服務器的可擴展性

服務器的可擴展性

1在前面篇中我們介紹到了服務器的“四性”，即“Scalability(可擴展性)”、“Usability(可用性)”、“Managbility(可管理性)”、“Availability(可利用性)”，簡稱“SUMA”。那么在服務器中的的表現又將如何呢？本節就要以一個實例介紹服務器的第一個特性--可擴展性。服務器的可擴展性是指服務器的硬件配置可以根據需要靈活配置，如內存、適配器、硬盤、處理器等，因為服務器的硬件配置可能是根據不同時期的網絡配置而改變。服務器通常因為要連接多個板卡，如網卡，所以需要具有較多的PCI、PCI-X插槽；因為需要高容量磁盤來存儲服務器數據，所以需要有較多的驅動器支架。一般的服務器機箱都設有七八個硬盤托架，可以放置更多的硬盤。如圖1左圖所示的為IBM

在前面篇中我們介紹到了服務器的“四性”，即“S2

@serverxSeries250部門級服務器，該款服務器擁有0個熱插拔擴展托架，最多可安裝14塊硬盤，其中10塊硬盤支持熱插拔。圖1右圖所示的服務器主板上具有8條內存插槽。@serverxSeries250部門級服務器，該款3同樣，因服務器需要高的內容容量來滿足服務器的高性能連接和運算，所以需要較多的內存插槽。這些結構并不需要在一開始配置時就全部到位，而是在需要時購買相應部件安裝在相應的插槽或支架上即可。同時為了確保服務器的高度可靠性，通常還提供冗余電源、冗余風扇，這樣同時也使得用戶的網絡擴充時，服務器也能滿足新的需求，保護用戶的投資。以上這些就是許多品牌服務器所提出的“按需擴展”理念。“按需擴展”就是在購買服務器初期并不需要購買全部的組件，只要認為暫時用不上的，都可以先不購買，等的網絡發展到需要用得上這些組件時再購買那些組件，直接插在原來的服務器或通過相應技術與服務器連接即可輕松實現原來服務器系統的升級、擴展。如在IBM企業級x架構服務器技術中所提出的“XpandOnDemand”就是這樣一種技術。同樣，因服務器需要高的內容容量來滿足服務器的高性4對于以上所說的擴展性，無論如何都是非常有限的。因為這些擴展插槽和支架都需要在服務器機箱中，而服務器的機箱不可能太大，一則不便于安裝，另一方面，機箱中部件太多，容量造成服務器機箱中溫度上升，給服務器帶來不穩定因素。雖然現在也有一些服務器把許多PCI設備從機箱中移到機箱外單獨的一個柜子中，通過一個特制的電纜來與服務器進行連接，這樣一則可以節省服務器機箱的空間，再則可以使服務器的PCI設備具有更大的擴展空間。這種技術在IBM中就稱之為“RemoteI/O”技術。但大目前來說，它所能擴展的性能也是非常有限的，所以現在許多中高檔服務器的擴展性都不是在機箱內部解決，而是通過相應的技術在服務器外部解決。其中應用最廣，也是擴展性能最佳的就是服務器的群集(Cluster)對于以上所說的擴展性，無論如何都是非常有限的。因5技術，目前幾乎所有的服務器操作系統都支持群集技術，其中包括中高檔服務器常用的UNIX、LINUIX，也包括中低檔服器所用的微軟Windows2000/2003。群集技術是使單獨服務器實現物理和程序上的連接，并在服務器之間進行協同通訊，以使它們能夠執行共同的任務。即便某一臺服務器停止運行，故障應急進程會自動將該服務器的工作負載轉移至另一臺服務器，以保證提供持續不斷的服務。除故障應急程序之外，某些形式的群集也使用負載均衡功能，該功能可使計算負載在聯網的計算機間得以分配。目前一般來說比中高檔的服務器可以實現4、6、8、12路，甚至16路對稱擴展，每一路都具有獨立的CPU、RAM和PCI等設備。為了更直接地說明服務器的可擴展性能，現分別以IBM企業級服務器X架構的“按需擴展”和群集技術對以上兩種擴展方法進行簡要說明。技術，目前幾乎所有的服務器操作系統都支持群集技術，其中包6一、XpandOnDemand(按需擴展)技術由于I/O總線擁塞以及內存不能得到有效利用，傳統的多處理器服務器設計在向4路以上擴展時開始遇到一些障礙。IBM的Summit(頂峰)技術通過一個強化的4路SMP構件塊，能夠有效地向4路以上的SMP(對稱多處理系統)擴展。通過利用這種4路構件塊創建新的計算“節點”，為系統從4路擴展到8路、12路，甚至16路SMP提供了一種有效的途徑。