Wo in einem Kleinunternehmen mit 20 Mitarbeitern vor wenigen Jahren noch zwei bis drei Server für alle Anwendungen genügten, stehen heute acht bis zehn Rechner. Bei einem Mittelständler können es schnell 15 bis 20 werden und in Großunternehmen sind 80 bis 100 Server mit Standardtechnologie keine Seltenheit – es sei denn, man hat sich rechtzeitig für eine Server-Konsolidierung entschieden. In regelmäßigen Zyklen ist die gesamte Serverlandschaft in den Unternehmen Änderungen ausgesetzt: Technologisch veraltete Systeme werden durch aktuelle Modelle ausgetauscht, für neue Applikationen müssen zusätzliche Server beschafft werden.

Entscheidend für die Auswahl der passenden Rackmodelle – oder auch von Bladeservern – ist letztlich das Einsatzgebiet und damit das Anforderungsprofil, das an die Server gestellt wird. Das Spektrum reicht von Infrastrukturanwendungen, Print- und Mailservern über branchenspezifische Datenbankanwendungen bis hin zu unternehmenskritischen Applikationen in Serverfarmen. Wichtige technische Entscheidungskriterien beim Aufbau einer Server-Architektur sind die zu bewältigenden Datenmengen, Verfügbarkeit und Sicherheit sowie Flexibilität und Ausbaufähigkeit. Was hier zählt sind Art und Anzahl der Prozessoren, der Chipsatz, der Arbeitsspeicher sowie die Administrationsfunktionen.

Prozessoren …

Bei den Prozessoren für Racksysteme lauten die Stichworte EM64T sowie Single- oder Dual- Core. Die aktuellen Xeon-Prozessoren unterstützen beispielsweise die EM64T-Technologie, die es ermöglicht, die lange geltende Grenze von 4 GByte Arbeitsspeicher zu überschreiten. Mit EM64T wird hersteller- oder anwendungsspezifische Speicherverwaltungssoftware für Bereiche oberhalb der 4-GByte-Grenze überflüssig. Der Prozessor erspart sich dann zahlreiche Zyklen auf die Speicherverwaltung und das Ein- und Auslagern von Daten im 4- GByte-Bereich von 32-Bit-Systemen. Der Nutzen von EM64T: Für Applikationen steht ein nahezu unbeschränkter, linearer Speicheradressraum zur Verfügung.

Vor allem Datenbanken, aber auch CRM- und ERP-Lösungen, die große Speicherkapazität benötigen, profitieren dank des linearen Speicheradressraums von einer hervorragenden Skalierbarkeit im 64-Bit-Modus. Zudem besitzen die Prozessoren einen 2 MByte großen L2- Cache, so dass mehr Daten in größerer Nähe zur CPU gespeichert werden können, was einen schnelleren Zugriff auf die Daten erlaubt. Seit Herbst 2005 kommt als wesentliche Neuerung im Serverbereich die Dual-Core- Technologie hinzu. Performance ist auch hier das zentrale Thema. Eine Möglichkeit, die Leistung der CPU zu steigern, ist eine höhere Taktung. Der zweite Weg ist die parallele Verarbeitung von Instruktionen. Was mit Hyper- Threading vor geraumer Zeit bereits seinen Anfang nahm, setzen CPU-Hersteller jetzt mit der Dual-Core-Technologie fort.

Heutige Dual-Prozessor-Server mit Hyper- Threading-Technologie, wie der Dell-Poweredge- 2850, unterstützen vier parallele Threads, je zwei pro CPU. Ausgestattet mit zwei Prozessorkernen kümmern sich die beiden Cores dann um insgesamt acht parallele Threads, auf die die Arbeitslast verteilt werden kann. Als Anhaltspunkt: Server mit Xeon-Dual-Core-Prozessor bringen bei einem vergleichbaren Preis in der Praxis rund 50 Prozent mehr Leistung als mit Single-Core-Prozessoren – abhängig vom Betriebssystem, der Anwendung, dem Compiler und anderen Faktoren. Dazu zählt etwa der Chipsatz.

