春风中的刀声

这是我4月份写的一篇东西，原本发表在《微电脑杂志--服务器专刊》上，关于刀片式服务器的。现在张贴了出来。
出于立场的问题，难免给人枪手的嫌疑。
几年前，随着IBM公司在电视黄金时间做的那些不知所云的广告以后，“刀片式服务器（Blade Server 亦被译为‘刀锋式服务器 ’）”一时间成了IT业界纷纷议论的热门话题。这个代表着正如广告商所宣扬的“集约型”、“随需应变”的东东仿佛一夜间来到了我们的面前。
笔者公司曾经由于“业务不断扩张”需要大规模添置服务器，作互联网应用，主要是跑Http的动态负载以及后台的数据库。根据初步计算，大概需要添加至少10台服务器，加上原先的服务器和必备的网络设备至少需要15U的空间。但在随后制定计划的时候IDC方面给我的答复是一句冷冷的“机房现紧张”，无法给我们提供更多的机架位置，预留的空间只有12U。这显然无法满足普通机架式服务器的需求 。计划要完成，难题要解决，如何是好？凑巧的是笔者正好翻看了某厂商寄来的广告（很多时候把它作为垃圾邮件来处理），其中介绍的新型刀片式服务器产品正在促销。仔细一看，种种指标全都符合公司项目要求，真是天助我也！于是立即将其“败”了下来。
总体说来，笔者这次的部署过程相比以往的服务器部署可谓是“相当”方便。由于部署中省却了很多原本令笔者头痛不已的电线和网线，使整个机柜干净了不少。虽然笔者在计划此项目之前曾听不少朋友抱怨刀片式服务器存在这样或那样的毛病，但由于在项目实施过程中均未涉及而被侥幸避开了。经过一段时间的调试，服务器在减少占用空间的基础上种种指标均符合要求，于是公司的网站就在它上面安了家。这个项目对于笔者而言可谓是刀片式服务器的首次接触。该项目参数与原计划参数对比见下表：
部署项目
1U机架式服务器
刀片式服务器
节省
新添加机架空间
13 * 1 + 1 （交换机)=14U
7U
50%
最终占用机架空间
14U + 3U = 17U
7U + 3U = 10U
70%
电源线
14套
2套（冗余电源）
92.9%
网线
13条 + 1条 = 14条
1条
92.9%
光驱
13套
1套
92.3%
其他设备
16口千兆交换机1台
不需要

说起刀片，笔者感觉就像在原本可能已经拥挤不堪的机柜里放了一个更小的“机柜”，把原先横置的服务器在“小机柜”里一个个竖起来 ，把这些“小服务器”通过一定的软硬件技术完成整合，成为一台或多台更强的服务器以完成某些任务。即在一台高度为7U的刀片中心（Blade Center，俗称“背板”）中，可以根据需求选择刀片服务器、网络设备，甚至管理模块，当然，前提是需要符合统一标准的。由于所有的设备都具备一致的接口，原本每一台设备上必备的电源、网络线、输入输出接口等通过这类接口连接到背板上，充分利用了背板原本自带的“共享设备”，省却了重复投资，特别是对于光驱和软驱而言——想必几乎所有服务器的光软都是一次性使用。更方便的是由于服务器KVM管理模块的使用，给后续的维护工作省却了很多显示器和键盘频繁插拔、切换的麻烦过程——通常机房里可供支配的显示器和键鼠只有一套，这往往是系统维护人员的噩梦，拥有多台服务器的工程师为了切换操作主机，不得不在本来已经密密麻麻的“蜘蛛网”中爬上爬下，真是一大苦差。另外，从某种意义上讲，相对“轻薄”的服务器也造福了许多身体瘦弱的系统工程师——笔者曾经看到一个很具有讽刺意味的系统工程师招聘启示，竟要求应聘者能够将30公斤重的物体高高举起。这虽然有点可笑，但从中可以看出，招聘单位显然是受到了目前高端服务器愈发笨重趋势的影响而不得不额外增加招聘条件。
其实，对于刀片式服务器而言，除了思想上比较先进外，就其架构上相对于传统的服务器并没有颠覆可言。正如台式机发展到一定程度之后，随着各方面技术水平的逐步成熟而产生笔记本电脑一样，刀片式服务器产生本身，也是服务器继塔式到机架式之后另一个服务器硬件设计思想上的里程碑。
然而，刀片式服务器之所以能够存在，是因为它具有独特的自身优势和特点。相对于传统服务器的种种不足，刀片式服务器是怎样加以弥补的呢？
首先，简易、快速的部署是刀片式服务器被公认为最能够赢得系统工程师认可的优势。以前往往需要几个人忙活半天的“上架”工作，现在只须简单到一个人就可以操作，而且几乎所有的大品牌的刀片都提供了一系列简单而又行之有效的管理工具，像安装操作系统这类费功夫的工作，也几乎不需要工程师进行太多的干预。