當客戶在擁有4路處理器架構情況下，因業務增長需要擴充其系統時，只需要在原有4路處理器架構基礎上增加節點，擴展到8路、12路或16路處理器架構。而Summit芯片組具有物理分區功能，能夠靈活地劃分工作量并分配給不同的處理器節點。例如，一個16路服務器可以劃分成4路一、XpandOnDemand(按需擴展)技術7節點，每個節點包括獨立的處理器、內存和I/O支持，各節點可以運行一種不同的操作系統執行不同的任務。IBM企業級服務器X架構“按需擴展(XpandOnDemand)”技術合得服務器結構得到進一步優化，它通過提供新的內存和I/O(輸入/輸出)子系統使新的處理器體系結構能夠充分發揮服務器的潛能。傳統的服務器在設計上遇到的第一個性能瓶頸就是由于處理器和I/O總線堵塞，以及內存的低效利用而導致4向并行處理技術的向前發展。企業級服務器X架構的設計提供了先進的I/O和內存體系機構和一個高速共享緩存體系機構。工業標準服務器在使用了增強的、高性能的SMP(對稱多處理器)架構模塊技術后，IBM企業級服務器X架構平臺后擴展性得到了新的提高，從而實現了4路并行性能的有效擴展。節點，每個節點包括獨立的處理器、內存和I/O支持，各節點8SMP(對稱多處理器)技術是使用從4路到8路，再到12路，甚至是16路并行處理擴展技術來擴展企業的計算節點，可擴展的企業節點包括處理器、內存、I/O支持、存儲器和其它設備。每個節點就像一臺獨立的計算機一樣一體化運作，可以運行不同的操作系統，甚至不同分區的多個節點的工作可以鏡像分配到一個系統中。節點之間通過一種稱之為“對稱多功處理器擴展端口”來實現設備間的高速連接和頂峰性能的資源共享。這就使服務器在運行多個節點時就像一個大的、單一節點的組合，或者像兩個或者更多的小單元，甚至到可以在以后需要時重新配置。在IBM企業級服務器X架構中還有一種技術更加充分地保證了服務器的擴展性能，那就是“RemoteI/O(遠程輸入/輸出)”技術，這個技術我們在前面已SMP(對稱多處理器)技術是使用從4路到8路，9經提到過，現在我們來具體看看它的實現過程和優勢所在。在工業規范中有一個限制，那就是所有PCI和PCI-X適配器插槽都必須在主機箱中。一方面設計者總想在有限的機箱空間中設計最大量的適配器插槽，同時他們又想通過使服務器組件變得越來越小來盡量縮小服務器的大小，以滿足用戶在減小服務器架構空間大小方面的需求。不管怎樣，減小服務器的大小也就意味著要犧牲一定的適配器插槽為代價。(這就是為什么服務器生產商所提供的服務器中要么是有多個適配器插槽，而減少驅動器架，要么是有多驅動器架，而提供的插槽較少。否則就得增加服務器的尺寸，那勢必會造成用戶擁擠的數據中心出現其它問題。)經提到過，現在我們來具體看看它的實現過程和優勢所在。10一個非常明顯的解決方案就是限制在機箱中的適配器數量，同時增加一個外置的“插件箱”來安裝這些適配器。把適配器的插槽從主機中引到服務器機箱外面，這樣服務器就可做得更小了。不幸的是PCI-X總線技術并沒有明確地支持這種外置輸入/輸出接口。在IBM企業級服務器架構中的遠程輸入/輸出(RemoteI/O)技術支持下，它可以使在單個服務器中通過外置的I/O擴展箱添加12個PCI/PCI-X的適配器插槽，提供極其強大的I/O擴展性能。這在一方面就解釋了“隨著的增長支付”這個全新的支付理念了。只需要購買現在需要的輸入/輸出組件，當需要另外的組件時再到時另外購買即可，這種性能就可以使IBM通過增加I/O外置擴展單元來自由升級的服務器。一個非常明顯的解決方案就是限制在機箱中的適配器數11遠程I/O可為每個服務器提供更多可用的適配器插槽，但它同樣具有非常高的可靠性。因為這個遠程的I/O組件是用與插件箱分開的獨立電源來供電，在電源中還有冗余的風扇，它比在一個服務器主機箱內安裝這么多適配器和驅動器所散發的熱量更少。另一方面的優點就是擴展外置的I/O插件箱同樣可以被多個服務器共享。如圖2所示。遠程I/O可為每個服務器提供更多可用的適配器插槽12服務器的可擴展性課件13遠程I/O在IBMp系列和I系列服務器(以前個另的IBMRS/6000和AS/400機)是用來進行實時連接的。遠程I/O結合按需擴展系統節點的設計原理，允許在有序、受控的方式下擴展的系統。

