Come funzionano i blade server?

I blade server offrono numerosi vantaggi, tra cui un design compatto e modulare, occupando meno spazio grazie all’elevata densità di server. Sono ultrasottili e vengono custoditi in alloggiamenti compatti garantendo un’elevata densità di server per una capacità ottimale, un’amministrazione IT flessibile e un consumo energetico ridotto.

I blade server sono stati inventati negli anni 2000 da RLX Technologies a Houston. Il primo blade server commerciale è stato sviluppato nel 2001 da Christopher Hipp, il “padre della tecnologia blade”, e David Kirkeby. Si tratta di server compatti e scalabili con struttura modulare, che soddisfano la richiesta di server potenti e poco ingombranti per attività dedicate.

I blade server sono considerati una delle tecnologie server più compatte disponibili grazie alla densità dei server, al cablaggio ridotto e al consumo energetico efficiente. Questo li rende adatti all’elaborazione e alla distribuzione ottimale dei carichi di lavoro, al consolidamento dei dispositivi di rete e di archiviazione e all’uso dedicato a specifiche applicazioni business-critical. I blade server offrono una scalabilità flessibile delle capacità di elaborazione grazie all’elevata densità modulare dei server, che li rende adatti anche all’uso in ambienti circoscritti o data center di grandi dimensioni con elevati requisiti energetici.

Il nucleo di un blade server è costituito dallo chassis e dalle lame, “blade” da cui prende il nome il server. Lo chassis è solitamente un alloggiamento allungato, simile a una scatola, che contiene delle lame sottili. Le lame sono essenzialmente circuiti stampati che funzionano come server. Di solito queste contengono sistemi di archiviazione, processori, controllori di rete, porte di ingresso/uscita e adattatori hot bus corrispondenti.

La struttura di un blade server è la seguente:

• Chassis: alloggiamento a forma di scatola, di dimensioni ridotte, che contiene tutti i componenti elettronici, compresi i server e i rack.
• Lame: unità portanti contenenti server e componenti del server
• Server: alloggiati in singole lame modulari e comprendenti i server, compresi i componenti quali i processori, i programmi dedicati e le porte di ingresso/uscita.
• Rack: servono come rack esterni per i blade server da raggruppare e alloggiare come un’unica unità in una sala server.
• Backplane: un componente dei rack attraverso il quale i blade server modulari possono essere collegati tramite cablaggio, fonti di alimentazione o circuiti stampati.

I blade server sono utilizzati per una vasta gamma di funzioni sia per il risparmio energetico che di spazio. Poiché questi server possono essere riservati a compiti dedicati grazie alla loro struttura modulare, sono spesso utilizzati per la distribuzione di carichi di lavoro o applicazioni business-critical.

Gli ambiti di applicazione più comuni includono:

• Virtualizzazione: grazie alla virtualizzazione di applicazioni e hardware, è possibile ridurre le infrastrutture IT fisiche. Grazie alla struttura flessibile e compatta, i blade server sono adatti all’astrazione di software e hardware per utilizzare le risorse IT in modo più efficiente.
• Condivisione di file: i blade server svolgono le classiche attività di un server, come il backup, il ripristino e il trasferimento di file tra dispositivi e nodi digitali.
• Cluster computing e bilanciamento del carico: i blade server sono spesso utilizzati come componenti di cluster computing e cluster di server per fornire servizi di alta disponibilità, scalabilità, bilanciamento del carico e failover.
• Web hosting: le unità server modulari forniscono una scalabilità flessibile e un’elevata disponibilità per il web hosting.
• File sharing: per le attività dedicate, come i servizi di file sharing, i blade server offrono un’elevata disponibilità e tempi di inattività ridotti come parte di cluster di computer.
• Caching delle pagine web: i blade server possono ridurre significativamente i tempi di attesa e i tempi di inattività durante il caching dei siti web.
• Crittografia SSL e protezione da malware: i blade server dedicati garantiscono uno scambio di dati sicuro e crittografato e proteggono dalle minacce informatiche.
• Streaming: lo streaming di audio e video richiede uno scambio di dati ininterrotto e i blade server aiutano a ottimizzare lo streaming in tempo reale.
• Storage: con un numero maggiore di server distribuiti in uno spazio ridotto, i blade server offrono un ampio spazio di archiviazione a fronte di un consumo energetico ridotto.
• Transcodifica di siti web: per una visualizzazione senza problemi dei contenuti del sito web su diversi dispositivi finali, i blade server sono adatti alla conversione del codice degli elementi del sito web e al mobile SEO.

