Решил написать эту статью после знакомства с публикацией «HP, Dell и IBM: компоненты, отвечающие за надёжность сервера», поскольку имею другое мнение насчёт некоторых моментов. Эта статья не претендует на инновационные подходы, а просто описывает полученный опыт и, надеюсь, предотвратит банальные ошибки.
Итак, начнём с того, что попробуем выяснить, зачем бесперебойность и беспрерывность серверам? Собственно, серверам бесперебойность не обязательна, но она нужна сервисам, которые предоставляют эти сервера. Наилучшая беспрерывность обеспечивается только распределёнными системами, которые могут функционировать независимо друг от друга с автоматическим переключением между ними (для скорости) и разнесённые географически (катастрофоустойчивость). Но это выдвигает особые (не всегда реализуемые) требования к программному обеспечению. Недостатками таких решений являются повышеная стоимость, проблемы с репликацией данных, передача состояния для бесшовного переключения на резервную систему. Дополнительными плюсами является то, что при правильной реализации системы, возможно повышение быстродействия — клиенты делятся между двумя или более локациями, а при сбое перераспределяются.
Но есть задачи, настолько критичные и специфические, что требуют особой бесперебойности серверов, для них делают особые сервера, например менфреймы, с возможностью горячей замены всех компонентов, включая процессоры, память и даже материнские платы. Но такие решения стоят гораздо дороже обычных серверов и те кто их покупает — понимаю зачем это надо.
Вернёмся к серверам начального и среднего уровней. Существенно повышает беспрерывность работы серверов возможность горячей замены компонентов.
В моей практике, сгоревших БП (блоков питания) было немного, но наличие в сервере hot-swap БП, подключённых по схеме N+N во многих случаях существенно увеличивает бесперебойность работы сервера. Если в сервере больше двух БП, то зачастую реализована схема N+1, что не позволяет питать сервер от двух независимых источников или линий питания. Электропитание с подачей в стойку двух независимых линий повышает бесперебойность в самых различных ситуациях, например при обслуживании или аварии систем энергообеспечения в датацентре. Был случай, в сервере вышел из строя БП и создал короткое замыкание, что привело к срабатыванию защиты PDU и его отключению, соседние сервера с БП по схеме 1+1, подключённые также к другому PDU продолжили работу. Резервирование БП позволяет изменять подключение сервера к сети энергообеспечения, не прерывая его работу, например, оптимизировать укладку кабелей (конечно, правильно укладывать кабеля надо при установке сервера, но мы живём в не идеальном мире).
Вопреки заблуждению сертификация 80 Plus указывает на энергоеффективность блока питания, и не обязывает производителя к обеспечению какого либо уровня надёжности.
Также резервирование БП предотвращает большинство проблем связанных с кабелями питания. Плохой контакт некачественных кабелей, случайное их выдергивание персоналом при работах. Если у вас сервер с одним блоком питания, использование для него качественного и неизношенного кабеля, который плотно устанавливается в гнездо, и при нагрузке не издаёт посторонних звуков (потрескивание) более важно — невозможна замена без остановки сервера. В случае сервера с резервированными БП, плохой контакт кабеля может привести к выходу блока питания из строя.
Горячую замену дисков можно производить практически со всеми вариантами интерфейсов. Конечно, есть и некоторые ограничения.
IDE устройства редко переносят отключение/подключение второго устройства на шлейф — велик риск пропадания работающего устройства из системы. Главная проблема интерфейса IDE в правильной обработке операционной системой этого события. Так как интерфейс IDE не предусматривает горячей замены, в большинстве случаев необходимо вручную запустить сканирование устройств для определения нового оборудования. Важный момент — интерфейс подключается/отключается к обесточенному диску (подключение: сначала интерфейс, потом питание, отключение: сначала питание, потом интерфейс).
ОТКАЗ ОТ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ: выполняя отключение/подключение устройств IDE Вы делаете это на свой страх и риск — никто не гарантирует сохранение работоспособности оборудования, и стабильность работы ОС.
Интерфейсы FC, SAS, SATA (AHCI) — поддерживают горячую замену дисков в полном объеме, проблемы могут быть в операционной системе. Если дисковый контроллер SATA находится в режиме совместимости IDE — то, возможно, понадобится вручную запустить сканирование шины. В режиме AHCI в большинстве случаев диск определится автоматически. Рекомендую использовать AHCI, если ваша ОС это позволяет, т.к. этот режим также повышает производительнось диска; TRIM поддерживается только в этом режиме работы контроллера.