在過去為了確保的服務器高性能不斷提高，必須花費巨資去買一個帶有許多處理器插槽、適配器插槽和驅動器架的主機，或許所買的服務器中有的組件永遠都用不上，但只想通過這種方式確保的服務器有足夠高的擴展性能。現在，在IBM企業級服務器X架構的擴展性設計方案下，可以從單個小小的節點組件開始。隨后在工業標準架構中隨著的需要增加節點、I/O擴展插件箱和磁盤擴展單元(在的預算允許范圍內)。不僅企業級服務器X架構中的遠程I/O給非常好的擴展遠程I/O在IBMp系列和I系列服務器(以前個14性，而且它的性能也是非常高的。遠程I/O擴展單元是通過獨占的2Gbps帶寬的連接速度與系統進行連接。IBM的“按需擴展”的性能在基于Intel體系架構上的服務器上表現出革命性的先進性，可以在不需要任何停機的情況下擴大的服務器性能：增加(或者刪除)節點并不需要關掉其它節點(按正確的操作程序)。另外模塊化節點設計可以通過節點間的相互切換來實現效率的最大化。IBM企業級服務器X架構的配置允許向上擴展(Scaleup)，群集排列使向外擴展(Scaleout)，事實上，群集一個8路、12路或者16路IBM企業級服務器X架構系統以上兩種群集方法都可以用。性，而且它的性能也是非常高的。遠程I/O擴展單元是通過獨15二、群集擴展原理IBM企業級服務器x架構的群集擴展技術使得我們對服務器擴展變得非常容易。為了能更清楚地說明問題，我們先從一個簡單、廉價的4路對稱多處理節點開始。在IBM企業級服務器x架構的群集技術中，如果以后發現需要更多的處理器系統時，只需要簡單地增加第二個4路并行處理節點，并用簡單的一根數據線進行連接來就可以建立一個8路并行處理服務器(如果認為所建立的8路并行處理服務器沒有為提供足夠多的插槽和總線時，還可以插入一個像IBMEXP300一樣的外置的遠端I/O擴展單元、記錄設備和遠端存儲單元二、群集擴展原理IBM企業級服務器x架構的群集擴16來滿足)，這樣，隨著需求的增加，三個4路并行處理節點就能夠配置成一個12路并行處理系統，最后4個4路并行處理節點能夠組合成一個16路并行處理服務器。圖3左圖顯示的是一個通過上述方法組成的16路并行處理服務器。在實際中，各節點是由一個框架來堆疊的。圖3右圖顯示的是連接兩種不同SMP擴展端口系統的圖示，只需要一條電纜，第二條電纜是用來當系統有雙倍吞吐量時分擔工作量平衡系統，第三個擴展端口是用于4路并行節點的配置。來滿足)，這樣，隨著需求的增加，三個4路并行處理節點就能17服務器的可擴展性課件18如果有時認為有些節點需要改變，不再需要8路或16路并行處理服務器，這些節點也能夠重新分離成一個單獨的4路并行處理系統。這種模塊設計使自由地決定如何去一步步提高的IT組織，并不需要在事先就要作出一切決定，而不像原來的工業標準設計一樣需要一步到位。

