Server leistung: Überlegungen zur Leistung von Serverhardware

Überlegungen zur Leistung von Serverhardware

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  01/28/2023
• 6 Minuten Lesedauer
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Der folgende Abschnitt enthält wichtige Aspekte, die Sie bei der Wahl Ihrer Serverhardware berücksichtigen sollten. Diese Richtlinien helfen Ihnen dabei, Leistungsengpässe zu beseitigen, die ansonsten unter Umständen die Leistung des Servers beeinträchtigen.

Verwenden Sie für Server 64-Bit-Prozessoren. 64-Bit-Prozessoren verfügen über einen deutlich größeren Adressraum und werden für Windows Server 2022 vorausgesetzt. Es steht keine 32-Bit-Edition des Betriebssystems zur Verfügung, 32-Bit-Anwendungen können jedoch unter dem 64-Bit-Betriebssystem Windows Server 2022 ausgeführt werden.

Zur Erhöhung der Rechenleistung eines Servers können Sie einen Prozessor mit höher getakteten Kernen verwenden oder die Anzahl von Prozessorkernen erhöhen. Sollte die CPU die beschränkende Ressource des Systems sein, bietet ein Kern mit doppelter Frequenz in der Regel eine höhere Leistungsverbesserung als zwei Kerne mit einfacher Frequenz.

Bei Verwendung mehrerer Kerne ist keine perfekte lineare Skalierung zu erwarten, und bei aktiviertem Hyperthreading kann der Skalierungsfaktor ggf. sogar noch niedriger sein, da Hyperthreading auf der gemeinsamen Nutzung von Ressourcen des gleichen physischen Kerns basiert.

Wichtig

Stimmen Sie den Arbeitsspeicher und das E/A-Subsystem auf die CPU-Leistung ab (und umgekehrt).

Vergleichen Sie keine CPU-Frequenzen unterschiedlicher Hersteller und Prozessorgenerationen miteinander: Ein solcher Vergleich kann sich als irreführender Geschwindigkeitsindikator erweisen.

Achten Sie für Hyper-V darauf, dass der Prozessor die Adressübersetzung der zweiten Ebene (Second Level Address Translation, SLAT) unterstützt. Sie wird von Intel als EPT (Extended Page Tables) und von AMD als NPT (Nested Page Tables) implementiert. Ob dieses Feature vorhanden ist, können Sie auf Ihrem Server mithilfe von „SystemInfo.exe“ überprüfen.

Verwenden Sie große L2- oder L3-Prozessorcaches. Bei neueren Architekturen wie Haswell oder Skylake steht ein einheitlicher Last Level Cache (LLC) oder ein L4-Cache zur Verfügung. Die größeren Caches bieten im Allgemeinen eine bessere Leistung und spielen häufig eine wichtigere Rolle als die reine CPU-Frequenz.

Hinweis

Einige Systeme besitzen unter einer neuen Installation von Windows Server 2022 möglicherweise eine geringere Speicherleistung als unter Windows Server 2012 R2. Bei der Entwicklung von Windows Server 2022 wurde eine Reihe von Änderungen zur Verbesserung der Sicherheit und Zuverlässigkeit der Plattform vorgenommen. Einige Änderungen – etwa die standardmäßige Aktivierung von Windows Defender – führen zu längeren E/A-Pfaden, wodurch sich ggf. die E/A-Leistung bei bestimmten Workloads und Mustern verschlechtert. Microsoft rät davon ab, Windows Defender zu deaktivieren, da es sich dabei um eine wichtige Schutzebene für Ihre Systeme handelt.

Erhöhen Sie den Arbeitsspeicher, um Ihren Arbeitsspeicherbedarf zu decken.
Sollte Ihr Computer akut mehr Arbeitsspeicher benötigen, nutzt Windows Speicherplatz auf der Festplatte, um den Arbeitsspeicher des Systems durch sogenanntes Auslagern zu ergänzen. Zu viel Auslagerung beeinträchtigt die Leistung des gesamten Systems.
Berücksichtigen Sie zur Optimierung der Auslagerung die folgenden Richtlinien für die Platzierung der Auslagerungsdatei:

• Isolieren Sie die Auslagerungsdatei auf einer eigenen Speichervorrichtung, oder stellen Sie zumindest sicher, dass sie nicht die gleichen Speichervorrichtungen verwendet wie andere Dateien, auf die häufig zugegriffen wird. Platzieren Sie also beispielsweise die Auslagerungsdatei und die Betriebssystemdateien jeweils auf separaten physischen Laufwerken.

