Организация RAID массива, с возможностью горячей замены дисков. №

    п/п
    Признак необходимости модернизации
    Используемое оборудование
    Нормальные показатели
    Методические указания
    1.
    1. 1
    1. 2
    1. 3
    1. 4
    1. 5
    1. 6
    1. 7
    1. 8
    1. 9
    1. 10
    1. 11
    1. 12
    1. 13
    Остановка сервера при замене дисков.
    Надежная работа севера
    Выключить сервер, отсоединить шнур питания.
    Открыть крышку серверного корпуса.

Для организации RAID массива, необходимо переоборудовать серверный корпус. Открутить 4 винта крепления шасси RAID массива.

    Отсоединить кабель SCSI от магистрали SCSI RAID массива.
    Отключить кабель питания от магистрали SCSI RAID массива.
    Удалить из серверного корпуса шасси RAID массива.

Установить в серверный корпус корзину для дисков горячей замены. Подключить к корзине кабель SCSI от RAID контролера.

Подключить кабель питания к корзине для дисков горячей замены. Взять диск, вставить в держатель для дисков, скрепить четырьмя винтами (так для всех имеющихся дисков). Вставить держатель с диском в корзину для дисков горячей замены. Включить сервер

2. 3. 2. По разработанной технологии произведем модернизацию предложенных конфигураций сервера. 2. 3. 2. 1 Конфигурация №1

Рассмотрим сервер (конфигурация №1). Основой сервера является серверная плата L440GX+(подробная информация раздел 1. 1), имеющая интегрированный видеоадаптер Cirrus Logic GD 548 и сетевую карту Fast Ethernet, что является хорошим показателем надежности, так как большинство проблем происходит из-за плохих контактов, к тому же, серверы предназначены на длительное время эксплуатации. Сетевой адаптер выбирает скорость работы - 10 Мб/с или 100 Мб/с - автоматически. Серверная плата имеет две равноправные шины PCI, обладает хорошей расширяемостью, так как способна работать как с одним процессором, так и с двумя, возможность установки до четырех модулей памяти DIMM общей емкостью 2Gb. В сервере установлены:

SCSI диск 9. 1Gb Seagate Barracuda 18XL ST39236LW, обладающий высокой пропускной способностью (скорость передачи форматированных данных - от 12. 9 до 29. 6 Mbit/s), средним временем поиска 5. 9мс, скоростью вращения шпинделя (7200 об/мин), кэш-памятью 4Mb, повышенной защитой от механических воздействий и значением среднего времени наработки на отказ - 1. 2 млн часов. память DIMM 256Mb SDRAM ECC PC100 с коррекцией ошибок

    процессор Pentium II – 450
    блок питания 350 Вт.

Протестировав сервер утилитой “Системный монитор” (раздел 2. 3), было выявлено следующее: при подключении к серверу небольшого количества клиентов (15-20), сервер работал достаточно стабильно, но в пиках активности сети, процессор загружался на 100%, объем свободной памяти резко уменьшался, за счет выделения части оперативной памяти под кэш диска. При максимальном подключении (100 пользователей), наблюдается, что производительность сервера резко падает, и сервер работает с перегрузкой. Такая конфигурация сервера не приемлема для работы при таком количестве подключений. Это означает, что необходима модернизация. 2. 3. 2. 2 Процесс модернизации до конфигурации №2.