其次，由于高度的集成化，省去了很多不必要的电缆线。这看似是一个小问题，其实是一个很大的实质性进步。也许很多系统工程师都有过类似经历，原本好好的服务器不知什么时候无法连接了，急忙跑到机房才发现原来竟有一根“活泼的”网线“自然地”脱落了，于是该同志陷入了极度的郁闷。更少的外部连线可以大大降低这种“非技术性突发事件”的发生概率。
第三，是“成长型”的服务器系统。对于一个企业的网站平台也好，信息系统平台也好，总会面临日后的升级难题。一旦整体升级服务器硬件平台，原有的系统数据怎样实现平滑升级，始终是一个令不少系统管理人员头痛的问题。刀片式服务器由于其“人多力量大”的集群式设计，用户可以随意升级其中的一小部分，通过不断的“小升级”代替了原先的“大升级”，给系统升级带来更大的缓冲空间。
最后，是能够节省托管费用。在单位面积上集中更多的服务器，可以从一定程度上减少支付给托管商的托管费用。同时也可以缓解托管商机房紧张的矛盾。
其它优势还有很多，笔者不再一一列举。由此可以看出：刀片式服务器作为一种技术趋势，凭借其具备不少可圈可点的优秀设计理念，确实有许多超越传统塔式、机架式服务器的优势。然而，由于其处于特殊的地位，刀片式服务器也有难以避忌的技术障碍。
首当其冲的是其高高在上的价格，这往往是很多中小型企业考虑的首要因素。同样的配置却是普通机架式服务器近2倍的价格，其中还不包括另外单独购买背板的费用。这样高的价格往往令许多IT经理连连摇头。况且由于中小企业本身数据量有限，无需太多的服务器支持，一下子就占位7U的“笨家伙”反到成了累赘。
第二，是对于大容量存储设备的支持问题——这也正是笔者朋友过来诉苦的主要原因。一般的刀片式服务器仅能够提供板载最多2块2.5寸硬盘，这种规模的硬盘仅仅可以组建RAID1或RAID0，这对于在很多场合下的信息存储安全性和存储容量是一种考验。同时，由于刀片柜过于狭小，即便提供了刀片式的硬盘柜，也很难放置过多的硬盘。最要命的是鲜有刀片式服务器集成SCSI口可供外接设备，虽然有部分刀片可以添加选购的扩展卡，但无形中需要增加成本，更加暴露了其成本弱势。估计日后随着基于各个层面的网络磁盘结构（如NFS和SMB）的应用以及现在很多新兴技术（如iSCSI）能在很大程度上为这一矛盾提供解决方案。当然，也不应排除日后新兴技术能够彻底改变这种局面。
第三，对于硬件的扩展性不佳。刀片式服务器的硬件升级非常麻烦，主板上往往不提供市面上通用的PCI插槽，只能使用专用插槽。加之现在各个厂商竞争的白热化，厂商之间的硬件升级插槽根本不兼容。这一点事实上有悖于计算机行业公认的开放性原则，在这里笔者对此表示一下小小的不满。
第四，对于高性能硬件的支持问题。可能是出于对散热和电源安全性的考虑，目前最高配置的刀片式服务器仅仅提供了4路CPU以及最大16G内存的支持，在某些情况下很难满足用户的某些高端应用。且一般情况提供的CPU频率普遍较低（可能是出于过高的售价更难拥有亲和力的缘故）。
第五，特殊构造的机箱容易引起电源、散热等不确定性安全隐患的增加。前些天笔者刚看到的一篇消息：“英国某公司正在利用二氧化碳作为制冷剂为刀片式服务器散热，并获得了技术方面的突破。”这条不起眼的技术新闻从另一个侧面反映出刀片式服务器散热的难题。高度集成的设备带来的负面效应是单位面积发热量的指数级递增。虽然使用了冗余电源，但是所有的服务器都在使用同一路电源——“一损俱损，一荣俱荣”的道理就是如此。而且，就笔者以往维护各种服务器的经历而言，碰到最多的服务器硬件故障竟匪夷所思的来自于服务器电源而非其他设备。
最后，对于通常广告上一度大幅渲染的“节能”，笔者在这里不敢苟同。因为所谓的节能仅仅是针对于单个服务器而言的能耗降低，而刀片式服务器的一部分设计方向是在单位体积内塞入更多的服务器，这会使单位体积内的服务器数量增加，能源消耗也随之增长。而且，其中尚不包含为了散热还需要额外添加强劲于传统服务器的散热系统，这意味着更多的能源消耗。
由此可以看出，现阶段刀片式服务器暴露出来的缺点也不少。但多数的缺点还是归咎于现阶段技术水平的不完善，而不是由于自身设计理念上的缺陷。相信不久以后随着技术水平的提高，刀片式服务器能够不断突破其技术缺陷脱颖而出。
