刀片技术——下一个技术浪潮

    忽如一夜春风来。在刀片式服务器的带动下，Blade（刀片）技术受到了越来越多的关注，出现了刀片式存储系统、刀片式PC系统。这是为什么呢？对于企业来说，刀片技术解决了一些关键的业务难题，如优化宝贵的数据中心的空间使用率，降低投资和管理费用，提供高可用和高可靠的IT系统平台和服务等。

刀片式服务器首领潮流 

    在2000年诞生时，刀片式服务器就被人们寄予厚望。业内人士指出，随着网络向更深层面的发展，刀片式服务器将成为服务器市场的主流产品。IDC的数据表明，刀片式服务器在2001年年底的服务器市场上只占据一小块；而随着技术的发展，到2002年，刀片式服务器市场规模达到了1.33亿美元，并成为服务器市场的一种重要产品；到2003年，刀片式服务器的市场规模将达到37亿美元。现在刀片式服务器已经与塔式服务器和机架式服务器一起成为服务器市场的三架马车。

    刀片式服务器是一种高可用、高密度的低成本服务器平台，是专门为高密度计算环境设计的，其中每一块“刀片”实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器。在这种模式下，每一个母板都运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，可以共享资源，为相同的用户群服务。

    如上文所言，刀片服务器是模块式的、单个面板的计算机。刀片服务器由刀片插件（Blade）和底盘（Chassis）组成。刀片插件上至少要有处理器和内存。底盘上装有背板（backplane），刀片插在底盘的背板上。刀片所需的电源、网络连接、存储服务都通过背板提供给刀片。底盘上的冷却系统为所有刀片所共享。按所装软件的不同，每个刀片插件可用做通用的服务器，也可用做安全、防火墙、VPN等功能服务器。当需要增加容量时，可直接在工业标准的数据中心机架上加一块这种类似刀片的面板。与目前的机架服务器相比，刀片服务器极大地提高了计算的密度。每个标准的72英寸机架只能容纳40个处理器，而刀片技术使得每个机架可以容纳200个CPU，也就是说，计算密度提高了5倍。在机柜中插入新的“刀片”，就可以提高系统的整体性能；由于每块“刀片”都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，可以将维护时间减少到最小，而且使得企业可以动态地扩展容量。

    随着时间的推移，刀片式服务器越来越被看好，服务器主流企业HP、Dell、Sun、IBM等厂商在2002年陆续推出了第一代刀片式服务器产品；HP于2002年下半年推出了第二代综合型刀片式系统，即包括面向前端应用的ProLiant BL e-Class低电压刀片式产品，也包括面向中间层及后端应用的ProLiant BL p-Class双处理器产品，两路刀片式服务器已经成为市场的主流；2003年，HP的ProLiant BL40P更是先拔头筹，成为市场上第一款4路刀片服务器产品，提供与异构SAN的连接功能，使客户通过完善的系列存储产品，把关键商业应用程序移植到刀片服务器环境中；IBM计划在2003年下半年推出4路IA架构的刀片式服务器，同时推出采用IBM PowerPC 970的64位处理器的两路刀片式服务器，将刀片服务器推向主流应用领域;而推出第一台国产刀片式服务器的则是联想。

刀片式存储不甘示弱 

    2002年年底，用于服务器的Blade技术又被用于存储领域，StorageTek公司首先推出了一个全新的存储产品——BladeStore，这也是全球第一款刀片式磁盘存储产品。不过，刀片式磁盘中的存储刀片是硬盘驱动器，而不是刀片服务器。刀片式磁盘实际上是基于刀片式服务器的刀片技术概念发展的存储技术。存储刀片使用的不是SCSI驱动器，而是价格便宜的IDE ATA驱动器。

    Blade磁盘与其他磁盘系统相比，主要区别在于它使用了基于ATA/IDE磁盘技术（通常用于普通的PC产品上），价格低于企业级磁盘通常使用的SCSI和光纤通道技术，解决了某些企业因为费用限制而无法在线存储更多的关键业务信息的问题。

    BladeStore是StorageTek公司全新的B-Series磁盘产品系列的一员，由B150磁盘阵列和BC84控制器组成。BladeStore基于内置ATA的磁盘技术，前端为光纤接口；通过Blade智能技术将5块ATA 磁盘安装在一块刀片(Blade)上，10块刀片可以配置在一个6U的机架上，主机或存储控制器将ATA磁盘看做10块大容量光纤磁盘；一个控制器可以管理5～200个刀片，一个6U的机架可以配置为12.5TB，支持配置为RAID或JBOD(Just Bundle of Disks,简单磁盘捆绑)。