IBM企業級服務器X架構的設計提供了在所有處理器與內存之間的互訪，不受它們各自的節點的限制，減少了彼此間的總線爭奪。不僅如此，還增加了一倍的芯片組、前端總線、PCI總線、以及其它資源來分擔數據交換的負擔，而這些僅是兩個節點完成的，更多的節點能夠轉換成更寬的系統帶寬。這樣的連接和資源問題在傳統的12路或16路對稱多處理系統中開始產生，IBM企業級服務器X架構的設計可以輕松如果有時認為有些節點需要改變，不再需要8路或119地實現超負荷運作，就像用16路并行處理系統來完成8路處理系統的工作一樣。需要時僅需加入一個新的4路并行處理節點，而在最開始并不需要預算所有的資金，采購是可以分成若干個分離的預算周期來完成的。在上面所指的設計中不僅是指處理器需要增加，在整個平衡體系中所需的所有資源都需要增加。在每一個4路到16路的轉換配置中，所有節點間的連接都既能在一個操作系統和應用程序場合中當作單個分區使用，也可以劃分成多個獨立的分區。同樣，連接帶切換功能的群集服務器就像連接兩個、三個或者四個節點一樣容易，只需在連接的節點之間使用同樣的對稱多處理器擴展端口連接電纜即可。對于這樣的擴展群集，在節點之間的建立高速的連接不需要復雜的以太網設置，因為那已通過對稱多處理端口自動設置了。地實現超負荷運作，就像用16路并行處理系統來完成8路處理20三、IBM群集擴展優勢

上面介紹了一些在IBM企業級服務器X架構中的群集擴展原理，那么這種擴展方式與標準的分布式群集相比又有哪能些優勢呢？在前面我們了解了在IBM企業級服務器X架構中是如何實現系統擴展的，或許會認為這些靈活性都是以犧牲性能為代價，可實際上絕對不是那樣。事實上，IBM企業級服務器X架構中的高速對稱多處理擴展端口不僅為我們提供靈活的擴展性能，同時還為我們在Intel體系機構領域中提供了最優良的性能。那么用4個節點方式連接組成的服務器系統的擴展性能比用簡單的4個單獨的4路并行處理系統連在一起去實現傳統三、IBM群集擴展優勢上面介紹了一些在IBM企21的四個服務器群集有哪能些好處呢？它們有共同之處，但又有哪能些重大的差別呢？下面就是答案：4個4路并行處理的IBM企業級服務器X架構使能得到充分的擴展自由，可以配置成2個8路并行處理服器、1個8路和2個4路并行處理服務器、1個12路和1個4路并行處理服務器，或者為一個單一的16路并行處理服務器。即使已連接成了某種連接方式，如果想改變仍可以通過一個簡單的控制命令重新配置成其它的排列，不會像傳統的群集方式一樣局限于某一種特殊的配置。