• Platzieren Sie die Auslagerungsdatei auf einem Laufwerk mit Fehlertoleranz. Im Falle eines Datenträgerfehlers kommt es bei einem Laufwerk ohne Fehlertoleranz wahrscheinlich zu einem Systemabsturz. Falls Sie die Auslagerungsdatei auf einem fehlertoleranten Laufwerk platzieren, bedenken Sie, dass Daten bei einem fehlertoleranten System häufig langsamer geschrieben werden, da die Daten an mehrere Orte geschrieben werden.

• Verwenden Sie mehrere Datenträger oder ein Datenträgerarray, wenn Sie zusätzliche Datenträgerbandbreite für die Auslagerung benötigen. Platzieren Sie nicht mehrere Auslagerungsdateien in verschiedenen Partitionen des gleichen physischen Laufwerks.

Unter Windows Server 2022 sollte für die primären Speicher- und Netzwerkschnittstellen PCI Express (PCIe) verwendet werden. Daher werden Server mit PCIe-Bus empfohlen. Verwenden Sie für Ethernetadapter mit 10 GB und mehr mindestens PCIe x8-Slots, um durch den Bus bedingte Geschwindigkeitseinbußen zu vermeiden.

Verwenden Sie Datenträger mit höherer Drehzahl, um wahlfreie Anforderung zu beschleunigen (um durchschnittlich etwa 2 ms zwischen Laufwerken mit 7. 200 U/Min und 15.000 U/Min) und die Bandbreite für sequenzielle Anforderungen zu erhöhen. Bei Datenträgern mit hoher Drehzahl müssen allerdings Faktoren wie Kosten, Energiebedarf und andere Aspekte berücksichtigt werden.

Für Unternehmen konzipierte 2,5-Zoll-Datenträger können pro Sekunde eine deutlich höhere Anzahl wahlfreier Anforderungen bewältigen als entsprechende 3,5-Zoll-Laufwerke.

Speichern Sie Daten, auf die häufig zugegriffen wird (insbesondere solche, auf die sequenziell zugegriffen wird) am Anfang des Datenträgers, da es sich hierbei grob um den äußersten (und somit schnellsten) Bereich handelt.

Die Zusammenfassung kleiner Laufwerke zu einigen wenigen Laufwerken mit hoher Kapazität kann sich insgesamt negativ auf die Speicherleistung auswirken. Die geringere Anzahl von Spindeln führt dazu, dass weniger Anforderungen parallel verarbeitet werden können, was unter Umständen einen geringeren Durchsatz und längere Antwortzeiten zur Folge hat (abhängig von der Workloadintensität).

Der Einsatz von SSDs und Flashdatenträgern mit hoher Geschwindigkeit ist hilfreich bei Datenträgern mit hoher E/A-Rate oder wartezeitempfindlicher E/A, von denen hauptsächlich gelesen wird. SSDs oder Flashdatenträger eignen sich gut als Startdatenträger, da sie die Startzeit erheblich verbessern können.

NVMe-SSDs bieten eine überragende Leistung mit höherer Befehlswarteschlangentiefe, effizienterer Interruptverarbeitung und höherer Effizienz für 4-KB-Befehle. Dies ist insbesondere in Szenarien mit intensiver simultaner E/A hilfreich.

Der folgende Abschnitt enthält die empfohlenen Merkmale für Netzwerk- und Speicheradapter für Hochleistungsserver. Mit diesen Einstellungen können Sie verhindern, dass Ihre Netzwerk- oder Speicherhardware bei hoher Auslastung zu einem Engpass wird.

Verwendung zertifizierter Adapter

Verwenden Sie einen Adapter, der die Tests der Windows-Hardwarezertifizierung bestanden hat.

64-Bit-Fähigkeit

64-Bit-fähige Adapter können direkte Speicherzugriffsvorgänge (Direct Memory Access, DMA) für große physische Speicherorte (größer als 4 GB) ausführen. Sollte der Treiber keine DMA-Vorgänge mit einer Größe von mehr als 4 GB unterstützen, wird die E/A vom System unter Verwendung eines physischen Adressraums mit weniger als 4 GB doppelt gepuffert.

Kupfer- und Glasfaseradapter

Kupferadapter bieten in der Regel die gleiche Leistung wie ihre Glasfaser-Pendants, und bei einigen Fibre Channel-Adaptern sind sowohl Kupfer als auch Glasfaser verfügbar. Manche Umgebungen eignen sich besser für Kupferadapter, während andere Umgebungen besser für Glasfaseradapter geeignet sind.

