什么是刀片服务器？

与各类服务器一样，刀片服务器的基本用途是通过“客户端/服务器模型”为其他程序和用户提供服务，这一架构是构成大多数现代 IT 环境的基石。

刀片服务器是许多数据中心的基本组件，这些数据中心是容纳 IT 基础设施并支持应用程序和服务的构建和运行的物理空间。刀片服务器为企业提供了一种紧凑、高效且高度可扩展的方式，可以在优先考虑电力和物理空间的高密度计算环境中最大限度地利用资源。

刀片服务器应用广泛，去年全球刀片服务器市场价值为 190 亿美元。预计在未来 5 年中，这一数字将增长到 310 亿美元，复合年增长率 (CAGR) 则为 9.1%。¹ 刀片服务器和其他类型的服务器技术由全球一些最大的 IT 公司制造和销售，包括 Dell、Cisco、Hewlett Packard Enterprises (HPE) 和联想。

刀片服务器又称“模块化服务器系统”，这意味着它们由包含在小型刀片机箱或服务器机箱中的较小组件组成。下文将详细介绍刀片服务器的核心组件及其如何在刀片服务器系统中协同运作。

• 机箱：一种紧凑型箱状结构，内含若干称为服务器刀片的薄电子电路板。
• 背板：作为刀片服务器上各类服务器刀片单一连接点的电路板。
• 服务器刀片：小型模块化单元，包含一台服务器以及在网络中移动数据所需的计算机系统、处理器、内存和适配器。
• 服务器：刀片服务器的各个刀片包含专用于特定应用程序的服务器，以及运行应用程序所需的内存和处理器。
• 机架：机架是服务器机房内用于存储多台独立刀片服务器的单元。

刀片服务器根据其功能的三个方面进行分类：性能、存储空间和连接类型：

• 性能：性能又称“中央处理器 (CPU) 性能”，是刀片服务器功能的关键要素之一。根据用例和计算环境，刀片服务器可以配备不同的 CPU（例如 Intel、Advanced Micro devices (AMD)、Sun Microsystems 或其他 CPU）。CPU 性能越强，刀片服务器可执行的功能就越多。配备更强大 CPU 的刀片服务器通常可用于云计算和虚拟化等资源密集型环境。
• 存储：决定刀片服务器类型的另一个要素是其存储容量，即内存。刀片服务器可利用各种常见的存储系统，例如静态 RAM (SRAM) 和动态 RAM (DRAM)。刀片服务器还可采用更专业的存储架构——如双倍数据速率静态 RAM (DDR SDRAM) 进行实时处理。
• 连接类型：刀片服务器具有统一的设计，可在数据中心之间轻松移动，并进行配置，满足各种业务需求。一些刀片服务器具有基本的以太网输出，而其他刀片服务器则使用串行高级技术附件 (SATA) 或存储区域网络 (SAN) 进行高速、高性能数据传输。根据资源和需求，刀片服务器可以设计为连接各种现代或旧版网络环境。

除了刀片服务器外，现代数据中心主要依赖另外两种类型的服务器：机架式服务器和塔式服务器。虽然这两种类型的服务器在功能上与刀片服务器类似，但它们也有一些值得注意的区别。

机架式服务器

机架式服务器是较之刀片服务器更便宜、稍小的选择，而且性能不高。此外，与刀片服务器不同的是，它们无法进行“热插拔”，即在不中断整体系统功能的情况下快速更换或修复，这使得它们更难维护。

部分企业仍然倾向于机架式服务器，因为其成本低廉、可兼容现有数据中心技术，且可作为独立服务器在未实施集中化统一管理的情况下提供资源。相比之下，刀片服务器通常只能用作大型网络的一部分。

塔式服务器

塔式服务器是经配置后可实现类似服务器运行能力的 PC。作为台式计算机，其规模相比刀片服务器或机架式服务器更为庞大。当 IT 管理员需要专用服务器来提供特定功能或服务时，通常会采用塔式服务器。例如，塔式服务器通常可启用动态主机协议 (DHCP) 或域名系统 (DNS) 服务，为网络管理员提供更高的灵活性和网络控制权限。

刀片服务器设计优先考虑网络上设备之间的数据传输时用户的控制和管理。这种架构带来了许多企业 IT 管理员重视的优点，例如能耗、成本降低、灵活性等。

刀片服务器被认为是高度灵活的解决方案，通常与数据中心或网络中的其他服务器系统一起部署，使系统管理员能够在多台服务器和设备之间平衡工作负载。

此外，刀片服务器的设计允许组织根据计算需求的变化轻松地进行添加或削减。刀片服务器还支持热插拔，这意味着可以轻松更换它们而不会影响整体系统性能。

刀片服务器设计允许进行最少的布线，使用数据中心或网络环境中的物理布线来优化各种设备之间的通信。它们实现功能所依赖的组件也很简单且数量极少，并且其模块化设计使其易于存储。

