Servidor blade

Un servidor blade es un ordenador servidor simplificado con un diseño modular optimizado para minimizar el uso de espacio físico y energía. Los servidores blade tienen muchos componentes eliminados para ahorrar espacio, minimizar el consumo de energía y otras consideraciones, sin dejar de tener todos los componentes funcionales para ser considerados un ordenador . ^{[ 1 ]} A diferencia de un servidor de montaje en rack , un servidor blade se instala dentro de un chasis blade , que puede albergar varios servidores blade y proporcionar servicios como alimentación, refrigeración, redes, diversas interconexiones y gestión. Juntos, los blades y el chasis blade forman un sistema blade, que a su vez puede montarse en rack. Los distintos proveedores de blades tienen principios diferentes con respecto a lo que deben incluir en el propio blade y en el sistema blade en su conjunto.

En una configuración estándar de rack para servidores, una unidad de rack o 1U ( 19 pulgadas [480 mm] de ancho y 1,75 pulgadas [44 mm] de alto ) define el tamaño mínimo posible de cualquier equipo. El principal beneficio y justificación de la computación blade radica en eliminar esta restricción para reducir los requisitos de tamaño. El formato de rack de computadora más común es de 42U de altura, lo que limita la cantidad de dispositivos informáticos discretos que se pueden montar directamente en un rack a 42 componentes. Los blades no tienen esta limitación. A partir de 2014  Con los sistemas blade se podían alcanzar densidades de hasta 180 servidores por sistema blade (o 1440 servidores por rack). ^{[ 2 ]}

El chasis (o carcasa) realiza muchos de los servicios informáticos secundarios presentes en la mayoría de los ordenadores. Los sistemas que no son blade suelen utilizar componentes voluminosos, que generan mucho calor y ocupan poco espacio, y pueden duplicarlos en varios ordenadores que pueden o no funcionar a plena capacidad. Al centralizar estos servicios y compartirlos entre los ordenadores blade, se incrementa la utilización general. Los servicios específicos que se ofrecen varían según el fabricante.

Si bien los ordenadores suelen usar discos duros para almacenar sistemas operativos, aplicaciones y datos, estos no son necesariamente necesarios localmente. Muchos métodos de conexión de almacenamiento (por ejemplo, FireWire , SATA , E-SATA , SCSI , SAS DAS , FC e iSCSI ) se pueden trasladar fácilmente fuera del servidor, aunque no todos se utilizan en instalaciones de nivel empresarial. Implementar estas interfaces de conexión dentro del ordenador presenta desafíos similares a los de las interfaces de red (de hecho, iSCSI funciona sobre la interfaz de red), y de forma similar, estas se pueden extraer del blade y presentarse individualmente o agregadas, ya sea en el chasis o a través de otros blades .

La capacidad de arrancar el servidor blade desde una red de área de almacenamiento (SAN) permite disponer de un servidor blade completamente libre de discos, un ejemplo de cuya implementación es el sistema de servidor modular de Intel .

Dado que los gabinetes blade proporcionan un método estándar para ofrecer servicios básicos a los dispositivos informáticos, otros tipos de dispositivos también pueden utilizarlos. Los módulos blade que proporcionan conmutación, enrutamiento, almacenamiento, SAN y acceso Fibre Channel pueden insertarse en el gabinete para ofrecer estos servicios a todos los miembros del mismo.

Los administradores de sistemas pueden usar módulos de almacenamiento cuando se requiera almacenamiento local adicional. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

Los servidores blade funcionan bien para propósitos específicos como alojamiento web , virtualización y computación en clúster . Los blades individuales suelen ser intercambiables en caliente ^{[ 13 ]} . A medida que los usuarios manejan cargas de trabajo más grandes y diversas, añaden más potencia de procesamiento, memoria y ancho de banda de E/S a los servidores blade. Si bien la tecnología de servidores blade permite, en teoría, sistemas abiertos e interproveedores, la mayoría de los usuarios compran módulos, gabinetes, racks y herramientas de administración del mismo proveedor.

