Arsitektur Server dan Linux Fail Over Irtanto Wijaya RnD Rainer Server
K o n ek si In tern et K ab el Internet Service Provider (ISP)
SERVER on tC ne er Int
`
on cti ne
SER VER
Modem/ Router
Switch Koneksi via kabel LAN
` PC-1
E m ail via B lac kb erry
T e lp o n via GS M/3G
` PC-2
` PC-3
` PC-4
K o n e ksi In tern el W ire les s
T V S a tellite / P ay T V
Merupakan komputer induk dari semua komputer yang terhubung pada jaringan yang menangani pengolahan, pendistribusian dan penyimpanan data secara terpusat.
Server vs Workstation vs PC Desktop
Definisi
F ungsi GUI
Server Workstation PC Desktop Komputer induk dari semua Komputer atau PC yang Komputer yang oleh komputer yang menangani digunakan untuk aplikasi perseorangan sehari hari pengolahan, seperti graphic art, Desain di rumah atau pendistribusian dan 3-D, Video Editing perkantoran. penyimpanan data terpusat Business, Design, Melayani service jaringan, Umum ( internet, Engineering, Multi-Media Perkantoran, Edukasi dll. perkantoran dsb) Production. Optional
Terinstal
Terinstal Baik dan didesain untuk Memiliki multimedia dan kerja 8 jam x 7 bukan Menangani beban berat sangat baik digunakan Performa untuk menangani beban dalam periode yang lama untuk aplikasi graphic berat dalam periode atau video lama.
Chassis Server
Pedestal Chassis server yang memiliki bentuk mirip degan PC desktop. Biasanya memiliki banyak ruang untuk hard disk
Penempatan Server Pedestal Pada umumnya diletakan selain di rack (rackmount), biasanya ditempatkan di meja atau rack yang bisa memuat chasis yang lebih tinggi dan lebar.
Rackmount Chassis berbentuk pipih horizontal dan dapat disusun pada rak atau lemari khusus
• Biasanya dipasang pada rack khusus server. • 1U merupakan ketebalan atau ketinggian dari chassis rackmount 1U sama dengan 1.75” atau sekitar 44.5mm
Rackmount 2U
Rackmount 1U
Modular dan Blade
Modular Server Terdiri dari beberapa modul server seperti : Compute module, Storage Control Module, Mnagement Module dsb.
Blade Server Server pipih yang dipasang secara vertikal pada kabinet khusus ( high density server)
Modular Server 6U Rackmount 6 Compute Module (6 Server module) 14 SAS hard disk 2.5 inch hot-swapable 2 front USB ports + VGA connector
Management Module Storage Controlled Module (SCM) Gigabit Switch 10 port module Redundant Power Supply hotswapable 2 Rear Hotswap Fan Module
Penempatan Server Rackmount Penempatan server rackmount biasanya dipasang pada sebuah rack khusus server
s
Processor
Processor Intel Xeon Processor merupakan otak dari sebuah komputer dan juga sering dikenal juga sebagai CPU (Central Processing Unit) Untuk Server, processor didesain untuk menangani kerja berat dalam waktu 24 jam x 7 hari (non stop). Series Int el X eon 3100 series Int el X eon 34 00 series 3Ch. DDR3
Int el X eon 54 00 S eries Int el X eon 5500 series
C a che
B us S peed
Int el Xeon 3110 3.0Ghz
6MB L2
1333Mhz
Int el X eon 34 30 2.4 Ghz
8MB L3
2.5GT /s
Int el X eon 54 05 Int el X eon 54 20 Int el X eon 5504 Int el Xeon 5520
12MB L2 1333Mhz 12MB L2 1333Mhz 4 MB L3 4 .8GT /s 8MB L3 5.86GT /s
Processor
Frequency
2.0 Ghz 2.5 Ghz 2.0 Ghz 2.26 Ghz
Keuntungan menggunakan multi Core dari pada Singgle processor adalah Dengan menggunakan processor multi core dapat meyelesaikan tugas lebih cepat karen dikerjakan secara simultan oleh masing masing core.