При отключении дисков для продления срока их службы рекомендую предварительно отключать их программным методом и извлекать после остановки шпинделя, т.е. через примерно 30 секунд после выключения для дисков 7200RPM. Если диск невозможно отключить программно и он установлен в hot-swap корзинке, рекомендую вытащить диск на минимальное расстояние, при котором диск будет отключен, подождать остановки шпинделя и извлечь окончательно. В большинстве систем — это расстояние полностью отведённой ручки корзинки. Конечно, эти действия не несут практического смысла, если диск вышел из строя, но, возможно, он просто «завис» и вам не поменяют его по гарантии и придется использовать в некритичном оборудовании.
Так же важно понимать, что диск находится в составе RAID или как отдельное блочное устройство. При использовании отдельного диска необходимо предварительно его отмонтировать для избежания сбоев в работе ОС и программного обеспечения. Даже если диск не используется в текущий момент, после извлечения примонтированого диска зачастую наблюдаются лаги всей ОС. Конечно же, диск, на котором установлена ОС, извлечь без «зависания» не получится.
Большинство серверов позволяет подсветить индикатором диск по команде с сервера, по возможности пользуйтесь этой функцией, для минимизации ошибочных извлечений дисков. Например на серверах SuperMicro номер корзинки указан на самой корзинке, и может не совпадать с номером слота на бэкплейне. Такая-же проблема есть у многих производителей.
Так же перед отключением желательно получить информацию о диске (модель, объем, серийный номер) для сопоставления сразу после извлечения диска. Во многих случаях при ошибочном извлечении другого диска это позволит устранить ошибку сразу, а иногда даже предотвратить сбой в работе или потерю данных.
В случае использования RAID-массивов, рекомендую отключать диски программно (помечать как сбойные), перед извлечением это устранит снижение производительности дисковой системы сразу после отключения диска.
Проблем с SSD дисками при частом горячем подключении/извлечении не заметил, хотя использовал несколько именно в таком режиме.
На этом первая часть заканчивается, в следующей частях про RAID массивы, память для серверов, системы удалённого управления и про важность мониторинга.
Итак, начнём с того, что попробуем выяснить, зачем бесперебойность и беспрерывность серверам? Собственно, серверам бесперебойность не обязательна, но она нужна сервисам, которые предоставляют эти сервера. Наилучшая беспрерывность обеспечивается только распределёнными системами, которые могут функционировать независимо друг от друга с автоматическим переключением между ними (для скорости) и разнесённые географически (катастрофоустойчивость). Но это выдвигает особые (не всегда реализуемые) требования к программному обеспечению. Недостатками таких решений являются повышеная стоимость, проблемы с репликацией данных, передача состояния для бесшовного переключения на резервную систему. Дополнительными плюсами является то, что при правильной реализации системы, возможно повышение быстродействия — клиенты делятся между двумя или более локациями, а при сбое перераспределяются.
Но есть задачи, настолько критичные и специфические, что требуют особой бесперебойности серверов, для них делают особые сервера, например менфреймы, с возможностью горячей замены всех компонентов, включая процессоры, память и даже материнские платы. Но такие решения стоят гораздо дороже обычных серверов и те кто их покупает — понимаю зачем это надо.
Вернёмся к серверам начального и среднего уровней. Существенно повышает беспрерывность работы серверов возможность горячей замены компонентов.
Горячая замена блоков питания
В моей практике, сгоревших БП (блоков питания) было немного, но наличие в сервере hot-swap БП, подключённых по схеме N+N во многих случаях существенно увеличивает бесперебойность работы сервера. Если в сервере больше двух БП, то зачастую реализована схема N+1, что не позволяет питать сервер от двух независимых источников или линий питания. Электропитание с подачей в стойку двух независимых линий повышает бесперебойность в самых различных ситуациях, например при обслуживании или аварии систем энергообеспечения в датацентре. Был случай, в сервере вышел из строя БП и создал короткое замыкание, что привело к срабатыванию защиты PDU и его отключению, соседние сервера с БП по схеме 1+1, подключённые также к другому PDU продолжили работу. Резервирование БП позволяет изменять подключение сервера к сети энергообеспечения, не прерывая его работу, например, оптимизировать укладку кабелей (конечно, правильно укладывать кабеля надо при установке сервера, но мы живём в не идеальном мире).
