端产品存储器 产品 服务 邮件收发 虚拟化 数据库 备份、恢复和归档 服务 产品 以标准化方式实现优化的解决方案 总结 品质 向外横向扩展的存储架构 存储虚拟池 剩余空间 网络架构 文件服务器 备份服务器 邮件服务 器 数据库服 务器 域名服务 器 动态目录 服务器 磁带备份 戴尔存储器 戴尔正在改变存储器的性价比 均衡的产品系列，满足所有客户的需求： dell/emc 业界领先的性价比， 便于部署 戴尔powervault- nas 为企业提供保护 使磁带设备也具有模 块化和可扩展性特点 戴尔powervault- 磁带 dell与emc联手，使产 品具有卓越性能和良好 的可扩展能力，且价格 易于承受 简便易用提高价值 精心优化 提供简单好用、能与 戴尔poweredge服务 器集成且价格易于承 担的产品 戴尔powervault- 磁盘 提升存储器的性价比 在短短4年内， 入门级san的费 用下降了93% 配有hba的san就绪型 服务器，按单定制 使用简单英语的向导， 便于迅速而轻松地安装 简化运作 统一的网络存储器，可 同时支持文件和块数据 dell/emc san可在同 一4gb阵列中支持fc和 iscsi 优化解决方案 与合作伙伴联合开发， 提高品质，降低成本 每年一度的“san健康检 查”，可减少计划外宕机 时间 实现价值的最大化 来源： gartner，2006年12月 产品 更多功能向低端 用户迁移 选择技术 提升存储器的性价比 管理采购成本 在短短4年内使网络化存 储器的成本降低了91% 为入门级产品配备快照 复制功能 关系型诊断库故障 排解 集成库分区功能 低成本的iscsi ($15/端 口)，光纤通道产品的成 本为$300/端口 引入sata/3.5英寸sas storage bridge bay(sbb)标准 充分集成的4gb阵列 与上一代产品相比，容量 增大1倍，性能也几乎提升 了1倍 为客户提供更好的配置灵 活性，包括iscsi和光纤通 道产品 部署 管理运作成本 简化管理按单定制 ax150以向导简化安装 戴尔存储服务器能在15分 钟内完成安装并投入运行 工厂安装的hba 工厂安装的dell/emc软件 openmanage/ita 集成 基于向导的库配置 提升存储器的性价比 dell 存储的与众不同 dell 正在提供业界领先的产品 简单化的 价本驱动 经过优化的 工厂预装hba卡 it assistant/navisphere软件的安装集成 备份软件与应用程序套件的捆绑安装 dell/emc 软件在服务器的工厂预安装和测试 在市场上率先推出在外接盘柜中使用的3.5”硬盘 在市场上率先推出端到端的4gb架构 在市场上率先推出存储服务器 积极推动sbb和ddf标准 在过去的四年中将网络存储的成本降低了91%左右 推动将企业级的产品功能应用到smb市场上 具有iscsi的性能, 但成本仅相当于fc的5%左右 39 企业级的产品质量 高度加强的寿命测试 机械可靠性测试 热环境, 震动/摇摆, 包装, 安全和环保 系统可靠性测试 完整的客户环境压力测 试和确认 客户自选的模式 兼容性和协同性 解决方案测试 更少的供应商和更严酷 的质量要求 由供应商进行的可靠的 测试 连续的性能表现反馈回 路 供应链控制 硬盘故障率 业界 dell 积极地参与了许多业界标准的定制 arapahoe/3gio/pci express (author/promoter) serial ata (promoter) mobile advisory council (founder) infinibandtrade assoc (steering committee) dmtf (president) intelligent platform management interface (promoter) remote distributed memory access consortium (founder) standard panels working group (founder) server system infrastructure forum (promoter) dig64/ia64 (promoter) usb ac97 wi-fi alliance (802.11) dvd+rw alliance jedec vesa spec (board of directors) bapco (board of directors) open gl architecture review board dells 所参与定制的业界标准 专利注册 dell 已经建立了一套重要的专利模式 超过 1000 的美国本土以及 214 个国际的专利 mit 技术专利组织在所有的电脑 oem厂商中给与 dell 最高的评价 在累计超过1700的申请中，每年均实施 100-150 个的新应用 绝大多数的关于产品设计的专利都满足于真正的客户需求 例如, expresscharge technology (快速充电技术), 可以让 latitude在不足一个小时的时间内充电至完 整电池电量的80% 已发布的 暂未发布的 产品线路图 poweredge 服务器组合 rack-mounted servers tower servers sc serversblade server poweredge 860 1u/1p/ 2 drive xeon/pentium d/celeron poweredge 1950 1u/2p/2 drive quad core xeon poweredge 2950 2u/2p/6 drive dual core xeon poweredge 6850 4u/4p/5 drive dual core xeon poweredge 840 1p/4 drive xeon/pentium d/celeron poweredge 1900 2p/6 drive quad core xeon poweredge 2900 2p/10 drive quad core xeon poweredge 6800 4p/ 12 drive dual core xeon poweredge sc440 1p/2 drive xeon/pentium d/celeron poweredge sc1430 2p/4 drive quad core xeon poweredge 1955 2p/ 10-blade / 2 drives per blade quad core xeon poweredge sc1435 2p/2 drive rack opteron poweredge 6950 4u/4p/5 drive dual core opteron poweredge 服务器的市场定位 适用于所有应用需求的一个完整的产品线 first tier/infrastructure file/print dhcp, dns, ssl web server/web farm second tier/application exchange, notes sql server, oracle san compute node hpcc vmware application/backend exchange/notes sql/oracle backend sap, peoplesoft e-commerce consolidation tower poweredge 6800 tower poweredge sc440 poweredge sc1430 poweredge 840 poweredge 1900 rack/blade poweredge 1950 poweredge 1955 poweredge 2950 poweredge 1435 rack poweredge 6850 poweredge 6950 rack/blade poweredge 860 poweredge 1950 poweredge 1955 poweredge 2950 poweredge sc1435 tower poweredge 1900