对于很多用户而言，更多关心的是自己的投入能否得到回报；选择了刀片式服务器是否有可能在不久以后成为某种程度的技术弃儿。在这里我们不妨按照常规给刀片式服务器作一个分析。
作为一种新型的服务器技术，刀片式服务器拥有哪些机会能够令其扬长避短，发扬光大呢？
“ 不断成长中” 的企业信息化。选择刀片式服务器的企业很多都是冲着刀片的“不断成长”而来。这种“不断成长”迎合了很多企业的“不断成长”，这将会在很多方面形成共鸣。
信息处理的复杂化以及信息价值的不断提升，使很多企业抛弃了原先单一服务器的结构，进而采用计算机集群来达到高性能和高可用性的目的。在这期间，水涨船高，必然会提升刀片式服务器在企业中的地位和价值。
随着Sun公司推出“网格计算”概念之后，估计会有很多厂商推出类似的技术加以支持和补充。其实如果大家注意过计算机Top500的排名就会发现，近几年排在前几名的都是计算机集群——甚至都是所谓“低端货色”的i386和i386_64结构。这说明原先巨型机的地位已经逐渐被集群代替，单独设计计算机的情况已逐渐成为历史。这似乎意味着服务器集群将成为“后PC时代”的一项重要的过渡技术。
逐步紧张的机架空间。正如第一条所讲的随着企业信息化的深入发展，造成的结果是一部分IDC的机房紧张。正如笔者的案例所述，往往有时候企业不得不考虑更加集约化的解决方案。
“节能型”的口号迎合了中国现阶段的国情，可能会成为政府部门的采购热点。
现在有很多企业对刀片式服务器的采购正处在观望状态。归其原因，大多来自于成本方面的考虑。但随着技术的成熟以及生产工艺的日臻完善，刀片式服务器的价格已经有向普通机架式服务器逐步靠近的趋势。在成本相近的前提下，更多的企业将会尝试使用刀片式服务器。
机遇与挑战通常都是并存的，现在来看看刀片式服务器在不远的未来所面临的种种挑战。
笔者感觉挑战依然还是来自于新兴技术。从去年下半年开始，计算机行业刮起了一阵“虚拟服务器”之风。听说Linux将Xen定位成为下一个时期内的技术重点以后，各大兄弟开源操作系统纷纷制定出对于Xen技术提供支持的明确和详细的时间表，甚至一贯平静的Intel也表示将在其新产品中予以适当支持；Sun公司将Zone技术加入Solaris中并大肆宣扬其种种优势，一系列的技术推广随之蓄势待发；平时一贯喜欢钻钱眼的比尔大叔也开始着手免费提供Vrital Server新版本的下载；Vmwar也开始推出其免费版本……种种迹象表明：随着硬件技术的不断提高，原本只属于“奢侈的”小型机的虚拟服务器技术已经走下高高的神坛，成为服务器技术的新宠儿。相比刀片式服务器而言，虚拟服务器在拥有更低廉的维护成本（相比维护一个服务器集群而言，系统工程师更加乐意维护一台服务器）的同时也可以毫不逊色地完成原本刀片式服务器擅长的集群部署。况且就采购成本而言，二者相仿甚至后者更低，可能与刀片式服务器相比这种虚拟服务器缺乏的仅仅只是安全系数和高可用性的差距。只要技术门槛进一步降低，这些新技术的使用对于将来一段时间内刀片式服务器的发展无疑是一个最为严峻的挑战。
迎接“泛刀片式服务器”时代的来临
这段文字仅仅只是笔者对于日后刀片式服务器乃至整个服务器行业的大胆推测而已。也许在整个服务器的发展历史上，现阶段的刀片式服务器仅仅只是一个过渡时期的产物。随着传统服务器愈发统一化和标准化，我们有理由相信：未来的服务器会逐渐向现在刀片式服务器的模式转换，如今普遍采用的标准机柜将会演变成为类似于刀片中心的设备，每台机架式服务器无需自带电源和安装网线，机房普遍提供的显示器、键鼠等外接设备将会采用某种方式集成在机柜以内。如果真有这么一天，机架式服务器将会成为另一种规格的刀片式服务器而已，那就不存在机架式服务器和刀片式服务器的区别了。到那时，我们将会看到刀片式服务器与传统服务器的融合状态。
在本文的最后，笔者想用几个与我们最接近的刀片式服务器应用案例来结束这篇文章：
魔兽世界的中国服务器：是目前世界上最大规模的刀片式服务器的应用项目，其性能位列超级计算机的Top200（2005年数据）。魔兽的世界是架构在“刀锋”上的。
电影《指环王》的特效渲染：没有刀片式服务器，“毁戒”任务将会成为Mission Impossible。
电影《哈里·波特》的后期特效渲染：没有刀片式服务器，波特先生无法毕业。
美国疾病预防控制中心利用刀片式服务器一周内完成了对SARS病毒的基因排序：看来除了手术刀之外，对付病魔我们还需要另外的“刀”。