تفاوت سرورهای ایستاده، رک‌مونت، تیغه‌ای و میکروسرور

سرور (Server) چیست؟

در حوزه شبکه، منظور از سرور (server) رایانه‌ای است که به رایانه‌های دیگر که اصطلاحا به آن‌ها کلاینت (client) می‌گویند، خدمات ارائه می‌دهد. مثلا وقتی به سایت سازمان سنجش مراجعه و مشخصات فردی‌تان را وارد می‌کنید تا کارنامه آزمون‌تان را ببینید، در واقع کلاینتی هستید که از سرورهای سایت، اطلاعاتی درخواست کرده‌اید. سرورهای سازمان درخواست‌تان را دریافت و پردازش می‌کنند و متناسب با آن به شما پاسخ می‌دهند. تعداد و قدرت سرورهای یک شبکه به وسعت و حجم خدماتی که باید ارائه دهند بستگی دارد. بر همین اساس، سرورها از نظر ابعاد و شکل فیزیکی‌شان به سه یا چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند: سرورهای ایستاده (Tower server)، سرورهای رک یا رک‌مونت‌ (Rackmount server)، سرورهای تیغه‌ای (Blade server) و میکروسرورها (Microserver). هر یک از این سرورها از نظر کارایی، هزینه، مدیریت‌پذیری و فضایی که اشغال می‌کنند متفاوتند.

شکل 1. دسته‌بندی سرورها از نظر مشخصه‌های فیزیکی؛ از چپ به راست: سرور ایستاده، سرور رک، سرور تیغه‌ای، و میکرو سرور

سرور ایستاده (Tower server) چیست؟

سرور ایستاده ساده‌ترین نوع سرور است و محفظه آن به کیس‌ رایانه‌های شخصی شباهت دارد. معمولا هر محفظه، یک دستگاه سرور محسوب می‌شود و تمام ملزومات سرور را درون خود جای می‌دهد. پس اگر مثلا ده دستگاه سرور لازم داشته باشید، قاعدتا باید ده دستگاه از این محفظه‌ها را کنار یا روی هم بچینید که بدیهی است فضای زیادی اشغال می‌کند. به همین علت، سازمان‌ها و کسب‌وکارهایی که کلاینت‌های زیادی دارند و باید خدمات بیشتری ارائه دهند، معمولا سراغ سرورهای ایستاده نمی‌روند. سرورهای ایستاده عمدتا قدرت محدودتری دارند و ارزان‌ترند، گرچه گونه‌های گران‌قیمتی از آن‌ها نیز تولید می‌شود که از پس انجام چندین کار هم‌زمان و برخی وظایف سنگین برمی‌آیند. سرورهای ایستاده مانند رایانه‌های رومیزی، توسعه‌پذیر هستند. یعنی بسته به نیازهای محیط و نیز ظرفیت محفظه سرور، می‌توان حافظه و منابع پردازشی و ذخیره‌سازی و... آن را کم و زیاد کرد.

شکل 2. سرور ایستاده

مزایای سرورهای ایستاده

• ارتقا یا سفارشی‌سازی سرورهای ایستاده ساده‌تر است. 
• سرورهای ایستاده معمولا ارزان‌تر هستند. 
• بین اجزای سرورهای ایستاده فاصله بیشتری وجود دارد و زیاد متراکم نیستند. لذا خنک‌ کردن سرورهای ایستاده راحت‌تر و کم‌هزینه‌تر است.

معایب سرورهای ایستاده

• سرورهای ایستاده فضای زیادی اشغال می‌کنند و مدیریت فیزیکی‌شان مشکل است.
• سرورهای ایستاده معمولا قدرت کمتری دارند و مناسب محیط‌هایی هستند که کلاینت‌ها و خدمات‌شان محدودتر است.
• تجهیزات و لوازم جانبی از طریق کابل به سرورهای ایستاده متصل می‌شوند. لذا با افزایش شمار تجهیزات و قطعات هر سرور، شمار کابل‌ها نیز بیشتر و مدیریت‌شان مشکل‌تر می‌شود.