… und Chipsatz

So unterstützt der Intel-7520-Chipsatz die aktuellen Dual-Core-Xeon-Prozessoren mit EM64T und übernimmt die Speicher-Controller- Verwaltung für große Mengen an Arbeitsspeicher. Die Leistung des Front-Side-Bus, das Verbindungsglied zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher, wurde von 533 MHz bei den früheren Chipsatz-Modellen auf 800 MHz für die neueste Generation erhöht. Dank dieser Verbesserung können die Daten zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher schneller übertragen werden. Das führt zu einer Beschleunigung der Verarbeitung, insbesondere bei speicherintensiven Applikationen wie Datenbanken, Webanwendungen oder technischen Anwendungen. Um eine höhere Verfügbarkeit zu gewährleisten, sorgt der Chipsatz dafür, dass PCI-Express- Pakete automatisch neu übertragen werden, falls die Übertragung zunächst fehlschlägt. Damit sinkt die Gefahr eines Systemausfalls wegen fehlerhafter Datenpakete, die über den PCI-Express-Bus ausgetauscht werden.

Auch beim Speicher-Controller liegt der Schwerpunkt auf höherer Verfügbarkeit. Der Controller kann automatisch ein Failover vom Zweikanalmodus in den Einkanalmodus ausführen, so dass das System auch bei einem – wenig wahrscheinlichen – Ausfall eines Speicher-Controller- Kanals noch online bleibt. Diese Funk-tionen des Intel-7520-Chipsatzes tragen zu besserer Leistung und höherer Verfügbarkeit des Servers bei. Für Frühjahr 2006 hat beispielsweise Intel den E8501-Chipsatz mit 800 MHz FSB angekündigt. Dabei handelt es sich um einen Chipsatz für Systeme mit vier Prozessoren und jeweils zwei Prozessorkernen.

Eine bedeutende Rolle spielen schließlich die System-Images.Hier kommt es auf zwei Aspekte an: Erstens sollten die Images zwischen Single- Core- und Dual-Core-Prozessoren, die in einem Racksystem verwendet werden, identisch sein. Zweitens ist auch darauf zu achten, dass die Images zwischen den in einem Rechenzentrum eingesetzten Dual-Sockel-Modellen kompatibel sind. Bei Dell gilt das beispielsweise für die Rackoptimierten Systeme Poweredge-1850 und -2850 und das Towermodell Poweredge-2800.

Administration aus der Ferne

Nun zählen Performance und Skalierbarkeit in ihren unterschiedlichen Facetten sicherlich zu den bedeutsamen Auswahlkriterien eines Racksystems, mindestens ebenso wichtig ist jedoch die Administrierbarkeit. Geht es um Systemmanagement per Hardware sind Features wie ein Baseboard-Management-Controller (BMC) gefordert. Server sollten mit einem BMC ausgestattet sein, um das System auch von einem entfernten Standort aus administrieren und bei Bedarf sogar herunterzufahren und neu starten zu können. Ganz wichtig: Der BMC muss IPMIkompatibel sein.

Als branchenübergreifender Standard ermöglicht Intelligent-Platform-Management- Interface oder kurz IPMI die Administration von Servern unterschiedlicher Hersteller durch Standardisierung der Verwaltungshardware, der Überwachung, der Warnfunktionen und der Kommunikation.Rechenzentren können somit ihre Server über eine gemeinsame Oberfläche verwalten. IPMI arbeitet unabhängig von Betriebssystem, CPU und BIOS, unterstützt ein breites Spektrum von Servern und trägt damit wesentlich zu einer Reduzierung der Total-Costof- Ownership in heterogenen Server- und Systemlandschaften bei. Als Stärke ist zu vermerken, dass die Managementfunktionen auch dann vorhanden sind, wenn das System ausgeschaltet oder beispielsweise wegen eines Hardwaredefekts sonst nicht verfügbar ist.

