刀行天下 锋向云巅——浅析刀片服务器的发展与未来

在刀片机箱内部，除了刀片服务器外，就是一些相关的关键组件，它们与服务器机箱与刀片的标准息息相关，对于刀片服务器来说也是非常重要的，而由于密度很高，也对元件的设计提出更高的要求。我们下面以IBM的BladeCenter E机箱来说明一下。

IBM的BladeCenter E机箱前面板，可以看出有四个电源槽，可插入最多4个电源模块（冗余设计）

IBM的BladeCenter E机箱后面板设计，有两个散热风扇模块（Blower Module），分上下层给刀片服务器散热，而I/O Module则是用来插入符合BladeCenter标准的I/O模块，这是一个刀片标准的重要组成部分（请注意，最下面的I/O模块插槽与上面的不太一样，我们暂且用半高与全长模块来区分）

电源

计算机在直流电压范围内工作，但是电力提供是交流电的形式，并且高于计算机所要求的电压。这种电流的转换要求有一个或者多个电源（或者PSU）为了确保一个电源故障不会影响到计算机的操作，即使入门级的服务器都会配备冗余电源，再次增加了设计的体积和散热。

IBM BladeCenter H机箱所采用的电源，电源数量更多或功率更大，就意味着可以承载更多的刀片，或者说刀片上的处理器可以采用更强劲的型号

刀片机箱电源是机箱内的所有刀片的单一电源，它可能是机箱的电源或者是为多个机箱提供直流电的一个单独的专用电源。这种设置减少了提供弹性电力供应所需的PSU数量。

刀片服务器的普及引发了机架式UPS单元数量的增加，包括专门针对的刀片服务器的UPS单元（例如BladeUPS）。

冷却

在操作过程中，电子及机械部件会产生热量，系统必须排除热量以确保组件的正常运作。大多数刀片机箱和大多数计算系统一样都是通过风扇散热的。刀片共享能源和冷却意味着不会产生传统服务器那么多的热量。新型刀片封装设计采用了高速可调节的风扇和控制逻辑，根据系统的需求调节冷却，甚至是采用水冷系统。

与此同时，刀片服务器配置越来越高的密度仍然会导致整体冷却需求增长，对于早期刀片来说更是如此。一个完全配置的刀片服务器机架可能要求比标准1U服务器更高的冷却能力。这是因为你可以向一个原本只能容纳42个1U机架服务器的空间内装进128个刀片。

网络

计算机制造商开始更多地出货配备了高速和集成网络接口的产品，而且大多数都是可扩展能够支持更快、更具弹性和运行在不同传输介质（铜线和光纤）的附加连接。这也许要求在刀片的设计和制造上下更多工夫，需要占用安装空间和容量空间，因此会增加复杂性。高速网络拓扑要求有高成本高速度的集成电路和媒介，而大多数计算机并不是百分百地使用带宽。

这种刀片封装提供了一个或者多个可以连接刀片的网络总线，不管是单独地在一个位置提供这些端口，还是聚合成数量更少的端口以削减连接单独设备的成本。可用端口可提供给机箱本身或者在网络刀片中。

用于BladeCenter机箱的半高BNT 10Gb以太网交换机模块

用于BladeCenter机箱的全长BNT虚拟网络交换机模块

从功能上讲，一个刀片机箱可以有两种网络模块：交换或者直通。

存储

虽然计算机通常是使用硬盘来保存操作系统、应用和数据的，但这在本地并不是必须的。虽然很多存储连接方式（例如FireWire、SATA、E-SATA、SCSI、DAS、FC和iSCSI）是可以随时用于除了服务器之外的地方，但是并非所有都是用于大型企业环境的。在计算机中配置这些连接方式会带来和网络接口一样的挑战，同样地可以从刀片上移除，独立或者聚合地用于机箱中或者其他刀片。

博科（BROCADE）的用于BladeCenter的光纤通道交换机模块，用于BladeCenter与SAN的连接

能够从SAN启动刀片的能力可以实现一个完全不需要磁盘的刀片。这使得更多的电路板空间用于增加CPU上。而一些刀片服务器可能包括或者不包括内置服务器设备，当然这取决于不同的厂商。

其他刀片

因为刀片封装提供了为计算机设备交付基本服务的标准方法，或者其他类型的设备也可以利用刀片封装。提供了交换、路由、存储、SAN和光纤通道的刀片可以插入封装中，为封装中的所有计算部分提供这些服务。

用于BladeCenter服务器的存储与I/O扩展刀片

系统管理员可以利用存储刀片而无需额外的逻辑存储。