سرور رک یا رک‌مونت (Rack server یا Rackmount server) چیست؟

اگر سازمان یا کسب‌وکاری به سرورهای قدرتمندتری احتیاج داشت که در عین حال جای کمتری بگیرند، می‌تواند به سرورهای رک یا رک‌مونت بیاندیشد. در ساختار رک‌مونت، سرورها کامپیوترهای قدرتمند، جمع‌وجور و مستقلی هستند که طبقه‌طبقه درون محفظه‌ای به نام رک جای می‌گیرند و به آن پیچ می‌شوند. اگر یکی از سرورها نیازمند وارسی یا تعویض بود، معمولا لازم نیست کل شبکه خاموش یا متوقف شود؛ کافی است فقط همان سرور را از رک جدا و آن را وارسی کنند. سرورهای رک‌مونت نسبت به سرورهای ایستاده متراکم‌ترند، چون هر رک حاوی چند دستگاه سرور است، درنتیجه جای کمتری اشغال می‌کنند. البته خنک کردن‌ سرورهای رک‌مونت نیز به همین نسبت پیچیده‌تر و گاهی پرهزینه‌تر است.

اندازه رک‌ها استاندارد است و با واحد یونیت (U) سنجیده می‌شود. هر یونیت معادل 44.45 میلی‌متر (1.75اینچ) است. علاوه بر سرورها دیگر تجهیزات و لوازم جانبی شبکه را نیز می‌توان طبقه‌طبقه درون رک نصب کرد. شرکت‌های سازنده تجهیزات شبکه نیز باید این استانداردها را رعایت ‌کنند تا محصولات‌شان درون رک‌ها جا شود.

سرورهای رک‌مونت نیز مانند سرورهای ایستاده، توسعه‌پذیر هستند و هر سازمان بسته به نیازهای خود می‌تواند تعداد و ظرفیت سرورها و ملزومات درون هر رک را تغییر دهد؛ ضمن این‌که خود سرورها نیز معماری توسعه‌پذیری دارند و برخی از بخش‌های آن‌ها از جمله حافظه‌، ارتقاپذیر است. سرورهای رک‌مونت در مقایسه با سرورهای ایستاده کابل‌کشی تمیزتری دارند، اما هنوز هم حجم کابل‌های به‌کاررفته در آن‌ها زیاد است، زیرا هر سرور به کابل برق، کابل‌های شبکه و کابل‌های مجزای دیگری نیاز دارد و اگر مثلا یک رک حاوی 42 دستگاه سرور رک‌مونت باشد، پیداست که کابل زیادی می‌طلبد.

شکل 3. تعدادی رک مرتفع کنار هم چیده شده‌اند. چند سامانه‌ و سرور رک‌مونت به رک سمت راست پیچ شده‌ است.

مزایای سرورهای رک‌مونت

• سرورهای رک‌مونت‌ نسبت به سرورهای ایستاده متراکم‌‌ترند و جای کمتری اشغال می‌کنند.
• سرورهای رک‌مونت‌ در کل از سرورهای ایستاده‌ قدرتمندترند.
• شناسایی، جداسازی و جایگزین کردن سرور معیوب در رک‌ها آسان است و اغلب لازم نیست تمام مجموعه سرورها متوقف یا خاموش شود.
• تمهیدات مدیریتی درون رک‌ها سبب شده است سامان‌دهی کابل‌ها در سرورهای رک‌مونت آسان‌تر از سرورهای ایستاده باشد.