IBM的“系統分區(SystemPartitioning)”技術允許用一個操作系統和應用軟件系統的復制在整個四個節點分區中使用，這就比在傳統的群集解決方案中一個個去設置方便許多。的四個服務器群集有哪能些好處呢？它們有共同之處，但又有哪22SMP擴展端口允許節點間在每個連接間運用進行雙向32GB/s的速度進行實時對話，每個節點可與其它3個節點進行連接。32GB就相當于32倍千兆以太網的連接速度(或者16倍于通過局域網交換機進行雙向操作的速度)。另外，這樣的網絡結構再也不需要為僅少數幾個地方需要支持千兆以太網而進行重新配置，也就是說不再需要在這些群集服務器中配置全部的千兆以太網集線器、路由器、交換機或者適配器。如果不用千兆以太網，通常認為對稱多處理擴展端口的速度相當于320倍的100Mbps以太網。除了在服務器已安裝的以太網端口外，剩下的可用端口都是用于一般網絡的連接的。因為SMP擴展端口在節點間允許處理器對處理器直接通信，并沒有占用任何被操作系統處理過程中的SMP擴展端口允許節點間在每個連接間運用進行雙23適配器總線和網絡交換總線，這樣就在系統之間提供了更好的吞吐量。在節點間共享I/O帶寬的意思就是在同一時刻一種環境下的操作系統可以進入所有節點的所有外部或內部適配器插槽訪問，能夠提供比任何單個服務器之間的連接更多的I/O吞吐量(換句話說，如果有一臺服務器有6個適配器插槽，再另外加兩個外置各帶12個插槽，那么就會有30個插槽在操作系統上顯示，就像在這臺服務器架安裝的一樣)。如果發現工作量不平衡(有的服務器超負荷，而有的未充分利用)，就可以簡單地從一個服務器上斷開一個節點到接到另外一個服務器上。這種可按照需要迅速重新調整資源的靈活性，在當今變化頻繁的電子商務時代尤其重要。在的軟件系統支持下，協議許可條件可能使使用單獨1個16路并行處理分區比4個分離的4路并行處理服務器更加實惠。適配器總線和網絡交換總線，這樣就在系統之間提供了更好的吞24也許可能更加愿意把4個節點群集成4個分離的服務器，那么這對稱多處理端口也能夠用在高速的進程通信之間，只需要用對稱多處理擴展端口電纜進行簡單的連接即可，無需復雜的設置。在大范圍存儲系統或者區域網絡存儲組織中，IBM企業級服務器X架構可以為具有訪問多個數據庫系統的能力，或者提供多點訪問單一數據庫的能力。同樣的，在一個群集配置中它可以使執行一個或多個環境下的數據庫管理工具。好了，以上通過對IBM企業級服務器x架構中的按需擴展技術和群集技術對服務器的可擴展性能作了一個綜合介紹，通過這樣一個例子我們完全可以看出服務器的可擴展性能的重要性。其實其它品牌的服務器也有相類似的技術，在此就不一一介紹了。下一篇將介紹服務器的另一個重要特性--Usability(可用性)。也許可能更加愿意把4個節點群集成4個分離的服務器25服務器的可擴展性

服務器的可擴展性

26在前面篇中我們介紹到了服務器的“四性”，即“Scalability(可擴展性)”、“Usability(可用性)”、“Managbility(可管理性)”、“Availability(可利用性)”，簡稱“SUMA”。那么在服務器中的的表現又將如何呢？本節就要以一個實例介紹服務器的第一個特性--可擴展性。服務器的可擴展性是指服務器的硬件配置可以根據需要靈活配置，如內存、適配器、硬盤、處理器等，因為服務器的硬件配置可能是根據不同時期的網絡配置而改變。服務器通常因為要連接多個板卡，如網卡，所以需要具有較多的PCI、PCI-X插槽；因為需要高容量磁盤來存儲服務器數據，所以需要有較多的驅動器支架。一般的服務器機箱都設有七八個硬盤托架，可以放置更多的硬盤。如圖1左圖所示的為IBM