Nach einer kurzen Skizze der grundlegenden technologischen Kennziffern verbleibt die entscheidende Frage, welche Art von Rackoptimierten Servern sich für konkrete Einsatzgebiete empfehlen. Für reine Infrastrukturinvestitionen reicht in der Regel ein 1U-Racksystem mit ein oder zwei Single- beziehungsweise Dual-Core-Prozessoren. Die hohe Konzentration von Rechenleistung und Redundanz macht derartige Systeme zur perfekten Lösung für Web- und Infrastrukturanwendungen, für SAN-Frontends, Applikationsserver oder auch für Serverknoten in Cluster-Architekturen.Die 1U-Bauform mit hoher Rackdichte trägt zur Einsparung von Stellplatz bei und ermöglicht die Aufstellung von bis zu 42 Servern auf einer Bodenfläche von weniger als 0,65 Quadratmetern. Geht es um File-, Print-, Messaging oder Datenbank-Applikationen, sind eher leistungsstärkere 2U-Racksysteme mit Dual-Prozessoren gefragt.Zusätzlich tragen hier Hot-Plug-fähige, redundante Komponenten zur Minimierung der Ausfallzeiten bei. Ab sechs bis acht neu anzuschaffenden Racksystemen bilden Bladeserver wie der Dell-Poweredge-1855 eine Alternative.

In dessen 7U-hohes Gehäuse lassen sich bis zu zehn, senkrecht einzuschiebende Blades mit jeweils zwei Xeon-Prozessoren unterbringen. Pro Rackschrank passen so sechs Bladegehäuse mit 120 Prozessoren. Im Vergleich zu herkömmlichen Rackservern verbrauchen Blade-Server weniger Strom. Die Anschaffungskosten für Hardware sind um 20 bis 25 Prozent niedriger, da alle Blades Ressourcen wie Netzteile, Lüfter, Managementkarten oder Netzwerk-Switches gemeinsam nutzen. Dadurch reduziert sich auch die notwendige Verkabelung um bis zu 70 Prozent.

Das obere Leistungsspektrum der Racksysteme bilden Modelle mit vier Prozessoren, bei denen als Kriterien Serverkonsolidierung sowie unternehmenskritische SAP- oder Oracle-Applikationen auf der Agenda stehen.Weitere Einsatzgebiete solcher Vier-Prozessorsysteme sind Migrationen von Unix-Umgebungen auf Windows- oder Linux-Lösungen oder auch Virtualisierung. Während bei Ein- und Zwei- Prozessorsystemen – beispielsweise beim Einsatz in Citrix-Serverfarmen – zwischen 30 und 50 Anwender von einem Rackserver versorgt werden, können es bei einem Vier-Prozessorsystem bis zu 500 sein.

Auf einen nicht unerheblichen Aspekt ist abschließend hinzuweisen: die Vorbereitung eines Rechenzentrums auf Rack-optimierte Server, wobei es hier beispielsweise um Fragen des Stromverbrauchs, der Verkabelung und der Kühlung geht.Vor einer größeren Investition, bei der zehn oder mehr neue Rackserver beschafft werden, empfiehlt sich zunächst eine Bestandsaufnahme und Bewertung der Situation in einem Rechenzentrum. Dazu zählt beispielsweise eine Wärmeverteilungs- und Stromverbrauchs- Analyse in Rechenzentren, auf deren Basis Verbesserungen vorgenommen werden können. Denn die Frage des passenden Racksystems endet nicht mit der Installation. Nur wenn die organisatorischen Rahmenbedingungen im Rechenzentrum stimmen, werden die Systeme auch ihre volle Leistungskraft entfalten.

Peter Dümig,
Product Manager Server, Dell