Правильная организация серверной инфраструктуры является очень важной составляющей эффективной работы бизнес-процессов в любой компании. При выборе архитектуры следует уделить время трем основным направлениям:

• Распределение ролей. В зависимости от нагрузки и используемых серверных ролей, в компании они распределяются между серверами. Несколько ролей могут быть совмещены на одном сервере, также одна роль может распределяться на несколько серверов или же дублироваться (резервироваться).

• Производительность. Важно выбрать правильное количество аппаратных ресурсов, чтобы их хватило для работы соответствующих серверных ролей.

• Стоимость. При выборе комплектующих, нужно не только ориентироваться на то, чтобы не было больших излишков, так как это повышает затраты. 

В данной статье мы рассмотрим оптимальные варианты корпоративной серверной инфраструктуры в зависимости от количества пользователей, исходя из нашего опыта. Эта информация будет полезна организациям, которые планируют создание новой ИТ-архитектуры или же усовершенствование текущей.

Вводные данные

Для проектирования типовых проектов инфраструктуры будем использовать следующие вводные:

Количество пользователей

Возьмем наиболее типовой размер компании  - 50, 100 и 200 пользователей. Организации, в которых сотрудников меньше 50-ти, рассматривать не будем ввиду простоты такой инфраструктуры. Хотя, для таких компаний за основу можно взять архитектуру для 50-ти пользователей, но с меньшими ресурсами.

Объем данных

Для моделирования проектов инфраструктуры возьмем примерные объемы данных, которые характерны для организаций соответствующего размера. Чтобы подобрать оптимальную аппаратную часть, необходимо понимать сколько данных будет с высокой интенсивностью доступа к ним и сколько с низкой. Данные с низкой интенсивностью доступа - это статичные файлы, текстовые документы, таблицы, изображения. Данные с высокой интенсивностью - это базы данных, высоконагруженные приложения и файлы операционных систем при одновременной работе с ними большого количества пользователей.

Таблица 1. Объемы данных для проектирования

Типовые серверные роли:

• Сервер приложений (AS) - используется для работы основного рабочего приложения, это обычно 1С или другая учетная программа.

• Сервер СУБД (DB) - сервер, на котором располагаются базы данных основного приложения. Используется программный продукт MS SQL или PostgreSQL.

• Сервер терминалов (TS) - удаленный рабочий стол, на котором пользователи ведут работу с документами, также на нем установлены клиентские части всех приложений.

• Веб Server (WS) - обеспечивает доступ к приложениям из интернет-браузера.

• Файловый сервер (FS) - хранилище документов и файлов.

• Контроллер домена (AD) - служебная роль, которая позволяет управлять и централизованно администрировать пользователей и ресурсы в корпоративной среде.

Рекомендуемые комплектующие, в зависимости от роли сервера

При выборе серверов для каждой из серверных ролей учитываются несколько основных факторов: процессор, диски, память.

Процессоры

Начнем с процессоров, при их выборе стоит обратить внимание на три основных характеристики:

Тактовая частота. Определяет скорость работы процессора и влияет на время выполнения операций. Высокая частота очень актуальна для сервера приложений и менее важна для остальных ролей. Программа будет работать быстрее на более дешевом процессоре, в котором меньше ядер, но выше частота, чем на дорогих многоядерных процессорах. Происходит это из-за того, что запросы в базе выполняются без распараллеливания между ядрами - один запрос выполняется только одним ядром.

Ядра. Количество ядер процессора важно для серверов, где идет работа большого количества пользователей, запускается много приложений, либо же приложения работают в несколько потоков. Чем больше пользователей работает на сервере, тем нужно больше ядер, если же пользователей небольшое количество, лучше пожертвовать количеством ядер в пользу более высокой частоты.

Масштабируемость. Есть процессоры, предназначенные для работы в однопроцессорных шасси, есть такие, что могут использоваться в двухпроцессорных и более платформах. При выборе нужно учитывать, будет ли система масштабироваться и на сколько. 