在前面篇中我們介紹到了服務器的“四性”，即“S27

@serverxSeries250部門級服務器，該款服務器擁有0個熱插拔擴展托架，最多可安裝14塊硬盤，其中10塊硬盤支持熱插拔。圖1右圖所示的服務器主板上具有8條內存插槽。@serverxSeries250部門級服務器，該款28同樣，因服務器需要高的內容容量來滿足服務器的高性能連接和運算，所以需要較多的內存插槽。這些結構并不需要在一開始配置時就全部到位，而是在需要時購買相應部件安裝在相應的插槽或支架上即可。同時為了確保服務器的高度可靠性，通常還提供冗余電源、冗余風扇，這樣同時也使得用戶的網絡擴充時，服務器也能滿足新的需求，保護用戶的投資。以上這些就是許多品牌服務器所提出的“按需擴展”理念。“按需擴展”就是在購買服務器初期并不需要購買全部的組件，只要認為暫時用不上的，都可以先不購買，等的網絡發展到需要用得上這些組件時再購買那些組件，直接插在原來的服務器或通過相應技術與服務器連接即可輕松實現原來服務器系統的升級、擴展。如在IBM企業級x架構服務器技術中所提出的“XpandOnDemand”就是這樣一種技術。同樣，因服務器需要高的內容容量來滿足服務器的高性29對于以上所說的擴展性，無論如何都是非常有限的。因為這些擴展插槽和支架都需要在服務器機箱中，而服務器的機箱不可能太大，一則不便于安裝，另一方面，機箱中部件太多，容量造成服務器機箱中溫度上升，給服務器帶來不穩定因素。雖然現在也有一些服務器把許多PCI設備從機箱中移到機箱外單獨的一個柜子中，通過一個特制的電纜來與服務器進行連接，這樣一則可以節省服務器機箱的空間，再則可以使服務器的PCI設備具有更大的擴展空間。這種技術在IBM中就稱之為“RemoteI/O”技術。但大目前來說，它所能擴展的性能也是非常有限的，所以現在許多中高檔服務器的擴展性都不是在機箱內部解決，而是通過相應的技術在服務器外部解決。其中應用最廣，也是擴展性能最佳的就是服務器的群集(Cluster)對于以上所說的擴展性，無論如何都是非常有限的。因30技術，目前幾乎所有的服務器操作系統都支持群集技術，其中包括中高檔服務器常用的UNIX、LINUIX，也包括中低檔服器所用的微軟Windows2000/2003。群集技術是使單獨服務器實現物理和程序上的連接，并在服務器之間進行協同通訊，以使它們能夠執行共同的任務。即便某一臺服務器停止運行，故障應急進程會自動將該服務器的工作負載轉移至另一臺服務器，以保證提供持續不斷的服務。除故障應急程序之外，某些形式的群集也使用負載均衡功能，該功能可使計算負載在聯網的計算機間得以分配。目前一般來說比中高檔的服務器可以實現4、6、8、12路，甚至16路對稱擴展，每一路都具有獨立的CPU、RAM和PCI等設備。為了更直接地說明服務器的可擴展性能，現分別以IBM企業級服務器X架構的“按需擴展”和群集技術對以上兩種擴展方法進行簡要說明。技術，目前幾乎所有的服務器操作系統都支持群集技術，其中包31一、XpandOnDemand(按需擴展)技術由于I/O總線擁塞以及內存不能得到有效利用，傳統的多處理器服務器設計在向4路以上擴展時開始遇到一些障礙。IBM的Summit(頂峰)技術通過一個強化的4路SMP構件塊，能夠有效地向4路以上的SMP(對稱多處理系統)擴展。通過利用這種4路構件塊創建新的計算“節點”，為系統從4路擴展到8路、12路，甚至16路SMP提供了一種有效的途徑。當客戶在擁有4路處理器架構情況下，因業務增長需要擴充其系統時，只需要在原有4路處理器架構基礎上增加節點，擴展到8路、12路或16路處理器架構。而Summit芯片組具有物理分區功能，能夠靈活地劃分工作量并分配給不同的處理器節點。例如，一個16路服務器可以劃分成4路一、XpandOnDemand(按需擴展)技術32節點，每個節點包括獨立的處理器、內存和I/O支持，各節點可以運行一種不同的操作系統執行不同的任務。IBM企業級服務器X架構“按需擴展(XpandOnDemand)”技術合得服務器結構得到進一步優化，它通過提供新的內存和I/O(輸入/輸出)子系統使新的處理器體系結構能夠充分發揮服務器的潛能。傳統的服務器在設計上遇到的第一個性能瓶頸就是由于處理器和I/O總線堵塞，以及內存的低效利用而導致4向并行處理技術的向前發展。企業級服務器X架構的設計提供了先進的I/O和內存體系機構和一個高速共享緩存體系機構。工業標準服務器在使用了增強的、高性能的SMP(對稱多處理器)架構模塊技術后，IBM企業級服務器X架構平臺后擴展性得到了新的提高，從而實現了4路并行性能的有效擴展。節點，每個節點包括獨立的處理器、內存和I/O支持，各節點33SMP(對稱多處理器)技術是使用從4路到8路，再到12路，甚至是16路并行處理擴展技術來擴展企業的計算節點，可擴展的企業節點包括處理器、內存、I/O支持、存儲器和其它設備。每個節點就像一臺獨立的計算機一樣一體化運作，可以運行不同的操作系統，甚至不同分區的多個節點的工作可以鏡像分配到一個系統中。節點之間通過一種稱之為“對稱多功處理器擴展端口”來實現設備間的高速連接和頂峰性能的資源共享。這就使服務器在運行多個節點時就像一個大的、單一節點的組合，或者像兩個或者更多的小單元，甚至到可以在以后需要時重新配置。在IBM企業級服務器X架構中還有一種技術更加充分地保證了服務器的擴展性能，那就是“RemoteI/O(遠程輸入/輸出)”技術，這個技術我們在前面已SMP(對稱多處理器)技術是使用從4路到8路，34經提到過，現在我們來具體看看它的實現過程和優勢所在。在工業規范中有一個限制，那就是所有PCI和PCI-X適配器插槽都必須在主機箱中。一方面設計者總想在有限的機箱空間中設計最大量的適配器插槽，同時他們又想通過使服務器組件變得越來越小來盡量縮小服務器的大小，以滿足用戶在減小服務器架構空間大小方面的需求。不管怎樣，減小服務器的大小也就意味著要犧牲一定的適配器插槽為代價。(這就是為什么服務器生產商所提供的服務器中要么是有多個適配器插槽，而減少驅動器架，要么是有多驅動器架，而提供的插槽較少。否則就得增加服務器的尺寸，那勢必會造成用戶擁擠的數據中心出現其它問題。)經提到過，現在我們來具體看看它的實現過程和優勢所在。35一個非常明顯的解決方案就是限制在機箱中的適配器數量，同時增加一個外置的“插件箱”來安裝這些適配器。把適配器的插槽從主機中引到服務器機箱外面，這樣服務器就可做得更小了。不幸的是PCI-X總線技術并沒有明確地支持這種外置輸入/輸出接口。在IBM企業級服務器架構中的遠程輸入/輸出(RemoteI/O)技術支持下，它可以使在單個服務器中通過外置的I/O擴展箱添加12個PCI/PCI-X的適配器插槽，提供極其強大的I/O擴展性能。這在一方面就解釋了“隨著的增長支付”這個全新的支付理念了。只需要購買現在需要的輸入/輸出組件，當需要另外的組件時再到時另外購買即可，這種性能就可以使IBM通過增加I/O外置擴展單元來自由升級的服務器。一個非常明顯的解決方案就是限制在機箱中的適配器數36遠程I/O可為每個服務器提供更多可用的適配器插槽，但它同樣具有非常高的可靠性。因為這個遠程的I/O組件是用與插件箱分開的獨立電源來供電，在電源中還有冗余的風扇，它比在一個服務器主機箱內安裝這么多適配器和驅動器所散發的熱量更少。另一方面的優點就是擴展外置的I/O插件箱同樣可以被多個服務器共享。如圖2所示。遠程I/O可為每個服務器提供更多可用的適配器插槽37服務器的可擴展性課件38遠程I/O在IBMp系列和I系列服務器(以前個另的IBMRS/6000和AS/400機)是用來進行實時連接的。遠程I/O結合按需擴展系統節點的設計原理，允許在有序、受控的方式下擴展的系統。