La eventual estandarización de la tecnología podría resultar en más opciones para los consumidores; ^{[ 14 ] [ 15 ]} a partir de 2009Cada vez son más los proveedores de software de terceros que han empezado a entrar en este campo en expansión. ^{[ 16 ]}

Sin embargo, los servidores blade no solucionan todos los problemas informáticos. Se pueden considerar como una forma de centro de datos estandarizado que incorpora tecnologías de empaquetado, refrigeración y alimentación de los mainframes . Las tareas informáticas de gran envergadura aún pueden requerir centros de datos de servidores blade, y debido a su alta densidad de potencia, pueden sufrir aún más los problemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado que afectan a los grandes centros de datos convencionales.

Los desarrolladores comenzaron a colocar microcomputadoras completas en tarjetas y a empaquetarlas en racks estándar de 19 pulgadas en la década de 1970, poco después de la introducción de los microprocesadores de 8 bits . Esta arquitectura se utilizó en la industria del control de procesos industriales como alternativa a los sistemas de control basados ​​en minicomputadoras . Los primeros modelos almacenaban programas en EPROM y se limitaban a una sola función con un pequeño ejecutor en tiempo real .

La arquitectura VMEbus ( c. 1981 ) definió una interfaz informática que incluía la implementación de una computadora a nivel de placa instalada en un plano posterior del chasis con múltiples ranuras para tarjetas conectables para proporcionar E/S, memoria o computación adicional.

En la década de 1990, el Grupo de Fabricantes de Computadoras Industriales PCI (PICMG) desarrolló una estructura de chasis/módulo para el entonces emergente bus PCI ( Interconexión de Componentes Periféricos), denominado CompactPCI . CompactPCI fue inventado por Ziatech Corp. de San Luis Obispo, California, y se convirtió en un estándar de la industria. Una característica común de estas computadoras basadas en chasis era que el chasis completo constituía un único sistema. Si bien un chasis podía incluir múltiples elementos de computación para proporcionar el nivel deseado de rendimiento y redundancia, siempre había una placa maestra a cargo, o dos placas maestras redundantes de conmutación por error que coordinaban el funcionamiento de todo el sistema. Además, esta arquitectura de sistema proporcionaba capacidades de gestión que no estaban presentes en las computadoras típicas de montaje en rack, más propias de sistemas de ultra alta fiabilidad, gestionando fuentes de alimentación, ventiladores de refrigeración y monitorizando el estado de otros componentes internos.

Ante la creciente demanda de gestionar cientos y miles de servidores en los centros de datos de Internet emergentes, donde la mano de obra era insuficiente, se requería una nueva arquitectura de servidores. En 1998 y 1999, Ziatech desarrolló esta nueva arquitectura de servidores blade basada en su plataforma Compact PCI para alojar hasta 14 servidores blade en un chasis estándar de 19" y 9U de altura, lo que permitía hasta 84 servidores en un rack estándar de 84 unidades de rack de 19". Esta nueva arquitectura aportó un conjunto de nuevas interfaces al hardware, específicamente para permitir la monitorización remota del estado y el rendimiento de todos los módulos reemplazables principales, los cuales podían cambiarse o sustituirse mientras el sistema estaba en funcionamiento. Esta capacidad de cambiar, reemplazar o añadir módulos al sistema en funcionamiento se conoce como intercambio en caliente (Hot-Swap). A diferencia de cualquier otro sistema de servidores, los servidores Ketris Blade enrutaban Ethernet a través del backplane (donde se conectaban las blades del servidor), eliminando más de 160 cables en un único rack de 19" y 84 unidades de rack de altura. Para un gran centro de datos, se eliminarían decenas de miles de cables Ethernet, propensos a fallar. Además, esta arquitectura proporcionaba la capacidad de inventariar los módulos instalados en el sistema de forma remota en cada chasis del sistema sin que los servidores blade estuvieran en funcionamiento. Esta arquitectura permitía el aprovisionamiento (encendido, instalación de sistemas operativos y software de aplicaciones) (por ejemplo, servidores web) de forma remota desde un Centro de Operaciones de Red (NOC). La arquitectura del sistema, cuando se anunció, se llamaba Ketris, en honor a la espada Ketri , que los nómadas llevaban de tal manera que podía desenvainarse rápidamente cuando fuera necesario. Fue concebida por primera vez por Dave Bottom y desarrollada por un equipo de ingeniería de Ziatech Corp en 1999, y demostrada en la feria Networld+Interop en mayo de 2000. Se otorgaron patentes para la arquitectura del servidor blade Ketris . En octubre de 2000, Ziatech fue adquirida por Intel Corp. y los sistemas de servidores blade Ketris pasarían a ser un producto del Grupo de Productos de Red de Intel.

