Một máy chủ bao gồm nhiều hệ thống con, mỗi hệ thống đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất của máy chủ. Một số hệ thống con quan trọng hơn về hiệu suất tùy thuộc vào ứng dụng mà máy chủ được sử dụng.
Các hệ thống con máy chủ này bao gồm:
1. Bộ xử lý và bộ đệm
Bộ xử lý là trái tim của máy chủ, chịu trách nhiệm xử lý hầu hết mọi giao dịch. Đây là một hệ thống con rất quan trọng và có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng các bộ xử lý nhanh hơn luôn tốt hơn trong việc loại bỏ các tắc nghẽn về hiệu suất.
Trong số các thành phần chính được cài đặt trong máy chủ, bộ xử lý thường mạnh hơn các hệ thống con khác. Tuy nhiên, chỉ một số ứng dụng chuyên dụng mới có thể tận dụng tối đa ưu điểm của bộ xử lý hiện đại như bộ xử lý P4 hoặc 64-bit.
Ví dụ: các ví dụ về máy chủ cổ điển như máy chủ tệp không phụ thuộc nhiều vào khối lượng công việc của bộ xử lý vì hầu hết lưu lượng tệp sử dụng công nghệ Truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA) để bỏ qua bộ xử lý, tùy thuộc vào thông lượng mạng, bộ nhớ và hệ thống con đĩa cứng.
Ngày nay, Intel cung cấp nhiều bộ xử lý được tùy chỉnh cho các máy chủ dòng X. Hiểu được sự khác biệt và lợi thế giữa các bộ xử lý khác nhau là rất quan trọng.
Bộ đệm, được coi là một phần của hệ thống con bộ nhớ, được tích hợp vật lý với bộ xử lý. CPU và bộ đệm hoạt động chặt chẽ với nhau, với bộ đệm hoạt động ở tốc độ bằng khoảng một nửa tốc độ của bộ xử lý hoặc tương đương.
2. Xe buýt PCI
Bus PCI là đường dẫn dữ liệu đầu vào và đầu ra trong máy chủ. Tất cả các máy chủ dòng X đều sử dụng bus PCI (bao gồm PCI-X và PCI-E) để kết nối các bộ điều hợp quan trọng như SCSI và đĩa cứng. Các máy chủ cao cấp thường có nhiều bus PCI và nhiều khe cắm PCI hơn so với các mẫu trước đó.
Bus PCI tiên tiến bao gồm các công nghệ như PCI-X 2.0 và PCI-E, mang lại khả năng kết nối và thông lượng dữ liệu cao hơn. Chip PCI kết nối CPU và bộ đệm với bus PCI. Bộ thành phần này quản lý kết nối giữa bus PCI, bộ xử lý và hệ thống con bộ nhớ để tối đa hóa hiệu suất hệ thống tổng thể.
3. Trí nhớ
Bộ nhớ đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất máy chủ. Nếu máy chủ không có đủ bộ nhớ, hiệu suất của nó sẽ giảm sút do hệ điều hành cần lưu trữ thêm dữ liệu trong bộ nhớ nhưng không đủ dung lượng, dẫn đến dữ liệu bị ứ đọng trên đĩa cứng.
Một tính năng đáng chú ý trong kiến trúc của máy chủ dòng X dành cho doanh nghiệp là phản chiếu bộ nhớ, giúp cải thiện khả năng dự phòng và khả năng chịu lỗi. Công nghệ bộ nhớ IBM này gần tương đương với RAID-1 dành cho đĩa cứng, trong đó bộ nhớ được chia thành các nhóm được nhân đôi. Chức năng sao chép dựa trên phần cứng, không yêu cầu hỗ trợ thêm từ hệ điều hành.
4. Đĩa cứng
Từ quan điểm của quản trị viên, hệ thống con đĩa cứng là yếu tố then chốt quyết định hiệu suất của máy chủ. Trong cách sắp xếp theo thứ bậc của các thiết bị lưu trữ trực tuyến (bộ nhớ đệm, bộ nhớ, đĩa cứng), đĩa cứng là loại chậm nhất nhưng lại có dung lượng lớn nhất. Đối với nhiều ứng dụng máy chủ, hầu hết tất cả dữ liệu đều được lưu trữ trên đĩa cứng, khiến hệ thống con đĩa cứng có tốc độ nhanh trở nên quan trọng.
RAID thường được sử dụng để tăng dung lượng lưu trữ trong máy chủ. Tuy nhiên, mảng RAID ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất máy chủ. Việc lựa chọn các cấp độ RAID khác nhau để xác định các ổ đĩa logic khác nhau sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất, đồng thời không gian lưu trữ và thông tin chẵn lẻ cũng khác nhau. Thẻ mảng ServeRAID của IBM và thẻ IBM Fibre Channel cung cấp các tùy chọn để triển khai các cấp độ RAID khác nhau, mỗi cấp độ có cấu hình riêng.
Một yếu tố quan trọng khác trong hiệu suất là số lượng đĩa cứng trong mảng được định cấu hình: càng nhiều đĩa thì thông lượng càng tốt. Hiểu cách RAID xử lý các yêu cầu I/O đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất.
Các công nghệ nối tiếp mới, chẳng hạn như SATA và SAS, hiện đang được sử dụng để nâng cao hiệu suất và độ tin cậy.
5. Mạng
Bộ điều hợp mạng là giao diện mà qua đó máy chủ giao tiếp với thế giới bên ngoài. Nếu dữ liệu có thể đạt được hiệu suất vượt trội thông qua giao diện này thì một hệ thống con mạng mạnh mẽ có thể tác động đáng kể đến hiệu suất tổng thể của máy chủ.
Thiết kế mạng cũng quan trọng không kém thiết kế máy chủ. Các thiết bị chuyển mạch phân bổ các phân đoạn mạng khác nhau hoặc ứng dụng các công nghệ như ATM rất đáng được quan tâm.
Card mạng Gigabit hiện được sử dụng rộng rãi trong các máy chủ để cung cấp thông lượng cao cần thiết. Tuy nhiên, các công nghệ mới hơn như TCP Offload Engine (TOE) để đạt được tốc độ 10G cũng sắp ra mắt.
6. Card đồ họa
Hệ thống con hiển thị trong máy chủ tương đối không quan trọng vì nó chỉ được sử dụng khi quản trị viên cần kiểm soát máy chủ. Khách hàng không bao giờ sử dụng card đồ họa nên hiệu suất máy chủ hiếm khi ảnh hưởng tới hệ thống con này.
7. Hệ điều hành
Chúng tôi coi hệ điều hành là một nút cổ chai tiềm ẩn, giống như các hệ thống con đĩa cứng khác. Trong các hệ điều hành như Windows, Linux, ESX Server và NetWare, có những cài đặt có thể thay đổi để cải thiện hiệu suất máy chủ.
Các hệ thống con xác định hiệu suất phụ thuộc vào ứng dụng của máy chủ. Việc xác định và loại bỏ các nút thắt cổ chai có thể đạt được thông qua việc thu thập và phân tích dữ liệu hiệu suất. Tuy nhiên, nhiệm vụ này không thể hoàn thành ngay lập tức vì tình trạng tắc nghẽn có thể thay đổi theo những thay đổi về khối lượng công việc của máy chủ, có thể hàng ngày hoặc hàng tuần.
Thời gian đăng: 20-07-2023