在過去為了確保的服務器高性能不斷提高，必須花費巨資去買一個帶有許多處理器插槽、適配器插槽和驅動器架的主機，或許所買的服務器中有的組件永遠都用不上，但只想通過這種方式確保的服務器有足夠高的擴展性能。現在，在IBM企業級服務器X架構的擴展性設計方案下，可以從單個小小的節點組件開始。隨后在工業標準架構中隨著的需要增加節點、I/O擴展插件箱和磁盤擴展單元(在的預算允許范圍內)。不僅企業級服務器X架構中的遠程I/O給非常好的擴展遠程I/O在IBMp系列和I系列服務器(以前個39性，而且它的性能也是非常高的。遠程I/O擴展單元是通過獨占的2Gbps帶寬的連接速度與系統進行連接。IBM的“按需擴展”的性能在基于Intel體系架構上的服務器上表現出革命性的先進性，可以在不需要任何停機的情況下擴大的服務器性能：增加(或者刪除)節點并不需要關掉其它節點(按正確的操作程序)。另外模塊化節點設計可以通過節點間的相互切換來實現效率的最大化。IBM企業級服務器X架構的配置允許向上擴展(Scaleup)，群集排列使向外擴展(Scaleout)，事實上，群集一個8路、12路或者16路IBM企業級服務器X架構系統以上兩種群集方法都可以用。性，而且它的性能也是非常高的。遠程I/O擴展單元是通過獨40二、群集擴展原理IBM企業級服務器x架構的群集擴展技術使得我們對服務器擴展變得非常容易。為了能更清楚地說明問題，我們先從一個簡單、廉價的4路對稱多處理節點開始。在IBM企業級服務器x架構的群集技術中，如果以后發現需要更多的處理器系統時，只需要簡單地增加第二個4路并行處理節點，并用簡單的一根數據線進行連接來就可以建立一個8路并行處理服務器(如果認為所建立的8路并行處理服務器沒有為提供足夠多的插槽和總線時，還可以插入一個像IBMEXP300一樣的外置的遠端I/O擴展單元、記錄設備和遠端存儲單元二、群集擴展原理IBM企業級服務器x架構的群集擴41來滿足)，這樣，隨著需求的增加，三個4路并行處理節點就能夠配置成一個12路并行處理系統，最后4個4路并行處理節點能夠組合成一個16路并行處理服務器。圖3左圖顯示的是一個通過上述方法組成的16路并行處理服務器。在實際中，各節點是由一個框架來堆疊的。圖3右圖顯示的是連接兩種不同SMP擴展端口系統的圖示，只需要一條電纜，第二條電纜是用來當系統有雙倍吞吐量時分擔工作量平衡系統，第三個擴展端口是用于4路并行節點的配置。來滿足)，這樣，隨著需求的增加，三個4路并行處理節點就能42服務器的可擴展性課件43如果有時認為有些節點需要改變，不再需要8路或16路并行處理服務器，這些節點也能夠重新分離成一個單獨的4路并行處理系統。這種模塊設計使自由地決定如何去一步步提高的IT組織，并不需要在事先就要作出一切決定，而不像原來的工業標準設計一樣需要一步到位。