Можно поменять процессор на процессор более высокой тактовой частоты, он это не актуально. Оптимально будет добавить второй процессор Pentium II – 450 для разделения нагрузки и повышению производительности. Для файлового сервера и сервера приложений производительность видеосистемы не имеет принципиального значения, поэтому видеосистему модернизировать не будем. Диски представляют собой механические устройства с относительно невысокой скоростью обмена. Для повышения скорости файловых операций, считываемые с диска или записываемые на диск, данные обязательно кэшируются. Это позволяет во много раз повысить скорость обмена с диском. Чем больше оперативной памяти выделяется под кэш диска, тем быстрее работает сервер. Добавим еще один модуль памяти DIMM 256Mb SDRAM ECC PC100, увеличив общий объем памяти до 512Mb. Самым эффективным способом повышения производительности дисковой подсистемы является применение RAID. Наряду с выполнением задачи повышения надежности хранения информации, массивы RAID позволяют поднять производительность дисковых операций в несколько раз. Таким образом, для повышения производительности дисковых операций необходимо добавить в конфигурацию №1 сервера два жестких диска 9. 1Gb Seagate Barracuda 18XL ST39236LW, контроллер RAID Intel SRU21 и организовать RAID массив. Теперь увеличив дисковое пространство до 27, 3Gb, диски будут работать параллельно, как единый логический диск, тем самым увеличивается быстродействие. Необходимо организовать массив RAID-0, так как этот массив обеспечивает максимальную скорость обмена, что необходимо для файлового сервера. Таким образом, добавив в сервер дополнительные устройства, необходимо не допустить перегрузку блока питания. Для этого необходимо рассчитать потребляемую мощность сервером, для того, чтобы определить, сможет ли блок питания БПґ350Вт обеспечить такую мощность (раздел 1. 6). Необходимо заменить БПґ350Вт на два БПґ400Вт. Один блок питания будет находиться в работе, второй будет в резерве на случай выхода из строя первого, тем самым, обеспечивая дополнительную надежность. Рассчитав быстродействие и надежность сервера конфигурации №2 (раздел 1. 4, 1. 5), видно, что быстродействие возросло в 3 раза, а надежность увеличилась с 0. 9686 до 0. 9788, по сравнению с конфигурацией №1, это является хорошим показателем. Протестируем сервер конфигурации №2 “Системным монитором” (раздел 2. 3). По диаграммам утилиты видно, что процессор используется на 50%, за счет параллельной работы двух процессоров. Количество свободной памяти возросло, но все же при высокой активности сети ее количество сильно снижается, что в дальнейшем, при обработке процессором большого количества информации, может не хватать. Как и следовало ожидать, до тех пор пока данные, отводимые на сервере для каждого клиента, размещаются в кэше сервера, производительность сервера с RAID-массивом и без него практически одинакова. Однако с ростом числа клиентов данные не умещаются в кэше и возрастает количество обращений сервера к диску. Вот тут-то и начинает сказываться преимущество использования RAID-массива. Производительность сервера с RAID-массивом (конфигурация №2) в этом режиме приблизительно в 3 раза выше его производительности без RAID-массива (конфигурация №1). В целом сервер работал стабильно, без перегрузок. Так как сервер должен эксплуатироваться в течение 10-15 лет, необходимо обеспечить дополнительную надежность. Модернизируем сервер. 2. 3. 2. 3 Конфигурация №3.

Наиболее узким местом сервера является сетевая карта, необходимо обеспечить бесперебойную работу сервера при внезапном выходе из строя интегрированной в серверную плату Intel L-440GXH+ сетевой карты Fast Ethernet. Поэтому необходимо установить резервную сетевую карту. Необходимо установить в слот PCI резервный сетевой адаптер Intel EtherExpress PRO/100, у которой выбор скорости работы - 10 Мб/с или 100 Мб/с - происходит автоматически, что удовлетворяет условиям задания дипломного проекта. Адаптер имеет низкий коэффициент использования ресурсов центрального процессора. На карте имеется буферная память размером в 16 КВ и контроллер Intel 82556. Со временем усовершенствуется программное обеспечение, которое требует больше системных ресурсов. Необходимо обеспечить серверу надежную и бесперебойную работу при смене программного обеспечения на более усовершенствованную. Для этого необходимо добавить два модуля памяти DIMM 256Mb SDRAM ECC PC100, таким образом, увеличив общий объем памяти до 1024Mb. При необходимости работать с данными, которые ни в коем случае нельзя потерять или которые должны быть всегда доступны для пользователя, необходимо организовать массив RAID-5 с горячей заменой дисков, при котором при выходе из строя какого либо диска, система автоматически подключит резервный диск и восстановит информацию с отказавшего диска. Для этого необходимо переоборудовать серверный корпус SC5000, добавив в него корзину для дисков с горячей заменой. Так как, сервер рассчитан на длительную эксплуатацию, нужно предотвратить переполнение диска файлами. Поэтому необходимо заменить имеющиеся диски 9. 1Gb на более большие по объему пять дисков 18. 4Gb Seagate Barracuda 18XL. Четыре из трех дисков будут в работе, а четвертый будет находиться в горячем резерве. Стабильность по питанию уже обеспечивают два дублирующих блока питания. Но для полной надежности необходимо поставить бесперебойный источник питания, который должен будет обеспечить работу сервера в течение 30 минут после пропадания электроэнергии, чтобы система смогла завершить работу без потери информации. Поэтому необходимо установить бесперебойный источник питания Back UPS 500W AVR APS. Протестировав конфигурацию №3 программой “Системный монитор” (раздел 2. 3), можно сделать выводы: система работает стабильно, даже при максимальном подключении 100 пользователей, все показатели в норме. Сервер удовлетворяет все требования задания и сможет обеспечить надежную работу в течение 10-15 лет. Рассчитав надежность (раздел 1. 2), получаем, что надежность увеличилась до 0, 9808 против 0, 9686 первой конфигурации, быстродействие возросло 4 раза по сравнению с конфигурацией №1. 2. 4. Оценка производительности категорий нагрузки.