معایب سرورهای رک‌مونت

• هر سرور رک‌مونت خنک‌کننده سرخود دارد. علاوه بر آن، هر رک نیز سامانه خنک‌کننده مجزایی دارد. با این حال، هرچه رک مرتفع‌تر و تعداد سرورهای درون رک بیشتر باشد، تهویه هوای رک و خنک کردن سرورها سخت‌تر می‌شود. به همین علت، تهویه هوای رک و خنک‌سازی سرورهای رک‌مونت، دقت و هزینه بیشتری می‌طلبد.
• باتوجه به این‌که هر رک حاوی چندین سرور است، با افزایش شمار رک‌ها نگهداری آن‌ها به‌طرز چشمگیری سخت‌تر می‌شود.

 در سرورهای ایستاده، هر محفظه در واقع یک سرور محسوب می‌شود اما در سرورهای رک‌مونت هر محفظه یا رک می‌تواند حاوی چندین سرور باشد. با این حال، مهندسان راه دیگری یافتند تا فضای مورد نیاز سرورها را باز هم کاهش دهند و برخی از ضعف‌های پیشین را رفع کنند و چنین شد که سرورهای تیغه‌ای سربرآوردند.

سرور تیغه‌ای (Blade server) چیست؟

سرور تیغه‌ای که گاهی به آن‌ها سرور رک ترکیبی (hybrid rack server) نیز گفته می‌شود، پیشرفته‌ترین نوع سرور است و فضای کمتری اشغال می‌کند.

ساختار سرورهای تیغه‌ای ماجولار است. هر سرور ماجول‌ مستقلی محسوب می‌شود که کنار دیگر سرورها درون محفظه‌ای به نام شاسی تیغه‌ای جای می‌گیرد. هر شاسی بسته به اندازه خود می‌تواند حاوی چندین سرور باشد. علاوه بر سرورها می‌توان تجهیزات الکترونیکی دیگری همچون سامانه‌های ذخیره‌سازی، باتری و... را نیز درون شاسی جای داد.

سرورها معمولا به‌صورت عمودی (کتابخانه‌ای) کنار هم در قفسه‌های شاسی جای می‌گیرند. اندازه شاسی تیغه‌ای نیز مانند رک با استاندارد یونیت (U) تعیین می‌شود.

شکل 4. سرورهای تیغه‌ای به‌صورت ماجولار درون شاسی تیغه‌ای نصب شده‌اند.

از مزایای مهم سرورهای تیغه‌ای هات‌پلاگ بودن آن‌هاست، بدین معنا که برای اضافه کردن سرورها یا اجزای جدید، اغلب لازم نیست تمام سامانه متوقف یا ریستارت شود.

سرورهای تیغه‌ای با توجه به قدرت‌شان و فضای کمتری که اشغال می‌کنند، برای استفاده در مراکز داده بسیار مناسبند. قدرت و کارایی سرورهای تیغه‌ای بیش از دو نوع دیگر است فلذا در حوزه رایانش توزیع شده یا گرید نیز به کار می‌روند.

ضمنا کابل‌کشی سرورهای تیغه‌ای سامان‌مندتر است. در سرورهای رک‌مونت هر سرور به کابل برق، کابل‌های شبکه و کابل‌های جداگانه‌ دیگری نیاز دارد، اما در سرورهای تیغه‌ای همه سرورهای یک شاسی تنها با یک مجموعه کابل مشترک کار می‌کنند.

مزایای سرورهای تیغه‌ای

• سرورهای تیغه‌ای زیرساخت ساده‌تر و جمع‌جورتری دارند و درنتیجه تعادل‌بخشی به ترافیک سرورها و مدیریت خطا در آن‌ها بسیار آسان‌تر است.
• مدیریت سرورهای تیغه‌ای متمرکز است، یعنی می‌توان همه تیغه‌ها را فقط با یک رابط به هم متصل کرد. درنتیجه، نگهداری و پایش سرورهای تیغه‌ای آسان‌تر است.
• سرورهای تیغه‌ای کابل‌کشی کمتر و مرتب‌تری دارند.
• سرورهای تیغه‌ای کوچک‌ترین و فشرده‌ترین نوع سرور هستند و درنتیجه جای کمتری اشغال می‌کنند.
• سرورهای تیغه‌ای قدرتمند هستند و چون از سرورهای ایستاده و رک‌مونت متراکم‌ترند، گرمای بیشتری تولید می‌کنند. اما چون هر شاسی سامانه خنک‌کننده مشترکی دارد، خنک‌سازی و تهویه هوای آن‌ سخت و پرهزینه نیست.