IBM企業級服務器X架構的設計提供了在所有處理器與內存之間的互訪，不受它們各自的節點的限制，減少了彼此間的總線爭奪。不僅如此，還增加了一倍的芯片組、前端總線、PCI總線、以及其它資源來分擔數據交換的負擔，而這些僅是兩個節點完成的，更多的節點能夠轉換成更寬的系統帶寬。這樣的連接和資源問題在傳統的12路或16路對稱多處理系統中開始產生，IBM企業級服務器X架構的設計可以輕松如果有時認為有些節點需要改變，不再需要8路或144地實現超負荷運作，就像用16路并行處理系統來完成8路處理系統的工作一樣。需要時僅需加入一個新的4路并行處理節點，而在最開始并不需要預算所有的資金，采購是可以分成若干個分離的預算周期來完成的。在上面所指的設計中不僅是指處理器需要增加，在整個平衡體系中所需的所有資源都需要增加。在每一個4路到16路的轉換配置中，所有節點間的連接都既能在一個操作系統和應用程序場合中當作單個分區使用，也可以劃分成多個獨立的分區。同樣，連接帶切換功能的群集服務器就像連接兩個、三個或者四個節點一樣容易，只需在連接的節點之間使用同樣的對稱多處理器擴展端口連接電纜即可。對于這樣的擴展群集，在節點之間的建立高速的連接不需要復雜的以太網設置，因為那已通過對稱多處理端口自動設置了。地實現超負荷運作，就像用16路并行處理系統來完成8路處理45三、IBM群集擴展優勢

上面介紹了一些在IBM企業級服務器X架構中的群集擴展原理，那么這種擴展方式與標準的分布式群集相比又有哪能些優勢呢？在前面我們了解了在IBM企業級服務器X架構中是如何實現系統擴展的，或許會認為這些靈活性都是以犧牲性能為代價，可實際上絕對不是那樣。事實上，IBM企業級服務器X架構中的高速對稱多處理擴展端口不僅為我們提供靈活的擴展性能，同時還為我們在Intel體系機構領域中提供了最優良的性能。那么用4個節點方式連接組成的服務器系統的擴展性能比用簡單的4個單獨的4路并行處理系統連在一起去實現傳統三、IBM群集擴展優勢上面介紹了一些在IBM企46的