Intel® Xeon® Processor 5500 Intel® Intelligent Power Technologies Automated Low Power States
Integrated Power Gates Voltage (cores)
Core0
Core1
Core2
Enhanced
Core3 new
Memory System, Cache, I/O
new
Voltage (rest of processor)
Automatic or manual core control
Adjusts system power consumption based on real-time load
Integrated Power Gates : Fitur ini mengijinkan 'Idle Core' mengurangi konsumsi power hingga mencapai 0 setiap corenya. Automated Low Power States : Fitur ini mengijinkan pemakaian power yang lebih rendah tergantung dari Load.
Intel® Xeon® Processor 5500 Series Intel® Turbo Boost Technology Power gating • Zero power for inactive cores
Turbo boost technology • In response to workload adds additional performance bins within headroom cores
3 er o C
2 er o C
1 er o C
0 er o C
F( yc ne uqer F
3 er o C
2 er o C
1 er o C
0 er o C
yc ne uqer F
Workload Lightly Threaded or < TDP
Intel® Xeon® Processor 5500 Series Intel® Turbo Boost Technology
Active cores running workloads < TDP
3 er o C
2 er o C
1 er o C
0 er o C
) F( yc ne uqer F
3 er o C
Workload Lightly Threaded or < TDP 2 er o C
1 er o C
0 er o C
) F( yc ne uqer F
Turbo boost technology • In response to workload adds additional performance bins within headroom cores
Smart Cache • Cache merupakan tempat penyimpanan data yang sering diakses oleh processor. Cache terdapat dalam processor. • Processor dengan cache besar memiliki lebih banyak keuntungan dalam menjalankan game, multimedia dan aplikasi lainnya. • Smart cache mengijinkn masing-masing core secara dinamis untuk menggunakan cache hingga 100%.
Memory
Memory Server Variant memory berdasarkan fungsinya ECC (Error Corection Code). ECC merupakan fitur memory yang berfungsi untuk mengecek kesalahan bit – bit data yang masuk ke RAM memory ECC Register. Merupakan RAM ECC yang memiliki IC register. Yang berfungsi untuk meningkatkan kemampuan dalam penanganan transfer data skala besar. FBDIMM (Fully Buffered DIMM). Merupakan RAM DDR2 yang memiliki banwidth 3x lipat dibanding yang lainnya (mencapai 21GB/s). Untuk FBDIMM didesain khusus untuk server chipset 5000. Dikembangkan untuk menaikan speed dan kapasitas maksimum DDR2. Untuk itu maka FBDIMM dibuat komunikasi antar modulnya dan memory controller adalah serial sehingga pengkabelan lebih sedikit dan bisa menambah jumlah channel.