刀片服务器通常通过共享昂贵的资源（例如供电和冷却系统）来降低网络和数据中心的功耗。

刀片服务器支持的许多网络和数据中心都需要高可用性，即系统的运行能力尽可能接近 100% 的时间。为此，刀片服务器通常包括冗余电源、易于更换的组件和增强可用性的集群配置等功能。

与其他服务器不同，刀片服务器采用超薄设计，且仅由实现功能所需的最精简组件构成。例如，每个刀片都包含运行单个应用程序所需的所有处理器和内存。

除了尺寸之外，刀片服务器的模块化设计还允许它们轻松地与数据中心或网络环境中的其他类型的服务器堆叠。

由于其适应性和性能，刀片服务器已成为支持许多任务关键型应用程序的数据中心和网络需求的重要组成部分。

例如，刀片服务器支持许多大数据分析应用程序的处理和分析需求，包括许多边缘计算和物联网 (IoT) 用例，在这些用例中，数据必须在生成地点附近进行实时处理。

由于采用模块化设计，刀片服务器可以轻松地添加到现有 IT 基础设施中或从其中移除。当计算需求发生变化时，刀片服务器可以扩大或缩小规模。

虚拟化后，刀片服务器的可扩展性更强，为 IT 管理员提供更大的灵活性来定制其服务器环境。

刀片服务器的可扩展性、灵活性和紧凑的外形使其成为各类商业用途的理想选择。从云计算和虚拟化到边缘计算和物联网 (IoT) 解决方案，以下是一些最常见的用例：

• 数据中心：刀片服务器设计使其成为多种数据中心的热门选择，包括企业、云等。刀片服务器纤薄、紧凑的架构使它们能够轻松存储在狭小的物理空间中，并且它们分享资源的能力有助于降低成本。
• 虚拟化：刀片式服务器能够很好地托管虚拟机 (VM)，即依靠软件而不是硬件运行程序的虚拟计算机实例，帮助公司整合所使用的服务器数量。通过在单个刀片或机箱上设置多个服务器节点，他们可以在较小的物理空间内最大限度地提高算力。
• 云计算：刀片服务器因其可扩展性和高效性，被认为是公共和私有云计算环境的最佳选择。云供应商通常需要在较小的物理空间内最大限度地提高计算能力，而刀片服务器可以在其紧凑的设计中容纳大量的算力。
• 物联网和边缘计算：刀片服务器通常部署在网络边缘，具有实时处理能力。在边缘计算环境中，刀片服务器可以分析和处理靠近物联网 (IoT) 设备（如风车或水力发电大坝）的数据。这使得 IoT 功能得以蓬勃发展，并减少了延迟，即系统迟滞的量度。

虽然刀片服务器在许多企业 IT 环境中很受欢迎，但最近出现了其他类型的服务器，它们更适合更专业的用例。

与刀片服务器一样，砖块服务器专为高密度计算环境而设计，在这种环境中，尺寸和效率至关重要。然而，刀片服务器需要专门的机箱来存储各个刀片，而砖块服务器完全独立，可以轻松堆叠在更标准的服务器机架上。

砖块服务器比刀片服务器更紧凑，适应性更强。它们也能更好地与其他类型的软件和硬件兼容，但不像刀片服务器那样能够分享资源。

当企业需要运行应用程序时，如果这些应用程序对每平方英寸物理空间的算力要求比刀片服务器能提供的更高，那么他们通常会选择使用砖块服务器。

盒式服务器（又称“微服务器”），其体积相比刀片服务器和模块化服务器更为紧凑。事实上，此类服务器因类似于打印机墨盒的尺寸和形状而得名。

匣筒服务器具有许多与刀片服务器和砖块服务器相同的优点（尺寸、效率、可扩展性），但规模更小。匣筒服务器专用于高度专业化的计算环境，例如某些类型的网络服务、托管、视频转码、大数据分析等。

混合服务器是虚拟化与本地部署服务器资源的组合。这种架构允许企业在云中根据需要充分利用服务器资源，同时仍保留本地部署服务器的资源。

通常，寻求对服务器环境进行高水平控制和管理的企业依赖于刀片服务器。而想要优先考虑云的可扩展性和灵活性的企业通常会选择混合服务器解决方案。