Примеры линеек процессоров и конкретных моделей для работы каждой из серверных ролей указаны в таблица ниже:

Таблица 2. Рекомендуемые процессоры 

Диски

Выбор правильной дисковой подсистемы также крайне важен для соблюдения баланса затраты-производительность. В данный момент на практике используется 3 вида дисков:

HDD SATA - жесткие диски с интерфейсом SATA и скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов\мин. Стоит выбирать серверные линейки - такие диски проходили тестирование на работоспособность в серверных системах и рассчитаны на стабильную работу в режиме 24/7.

SSD - твердотельные диски, не имеющие в своем составе движущихся частей. Такая технология позволяет производить считывание и запись значительно быстрее, чем HDD.

SSD NVMe (Non-Volatile Memory Express) - это интерфейс шины PCIe и драйвер, который использует преимущества увеличенной полосы пропускания. NVMe также напрямую связывается с центральным процессором, обеспечивая наиболее высокую скорость обработки информации.

Типов дисков значительно больше, но они или устарели такие как SCSI, или их использование нецелесообразно. Например, существует тип скоростных дисков HDD SAS со скоростью вращения 10-15К, но в данный момент использование SSD является более эффективным как с точки зрения производительности, так и с точки зрения эффективности. 

Наиболее важная характеристика, которую стоит учитывать при выборе дисков - количество IOPS (Input/Output Operations Per Second). Это метрика, измеряющая скорость ввода/вывода данных на диск, чем выше показатель - тем быстрее диск обрабатывает обращения к нему. Характеристика очень важна для высоконагруженных приложений и баз данных и практически не играет роли для статических данных.

В таблице ниже приведены примеры использования классов дисков в разрезе серверных ролей:

Таблица 3. Рекомендуемые типы дисков

Логическая схема ролей при использовании аппаратных серверов

Проектирование архитектуры

Для проектирования архитектуры с использованием аппаратных серверов рассмотрим два варианта работы: работа с использованием тонкого клиента через web, а также работа полноценного клиента приложения (толстого клиента) расположенного на удаленном рабочем столе. Ниже на рисунках показаны серверные роли из размещение на серверах и взаимодействие:

Рекомендуемые серверные ресурсы

Таблица 4. Рекомендуемые ресурсы при работе через Web

Таблица 5. Рекомендуемые ресурсы при работе по RDP

Логическая схема ролей при использовании облачных серверов

Аналогично рассмотрим архитектуру серверов, но уже при размещении в облаке:

Анализ ресурсов для реализации всех вариантов архитектуры, в разрезе использования RDP и Web-подключения

Теперь распишем ресурсы для каждого из серверов, указанных на схемах выше.

Таблица 6. Рекомендуемые ресурсы при работе по Web

Таблица 7. Рекомендуемые ресурсы при работе по RDP

Вывод

Из информации, приведенной выше, можем сделать такие выводы:

1. С точки зрения построения серверной инфраструктуры, значительно удобнее делать это на виртуальных машинах, поскольку можем выделить ресурсов ровно столько, сколько нужно сейчас и не нести лишние затраты на резерв. Также в этом случае есть возможность не совмещать роли, а делать их отдельно, что повышает стабильность всей инфраструктуры. 

2. Отказоустойчивость также при использовании облака значительно выше, так как оно не подвержено сбоям, связанным с аппаратной частью и резервирование ролей выполняется значительно проще и дешевле.

3. Производительность выше при использовании аппаратных серверов, это обусловлено потерями при использовании виртуализации. Аппаратный сервер всегда будет мощнее облака с аналогичными характеристиками.

4. При наличии бюджета хорошим вариантом построения инфраструктуры является гибридное облако. В этом случае роли, не требующие высокой производительности, виртуализируются, а нагруженные серверные роли, такие как СУБД или сервер приложений, размещаются на аппаратных серверах и резервируются в облаке.