Cara Perhitungan Bandwidth RAM pada server 5000 chipset Bandwidth = FSB (Mhz) x Lebar Data (8 Byte) DDR2 FBDIMM dengan PC 5300 ( 667Mhz ) berarti memiliki tansfer rate 667Mhz x 8 Byte = 5336 MB/s, maka dari itu di psaran secara fisik memori ditulis PC 5300 Untuk Dual channel maka bandwidth memori dikalikan dua, sehingga memori yang memilki bandwidth 5336 Mhz ( PC5300 ) akan mempunyai bandwidth 2x 5336MB/s = 10672 MB/s Untuk mendapatkan maksimum konfigurasi sehingga didapatkan bandwidth maximum maka perlu disamakan bandwidth processor dengan bandwidth memory. Untuk perhitungan bandwidth processor sama dengan memory FSB x 8Byte. Processor dengan FSB 1333Mhz memiliki bandwidth 1333Mhz x 8 Byte = 10664 MB/s. Maka diperlukan memori PC5300 dengan konfigurasi dual channel
Memory
FBDIMM ( Fully Buffered DIMM)
DDR3 ECC Register
DDR3 ECC
DDR3 vs DDR2 DDR3 digunakan pada chipset Intel 5500 dan 3420 • DDR3 bekerja pada tegangan 1.5 Volt, DDR2 bekerja pada tegangan 1.8 Volt. • Bandwidth 2x lebih besar 2x dari DDR2 L aju Tr an sfer dat a maksimum (M B/s) DDR2 DDR3 32 00 64 00 4 2 66 8533 5333 1 0667 64 00 1 2 800
Matching Memory DDR3 dengan Processor 5500 series Memory Requirement
Max Bandwidth
Balanced Performance
Max Capacity
Example Usages HPC
Memory Technology
95W Advanc • 8M cache GT/s QPI ed•• 6.4 HT • Turbo
DDR3 1333 32 GB/s 48 GB
• Turbo
Basic • 4M cache
• 4.8 GT/s QPI
DDR3 1066 25.5 GB/s 96 GB
X5570
X5570
X5560
X5560
X5560
X5550
X5550
X5550
E5540
E5540
E5530
E5530
E5520
E5520
2.93 GHz 2.80 GHz
2.93 GHz 2.80 GHz 2.66 GHz
2.53 GHz 2.40 GHz 2.26 GHz
80W
Virtualized Environment
DDR3 800 19.2 GB/s 144 GB X5570
2.66 GHz
80W Standar • 8M cache GT/s QPI d •• 5.86 HT
General Purpose Enterprise Workloads
2.93 GHz
2.80 GHz 2.66 GHz
2.53 GHz 2.40 GHz 2.26 GHz
E5506
2.13 GHz
E5504
2.00 GHz
E5502
1.86 GHz (2C)
PCI
Peripheral Component Interconnect
PCI ( Peripheral Component Interconnect) Standard PCI adalah 32bit, beroperasi pada 33Mhz. Throughput 133MB/s Pada umumnya PCI-X memiliki grade operasi :
66MHz (528MB/s)- pada server lama 133Mhz (1.06GB/s) – pada serve modern (chipset 5000 dan 3000 ) 266Mhz (2.13GB/s) – diganti dengan PCI Express 532Mhz (4.26GB/s) - diganti dengan PCI Express
Keterbatasan Speed PCI-X
Dua PCI-X 133 dipasang, maksimum beroperasi pada 100Mhz Empat PCI-X 133 dipasang, maksimum beroperasi pada 66 Mhz
PCI Express Pada awalnya PCIe disebut sebagai HSI (High Speed Interconnec) kemudian mengalami perubahan nama 3GIO ( Third Generation I/O) yang pada akhirnya berubah menjadi nama PCI Express yang disusun pertama kali oleh Arapaho Work Group (AWG) yang terdiri dari hanya tim Intel. Arsitektur High-speed point-to-point menggunakan teknologi serial, atau merupakan versi paket serial dari PCI.
Lane Pin Total x1 x4 x8 x16
18 32 49 82
Panjang 25mm 39mm 56mm 89mm
PCI Express Gen 2.0 (PCIe 2.0) Lane PCI Express 1.0PCI Express 2.0 x1 250MB/s 500MB/s x4 1000MB/s 2000MB/s x8 2000MB/s 4 000MB/s x16 4000MB/s 8000MB/s
Chipset Chipset merupakan jantung dari motherboard. Motherboard pada umumnya memiliki dua tipe chipset. 1. MCH (north bridge) : Memory Controlle Hub, berfungsi untuk mengatur jalannya data antar processor, graphic controller dan RAM 2. ICH (south bridge) : Input/Output Controller Hub, berfungsi mengatur jalannya data pada HDD dan I/O seperti : USB, Mouse, keyboard, LAN dll. Pada chipset 5500 sudah tidak memiliki MCH karena memory controller sudah terintegrasi didalam processor.