I blade server si differenziano a seconda dei componenti e del produttore. I leader di mercato includono nomi noti come Cisco Systems, Supermicro, Dell e HPE. Le caratteristiche distintive più importanti in termini di componenti sono:

• Prestazioni della CPU: i processori e le unità di elaborazione di produttori come Intel, Sun Microsystems, Advanced Micro Devices e Motorola sono spesso presenti nei blade server e determinano a loro volta la potenza delle unità server.
• Supporti di archiviazione e RAM: per l’elaborazione delle informazioni in tempo reale, i blade server dipendono da una memoria sufficiente sotto forma di SSD o HDD e da una buona memoria ad accesso casuale (RAM). Questi tipi di server combinano diversi sistemi di RAM, come la RAM statica, che memorizza i dati nel loro stato originale, o la RAM dinamica, che consente aggiornamenti mentre il server è in esecuzione. Per i server che si basano sull’elaborazione di dati visivi, la DDR SDRAM viene solitamente utilizzata come memoria RAM dinamica con velocità di trasmissione dei dati raddoppiata.
• Opzioni di connessione: le connessioni dei blade server possono essere stabilite tramite un token ring, un’uscita Ethernet, canali in fibra ottica o un protocollo di rete fieldbus (conosciuto in italiano anche come “bus di campo”).
• Opzioni di connessione ai sistemi di storage: i blade server possono essere collegati ai sistemi di archiviazione utilizzando diversi tipi di porte, tra cui FireWire, SATA, SCSI, DAT, FC e iSCSI.

Le alternative ai blade server tendono a essere ancora più compatte, ad esempio, i brick server non necessitano di un alloggiamento e quindi occupano ancora meno spazio. Un’altra alternativa ai blade server sono i cartridge server aventi dimensioni simili a quelle di una cartuccia per stampanti. Sono strettamente legati ai micro server, solitamente destinati a scopi specifici e contenenti dei cartridge server modulari.

Tuttavia, i blade server e le loro alternative sono simili in quanto cercano di ottenere una densità di server elevata e potente tramite il cluster computing, risparmiando al contempo spazio ed energia. In sostanza, le tecnologie server del futuro stanno diventando sempre più piccole ed efficienti. I modelli modulari offrono maggiori vantaggi in termini di manutenzione, assistenza e scalabilità rispetto ai sistemi server statici.

Oltre ai blade server, vengono spesso utilizzati i rack server. Questi due tipi di server sono simili in quanto caratterizzati da una struttura salvaspazio per un’elevata potenza di calcolo, ma differiscono in alcuni aspetti essenziali. I rack server sono solitamente montati verticalmente in strutture che assomigliano a scaffali. Come i blade server, il numero di rack server impilati può essere ampliato o ridotto. In questo caso, le prestazioni del server si adattano ai requisiti della CPU, allo spazio disponibile e ai singoli progetti. In altre parole, i rack server sono sistemi modulari e configurabili ma la loro struttura è più statica rispetto a quella dei blade server.

I blade server tendono a essere utilizzati in progetti con requisiti di potenza elevati e applicazioni dedicate. È qui che le differenze tra blade server e rack server diventano evidenti. I primi sono generalmente costituiti da server riservati ad applicazioni specifiche. Le lame del server nello chassis sono solitamente impilate orizzontalmente e utilizzate per un’attività dedicata per ogni lama. Inoltre, a differenza dei rack server, i singoli blade server di solito non agiscono come server principali, ma sono attivi come stack di blade server combinati.

Uno dei principali vantaggi dei blade server rispetto ai rack server più grandi è la facilità di manutenzione e riparazione. Infatti, questo tipo di server è facile da sostituire, anche mentre è in esecuzione, e da riparare su base modulare. Lo svantaggio è che le aziende possono dipendere dai componenti di un particolare produttore e quindi dover sottostare, loro malgrado, a un vendor lock-in. Tuttavia, con i blade server si risparmia su cablaggi complessi e si beneficia di una tecnologia server poco ingombrante, flessibile ed efficiente.