Вопреки заблуждению сертификация 80 Plus указывает на энергоеффективность блока питания, и не обязывает производителя к обеспечению какого либо уровня надёжности.
Также резервирование БП предотвращает большинство проблем связанных с кабелями питания. Плохой контакт некачественных кабелей, случайное их выдергивание персоналом при работах. Если у вас сервер с одним блоком питания, использование для него качественного и неизношенного кабеля, который плотно устанавливается в гнездо, и при нагрузке не издаёт посторонних звуков (потрескивание) более важно — невозможна замена без остановки сервера. В случае сервера с резервированными БП, плохой контакт кабеля может привести к выходу блока питания из строя.
Горячая замена дисков
Горячую замену дисков можно производить практически со всеми вариантами интерфейсов. Конечно, есть и некоторые ограничения.
IDE устройства редко переносят отключение/подключение второго устройства на шлейф — велик риск пропадания работающего устройства из системы. Главная проблема интерфейса IDE в правильной обработке операционной системой этого события. Так как интерфейс IDE не предусматривает горячей замены, в большинстве случаев необходимо вручную запустить сканирование устройств для определения нового оборудования. Важный момент — интерфейс подключается/отключается к обесточенному диску (подключение: сначала интерфейс, потом питание, отключение: сначала питание, потом интерфейс).
ОТКАЗ ОТ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ: выполняя отключение/подключение устройств IDE Вы делаете это на свой страх и риск — никто не гарантирует сохранение работоспособности оборудования, и стабильность работы ОС.
Интерфейсы FC, SAS, SATA (AHCI) — поддерживают горячую замену дисков в полном объеме, проблемы могут быть в операционной системе. Если дисковый контроллер SATA находится в режиме совместимости IDE — то, возможно, понадобится вручную запустить сканирование шины. В режиме AHCI в большинстве случаев диск определится автоматически. Рекомендую использовать AHCI, если ваша ОС это позволяет, т.к. этот режим также повышает производительнось диска; TRIM поддерживается только в этом режиме работы контроллера.
При отключении дисков для продления срока их службы рекомендую предварительно отключать их программным методом и извлекать после остановки шпинделя, т.е. через примерно 30 секунд после выключения для дисков 7200RPM. Если диск невозможно отключить программно и он установлен в hot-swap корзинке, рекомендую вытащить диск на минимальное расстояние, при котором диск будет отключен, подождать остановки шпинделя и извлечь окончательно. В большинстве систем — это расстояние полностью отведённой ручки корзинки. Конечно, эти действия не несут практического смысла, если диск вышел из строя, но, возможно, он просто «завис» и вам не поменяют его по гарантии и придется использовать в некритичном оборудовании.
Так же важно понимать, что диск находится в составе RAID или как отдельное блочное устройство. При использовании отдельного диска необходимо предварительно его отмонтировать для избежания сбоев в работе ОС и программного обеспечения. Даже если диск не используется в текущий момент, после извлечения примонтированого диска зачастую наблюдаются лаги всей ОС. Конечно же, диск, на котором установлена ОС, извлечь без «зависания» не получится.
Большинство серверов позволяет подсветить индикатором диск по команде с сервера, по возможности пользуйтесь этой функцией, для минимизации ошибочных извлечений дисков. Например на серверах SuperMicro номер корзинки указан на самой корзинке, и может не совпадать с номером слота на бэкплейне. Такая-же проблема есть у многих производителей.
Так же перед отключением желательно получить информацию о диске (модель, объем, серийный номер) для сопоставления сразу после извлечения диска. Во многих случаях при ошибочном извлечении другого диска это позволит устранить ошибку сразу, а иногда даже предотвратить сбой в работе или потерю данных.
В случае использования RAID-массивов, рекомендую отключать диски программно (помечать как сбойные), перед извлечением это устранит снижение производительности дисковой системы сразу после отключения диска.
Проблем с SSD дисками при частом горячем подключении/извлечении не заметил, хотя использовал несколько именно в таком режиме.
На этом первая часть заканчивается, в следующей частях про RAID массивы, память для серверов, системы удалённого управления и про важность мониторинга.