5000 Server Chipset
5500 Chipset
HARD DISK
Hard Disk Server SATA Barracuda ES
SCSI 68 pin SCSI 80 pin ( Small Computer System Interface) SAS ( Serial Attached SCSI ) Ke ce p a t a n
S AT A 300MB/s
SCSI 320MB/s
S AS 600MB/s
Ko n fig u ra siPoint to point Bus (parallel) Point to Point
RAID
Redundant Array of Inexpensive Disk
RAID Menggabungkan minimal dua harddisk yang identik untuk mendapatkan redundant dan performa yang lebih baik.
Macam – macam RAID
-
RAID RAID RAID RAID
0 10 50 60
-
RAID RAID RAID RAID
1 5 6 1E
RAID 0 Tidak memiliki redundant sehingga satu hard disk rusak maka semua data akan rusak.
Keseluruhan harddisk yang dimiliki akan berfungsi sebagai tempat penyimpanan data. Data disimpan kedalam disk akan di-stripe keseluruh harddisk anggota dari RAID 0 tersebut
Tidak memiliki redundant sehingga satu hard disk rusak maka semua data akan rusak
RAID 1 (mirroring) Minimum dan maximum diperlukan 2 Hard disk
Semua data yang ada pada satu hard disk akan di mirror ( dibackup ) sama persis ke hard disk yang lain.
Setengah dari jumlah Hard disk yang diposisikan sebagai RAID 1 digunakan sebagai mirror. Dengan kata lain bahwa hanya setengah dari kapasitas Hard disk keseluruhan yang dapat digunakan sebagai penyimpanan data, setengah lagi hanya berfungsi sebagai mirror atau backup saja
RAID 10 - Minimum diperlukan 4 Hard disk - Storage efficiency 50%
- Hanya terbaca separuh dari total hard disk yang terpasang
Data di-stripe ke dua hard disk kemudian setiap hard disk yang berisi data-stripped akan di mirror ke hard disk yang lainnya dalam anggota array.
Memiliki baca tulis yang lebih baik dibanding RAID 1 dan memiliki kapasitas penyimpanan sebesar 50% dari total kapasitas hard disk yang terpasang. Memperbolehkan lebih dari satu hard disk rusak pada array yang berbeda.
RAID 5 Minimum diperlukan 3 Hard disk Hanya memperbolehkan 1 hard disk yang gagal.
Storage Efficiency 66.7% bila menggunakan 3 hard disk.75% bila menggunakan 4 hard disk.
Data distripe ke semua hard disk dan masing masing hard disk terdapat sebuah parity yang bisa dianalogikan sebagai image dari kedua blok hard disk yang lainnya.
RAID 6 Minimum diperlukan 4 Hard disk Storage efficiency 50% untuk 4 HDD dan 75 % untuk 8 HDD
Merupakan pengembangan RAID 5 dimana RAID 6 memiliki Dual Parity sehingga memungkinkan maksimum 2 hard disk rusak atau gagal
Data di-stripe ke semua hard disk dan masing masing hard disk terdapat dua parity yang bisa dianalogikan masing masing parity adalah sebagai image dari kedua blok hard disks yang lainnya.
RAID 1E
A B C
• Kapasitas separuh dari total hard disk • Hanya memperbolehkan 1 hard disk gagal.
Pengukuran Daya DC Output Yang Digunakan Sistem Server
Power Supply Unit (PSU) Merupakan perangkat yang berfungsi memberi supply daya listrik DC ke sistem komputer. PSU server dirancang untuk bekerja 24x7 atau non stop sehingga dapat menunjang kerja server. Faktor penting PSU adalah daya output .
Non redundant power supply
Redundant Power Supply
Untuk melakukan estimasi daya yang dibutuhkan sistem server bisa dengan menjumlahkan daya maksimum pada masing masing komponen seperti Processor HD dan ODD.