معایب سرورهای تیغه‌ای

• به‌روزرسانی و مدیریت سرور تیغه‌ای آسان، اما پیکربندی اولیه یا تنظیمات آن در محیط‌های پیچیده دشوار است.
• اگر خنک‌کننده شاسی تیغه‌ای که بین همه سرورهای آن شاسی مشترک است، ناگهان دچار نقص شود، کارایی تمام سرورهای آن شاسی مختل می‌شود.  
• سرورهای تیغه‌‌ای هر شرکت فقط درون شاسی ساخت همان شرکت قابل نصب هستند، اما در سرورهای رک‌مونت و ایستاده می‌توان از اجزای ساخت شرکت‌های مختلف استفاده کرد.

میکروسرور (Microserver) چیست؟

گاهی میکروسرور را از نظر شکل و اندازه، گونه چهارم سرورها قلمداد می‌کنند. میکروسرورها سرورهای کوچکی هستند که به‌صورت «سامانه بر تراشه» طراحی شده‌اند، یعنی اجزای مختلف آن‌ها به‌جای بورد اصلی روی ریزتراشه پیاده‌ می‌شود. شرکت‌های سازنده، سیستم‌عامل و نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای موردنیاز را از پیش روی میکروسرورها نصب و پیکربندی می‌کنند و هر سرور دستگاه‌ مستقلی محسوب می‌شود. چون میکروسرورها پیکربندی انعطاف‌پذیری دارند، می‌توان در حوزه‌های مختلفی آن‌ها را به کار گرفت و حتی با کنار هم نهادن چندین دستگاه از آن‌ها مرکز داده کوچکی ساخت.

شکل 5. مجموعه‌ای از میکروسرورها درون محفظه سرور

میکروسرورها از سرورهای رک‌مونت و تیغه‌ای و حتی ایستاده ارزان‌تر و نصب و نگهداری‌شان نیز آسان‌تر است، و البته قدرت پردازشی‌ محدودتری دارند. این سرورها به‌آسانی خوشه‌بندی می‌شوند و برای انجام کارهایی مناسبند که به پردازنده‌های متعدد نیازی ندارند. از میکروسرورها اغلب در کسب‌وکارهای کوچک و متوسط استفاده می‌شود، اما برای انجام کارهای کوچک یا موقت در مراکز داده نیز مفید هستند.

شکل 6. یکی از میکروسرورها حاوی هشت هارددیسک

جمع‌بندی

کلا هزینه و توان رایانشی میکروسرورها کمتر از سه نوع دیگر است و معمولا در محیط‌های کوچک و متوسط به کار گرفته می‌شوند. اگر کلاینت‌هایی که باید از آن‌ها پشتیبانی شود زیاد نیستند و توان رایانشی چندانی مورد نیاز نیست، سرورهای ایستاده کار را راه می‌اندازند. اگر توان رایانشی بیشتری لازم است و باید حداقل 4 تا 25 سرور تهیه شود، شاید سرورهای رک‌مونت انتخاب مناسب‌تری باشند. اما اگر نیازها فراتر از این‌هاست، تعداد کلاینت‌های زیاد است و باید اپلیکیشن‌های زیادی مدیریت شوند، سرورهای تیغه‌ای مناسب‌تر به نظر می‌رسند. سرورهای تیغه‌ای برای هر کاری مناسب نیستند، پس پیش از خرید باید به هزینه‌ها و مقیاس کار توجه کرد. برخی توصیه می‌کنند فقط زمانی باید سمت سرورهای تیغه‌های رفت که دست‌کم 16 دستگاه سرور لازم است.