    存储刀片包括5块ATA磁盘，主板上还包括处理器、内存和光纤接口；内部微码可以将5块磁盘组成一个RAID 0组。存储刀片在主机和操作系统上是作为SCSI磁盘，存储刀片管理磁盘队列、命令排序和通过读Cache缓存来提高带宽和I/O速率。BladeStore 磁盘阵列与RAID控制器共同支持存储刀片构成 RAID 0、1、3、5。

    BladeStore支持磁盘到磁盘端的备份、在线存档与镜像，并可用于二级存储的应用等。BladeStore磁盘以其低价位满足了大容量的二级磁盘存储或者固定内容存储的需求，该类存储的特点是不需要高的随机访问性能。因此，它被定位于“二级磁盘（secondary disk）”或者“高容量盘（capacity disk）”，处于企业级磁盘和自动磁带库之间的一种存储介质。

    基于ATA 解决方案的磁盘产品目前还有EMC公司的Centera、NetApp公司的 NearStore等。

刀片式PC紧随其后

    借鉴刀片式服务器技术，首款刀片式PC（Blade PC）系统在2002年年底面世。首先推出刀片式PC系统的是ClearCube科技公司。据介绍，ClearCube认为，集中放在企业后台的刀片桌面系统最显著的一个特色是可以把支持成本降低30%以上。与基于服务器的计算不同，刀片式PC系统既可以把桌面的控制权完全交给IT管理人员，又不会牺牲每个员工拥有自己PC的灵活性。

    ClearCube提供的刀片式PC系统主要由主机刀片、机架、控制单元C/Port、Blade Switching背板和管理套件组成。标准PC的所有部件包括CPU、内存等都放在一个形状为刀片的设备上，最多可以把8块刀片放在一个机架里，然后同其他机架一起装到标准19英尺的机柜里；每个终端用户的桌面上配置一台C/Port，通过现有的局域网五类线可以将C/Port连接到装有刀片的机柜的背版上，同时用户的键盘、鼠标和显示屏可以直接连接到C/Port。这就是刀片式PC系统的基本构成。

    刀片PC与Blade服务器一样，都可以大幅降低系统维护的成本，占用空间小，数据中心人员维护电脑的效率也会提高。从目前来看，可以节省这些费用：节省了桌面PC软件的安装与配置的费用；购买配套办公设备的费用；日常维护费用，维护人员不用到每个用户终端那里，而只要在数据中心将出现问题的刀片设备抽出，进行处理即可。美国空军位于犹他州的基地先前已安装了44台Blade PC进行试验，其用户服务工作效率提高了50%，PC不能工作的时间降低了95%，每台PC的维护时间则降低了83%。

    刀片式PC提高了桌面系统的可用性。以前，用户的桌面PC坏了，只能拿去修，或者重新更换一台，需要的时间一般较长。而刀片式PC系统的用户设备一般连到每个ClearCube机架里面的背板上，而不是连到以太网交换机上。除了为每块刀片提供LAN连接功能外，IT人员通常将少量刀片系统作为热备份，万一某用户遇到故障，管理员就可以通过控制软件，迅速让用户从一块刀片切换到另一块刀片，ClearCube的管理套件（Management Suite）还能够利用备份把用户的磁盘镜像自动拷贝到新刀片，从而尽量缩短停机时间。

    分析家认为，刀片式PC技术是让商用PC集中化和小型化的一个重要技术手段，将PC放进数据中心的一个重要贡献是通过减少桌面软件的下载而改善系统的安全性。但是分析家也认为，刀片式PC必须面对用户由于丧失对其桌面系统的控制权而产生的抵触情绪。而另一些分析家认为，对一些特定的用户而言，丧失对其桌面系统的控制并不是一个问题，想反，却减少了桌面系统所产生的热量和噪音。实际上万片式PC的用户还是具有一定的控制权。一旦软件崩溃，C/Port使用户可以远程对刀片进行上电/断电及复位;差不多平装书大小的C/Port设备使用户可以插入USB设备，如本地软驱，但IT人员可以远程锁住C/Port设备。