Pengukuran Daya DC Output
Pasang komponen server seperti Processor (Xeon 5520), mainboar (5500BCR), hard disk SATA dan memory (8 memory). Instal Windows Operating System kemudian instal program untuk melakukan stressed pada processor dan hard disk. Melakukan pengukuran seperti gambar berikut :
Pengukuran daya yang melewati Konektor 24 pin
Pengukuran Daya yang pada Hard disk
Pengukuran daya yang diserap oleh hard disk yang bekerja maksimum ( stressed )
Perhitungan Daya Hasil pengukuran Power Connector 8 pin pada mainboard (Power for 2 CPU)
Warna Kabel
T egangan T erukur (Vo lt )
Arus t erukur saat St ress (Ampere)
Daya t erukur (Wat t )
Kuning 1
11.94
10.3
122.98
Kuning 2
11.94
10.1 T o t al
120.59 243.58
Hasil pengukuran Daya pada Hard disk SATA
Arus Tegangan Warna Jm lh terukur Terukur Kabel device (A) (V) Merah 2 0.6 5.12 Kuning 2 0.62 11.94 T ot al Daya
Daya Terukur (Watt) 6.14 14.81 20.9 5
Hasil pengukuran pada Power Connector 24 pin yang terhubung ke mainboard. Te gangan W a rn a K a b e l N o m in a l (V o lt) M e ra h 5 V o lt K u n in g 1 2 V o lt O ra n g e 3 .3 V o lt A b u -a b u 5 V o lt B iru -1 2 V o lt Ungu 5 V o lt H ija u 2 .4 V o lt
Te gangan A ru s D a y a T e ru ku r T e ru ku r T e ru ku r (W a tt) (V o lt) (A m p e re ) 5 .1 2 2 .7 1 3 .8 2 1 1 .9 4 0 .7 7 9 .1 9 3 .3 5 1 .8 9 6 .3 3 5 .0 6 V o lt 2 .6 u A 0 .0 1 3 m W a tt -1 2 .2 8 -0 .0 1 4 0 .1 7 5 .0 1 0 .7 7 0 3 .8 6 0 .0 1 V o lt 0 .2 m A 0 .0 0 2 m W a tt T o tal 3 3 .4
Daya Total = 298 Watt
Pembacaan Daya Output pada Power Supply
Daya Output DC P( Watt ) = V (volt) x I (Ampere)
Daya yang diserap dari PLN P ( Watt ) = V (volt) x I (Ampere) cos Q
Fail Over Cluster ( High Availability) dan Server Mirror menggunakan DRBD (Distributed Replicated Block Device)
Fail Over Cluster ( High Availability) dan DRBD (Distributed Replicated Block Device) Failover clustering menyediakan solusi high availability server dimana jika terjadi kegagalan pada sistem hardware yang menyebabkan server mati total maka server lain anggota cluster yang akan mengambil alih fungsi dari server yang mati (master) dan data pada server yang mati ter-backup pada server lainnya (slave). Master Server
Slave Server
Internet
Fail Over Cluster ( High Availability) dan DRBD (Distributed Replicated Block Device) Heartbeat : - Memonitor server online apa tidak ( bekerja apa tidak ), bisa menggunakan ethernet, bisa juga menggunakan serial port. - Mengendalikan service-service yang akan dijalankan serta melakukan failover dimana service-service yang berjalan pada server master akan dialihkan ke server slave jika terjadi kegagalan pada server master. DRBD : - Melakukan mirror blok hard disk ke blok hard disk yang lain pada server lain anggota cluster.
Fail Over Cluster Menggunakan Heartbeat dan DRBD 192.168.1.10
Master Server
nic3
192.168.1.11
DRBD
nic3
Slave Server
c nic1
nic2
nic1 10.10.11.90
Virtual IP 10.10.11.80
10.10.11.100 Dedicated heartbeat network
nic2 10.10.11.20
Produk Rainer
Terima kasih
[email protected]