    2. 4. 1 Тест конфигурации №1

С помощью встроенной утилиты Windows “Системный монитор”, протестируем три разработанных конфигурации сервера. Запустим программу “Системный монитор” на сервере конфигурации №1 (раздел1. 1) и посмотрим на результат. На рис. 1 видно, что при обращении к серверу 100 пользователей (машинограмма “Запросов на чтение”) , процессор используется на 100%, это говорит о том, что необходимо произвести модернизацию. Можно поставить процессор большей тактовой частоты, а так как материнская плата поддерживает два процессора, нужно поставить еще один процессор Pentium II-450. Также видно, что остается мало свободной памяти 1Mb, плюс к этому часть оперативной памяти выделяется для кэширования диска. Необходимо увеличить файл подкачки, для увеличения виртуальной памяти. рис. 1

    2. 4. 2 Расчет средней загрузки процессора конфигурации №1.

Длина машинограммы использования процессора составляет 60секунд. Разобьем всю длину на части по 5 секунд. Определим, сколько % использования процессора приходится на каждую часть длины. Затем сложим показания и разделить на сумму частей (12). Таким образом, определим среднюю загрузку процессора за 1 минуту. 5сек. – 20%

    10сек – 20%
    15сек – 100%
    20сек – 100%
    25сек – 100%
    30сек – 25%
    35сек – 20%
    40сек – 100%
    45сек – 100%
    50сек – 100%
    55сек – 100%
    60сек – 100%

Таким образом, процессор в течении 1 минуты используется в среднем на 73, 75%

    2. 4. 3 Тест конфигурации №2

После модернизации (конфигурация №2) снова запускаем “Системный монитор” (рис. 2). Процессор стал использоваться на 50% и имеет запас ресурсов. Свободной памяти стало больше 18Mb, но все же при большом количестве одновременных подключений она резко уменьшается до 10Mb, это может повлиять на производительности сервера. Необходимо добавить памяти. С применением RAID массива, увеличился файл подкачки до 150Mb, за счет добавления двух дисков по 9. 1Gb.

    рис. 2
    2. 4. 4 Расчет средней загрузки процессора конфигурации №2.

Длина машинограммы использования процессора составляет 60секунд. Разобьем всю длину на части по 5 секунд. Определим, сколько % использования процессора приходится на каждую часть длины. Затем сложим показания и разделить на сумму частей (12). Таким образом, определим среднюю загрузку процессора за 1 минуту. 5сек. – 25%

    10сек – 30%
    15сек – 25%
    20сек – 25%
    25сек – 25%
    30сек – 25%
    35сек – 40%
    40сек – 40%
    45сек – 40%
    50сек – 25%
    55сек – 30%
    60сек – 25%

Таким образом, процессор в течении 1 минуты используется в среднем на 30%

    2. 4. 5 Тест конфигурации №3

После добавления оперативной памяти (конфигурация №3), запустим утилиту “Системный монитор” (рис. 3). и протестируем сервер при максимальной нагрузки (100 одновременных подключений) При таких показателях даже при максимальной загрузке, сервер будет работать стабильно и без перегрузок, так как процессор используется в среднем на 36, 75%, свободной памяти 70Mb даже при большом количестве подключений, размер файла подкачки еще увеличился до 230Mb за счет установки четырех жестких диска по 18. 4Gb. рис. 3

    2. 4. 6 Расчет средней загрузки процессора конфигурации №3.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8