PICMG amplió la especificación CompactPCI con el uso de conectividad Ethernet estándar entre tarjetas a través del plano posterior. La especificación PICMG 2.16 CompactPCI Packet Switching Backplane se adoptó en septiembre de 2001. ^{[ 17 ]} Esto proporcionó la primera arquitectura abierta para un chasis multiservidor.

La segunda generación de Ketris se desarrollaría en Intel como una arquitectura para la industria de las telecomunicaciones, con el fin de respaldar el desarrollo de servicios de telecomunicaciones basados ​​en IP y, en particular, el desarrollo de la red celular LTE (Long Term Evolution). Posteriormente, PICMG presentó la especificación AdvancedTCA , más amplia y con más funciones , dirigida a la necesidad de la industria de las telecomunicaciones de una plataforma de computación densa y de alta disponibilidad con una vida útil prolongada (más de 10 años). Si bien los sistemas y las placas AdvancedTCA suelen venderse a precios más altos que los servidores blade, el costo operativo (mano de obra para la gestión y el mantenimiento) es considerablemente menor, superando a menudo el costo de adquisición de los servidores tradicionales. AdvancedTCA los promociona para clientes de telecomunicaciones ; sin embargo, en la implementación real en centros de datos de Internet, donde los costos de mantenimiento y operación, tanto térmicos como de otro tipo, se habían vuelto prohibitivos, esta arquitectura de servidor blade con aprovisionamiento automatizado remoto, monitoreo y gestión del estado y el rendimiento resultaría en un costo operativo significativamente menor.

La primera arquitectura de servidor blade comercializada fue inventada por Christopher Hipp y David Kirkeby , y su patente fue asignada a RLX Technologies, con sede en Houston . ^{[ 18 ]} RLX, que consistía principalmente en exempleados de Compaq Computer Corporation , incluidos Hipp y Kirkeby, lanzó su primer servidor blade comercial en 2001. ^{[ 19 ]} RLX fue adquirida por Hewlett-Packard en 2005. ^{[ 20 ]}

El término servidor blade surgió cuando una tarjeta integraba el procesador, la memoria, las E/S y el almacenamiento de programas no volátil ( memoria flash o discos duros pequeños ). Esto permitió a los fabricantes empaquetar un servidor completo, con su sistema operativo y aplicaciones, en una sola tarjeta/placa/módulo. Estos módulos podían operar de forma independiente dentro de un chasis común, realizando el trabajo de varios servidores separados de manera más eficiente. Además del beneficio más evidente de este empaquetado (menor consumo de espacio), se han hecho evidentes otras ventajas en cuanto a eficiencia energética, refrigeración, gestión y redes, gracias a la agrupación o compartición de una infraestructura común para dar soporte a todo el chasis, en lugar de proporcionar cada una de estas funcionalidades por servidor.

En 2011, la firma de investigación IDC identificó a los principales actores en el mercado de blades como HP , IBM , Cisco y Dell . ^{[ 21 ]} Otras empresas que venden servidores blade incluyen Supermicro y Hitachi .

Las marcas más destacadas en el mercado de servidores blade son Supermicro , Cisco Systems , HPE , Dell e IBM , aunque esta última vendió su negocio de servidores x86 a Lenovo en 2014 después de vender su línea de PC para consumidores a Lenovo en 2005. ^{[ 22 ]}

En 2009, Cisco anunció blades en su línea de productos Unified Computing System , que consistía en chasis de 6U de altura, hasta 8 servidores blade en cada chasis. Tenía un switch Nexus 5K modificado , renombrado como interconexión de tejido , y software de gestión para todo el sistema. ^{[ 23 ]} La línea inicial de HP consistía en dos modelos de chasis, el c3000 que admite hasta 8 blades de la línea ProLiant de media altura (también disponible en formato torre), y el c7000 ( 10U ) que admite hasta 16 blades ProLiant de media altura. El producto de Dell , el M1000e , es un gabinete modular de 10U y admite hasta 16 servidores blade PowerEdge de media altura o 32 blades de un cuarto de altura.

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