Adapter mit zwei oder vier Ports

Adapter mit mehreren Ports sind hilfreich bei Servern mit einer begrenzten Anzahl von PCI-Slots.

Einige Adapter verfügen über zwei oder vier SCSI-Busse auf einer einzelnen Adapterkarte, um SCSI-Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl von Datenträgern zu behandeln, die mit einem SCSI-Bus verbunden werden können. Bei Fibre Channel-Adaptern kann in der Regel eine unbegrenzte Anzahl von Datenträgern mit dem Adapter verbunden werden (es sei denn, sie befinden sich hinter einer SCSI-Schnittstelle).

Bei SAS-Adaptern (Serial Attached SCSI) und SATA-Adaptern (Serial ATA) ist die Verbindungsanzahl ebenfalls eingeschränkt. Das liegt an der seriellen Art der Protokolle. Sie können jedoch Switches verwenden, um weitere Datenträger zu anzuschließen.

Dieses Feature ist bei Netzwerkadaptern für Lastenausgleichs- oder Failoverszenarien vorhanden. Durch die Verwendung von zwei Netzwerkadaptern mit jeweils einem einzelnen Port lässt sich bei der gleichen Workload in der Regel eine bessere Leistung erzielen als mit einem einzelnen Netzwerkadapter mit zwei Ports.

Die Beschränkung des PCI-Busses kann bei Adaptern mit mehreren Ports ein bedeutender limitierender Faktor für die Leistung sein. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, sie in einem hochleistungsfähigen PCIe-Slot mit ausreichender Bandbreite zu platzieren.

Interruptüberprüfung

Einige Adapter können moderieren, wie häufig sie die Hostprozessoren unterbrechen, um eine Aktivität oder deren Abschluss anzugeben. Die Interruptüberprüfung hat häufig eine Verringerung der CPU-Auslastung auf dem Host zur Folge. Sie muss jedoch auf intelligente Weise erfolgen, da sich sonst unter Umständen die Wartezeit erhöht.

RSS ermöglicht die Skalierung der Paketempfangsverarbeitung auf der Grundlage der Anzahl verfügbarer Computerprozessoren. Dies ist insbesondere bei einem Ethernet mit einer Geschwindigkeit von 10 GB oder mehr von Bedeutung.

Auslagerungsfunktion und andere erweiterte Features wie etwa MSI-X (Message Signaled Interrupt)

Auslagerungsfähige Adapter tragen zur Verringerung der CPU-Auslastung und somit zur Verbesserung der Leistung bei.

Dynamische Umleitung von Interrupts und DPCs (Deferred Procedure Calls)

Unter Windows Server 2022 können PCIe-Speicheradapter Interrupts und DPCs dank NUMA-E/A dynamisch umleiten. Darüber hinaus trägt das Feature bei Multiprozessorsystemen zur Verbesserung von Workloadpartitionierung, Cachetrefferraten und der Interconnect-Nutzung der Onboardhardware bei E/A-intensiven Workloads bei.

Weitere Informationen

• Server Hardware Power Considerations (Überlegungen zum Energiebedarf von Serverhardware)
• Übersicht über die Energie- und Leistungsoptimierung für Windows Server
• Optimierung der Prozessorenergieverwaltung (PPM) für den Windows Server-Energiesparplan

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computer that provides the site.

A server is specialized hardware (usually a business computer or workstation) designed to run service software without human intervention. In translation from English, serve is to serve, and server is a service executing, that is, service equipment or software.

The main rule of a server that distinguishes it from a regular computer is autonomy. That is, human participation is not required. A person only performs initial configuration, periodic hardware maintenance and maintenance in emergency situations. nine0003

Speaking in human terms, a server is a computer that processes user commands for their correct execution. This is a kind of intermediate stage between the user’s action and the program’s response to this action.

What is a server

A server can be either a separate office computer (similar to a regular PC) or an entire station containing many hardware units. Often, single company computers are used to perform internal company tasks (for example, working with databases, computing operations, sending and receiving internal mail). nine0003

If the capacity of one server is not enough and additional ones need to be connected, stations are used, which are vertical racks with many hardware units. For example, in large companies, data centers or hosting providers.

Such companies have separate server rooms where all the equipment is located. A certain level of humidity, temperature, dust content is maintained in the premises, fire safety measures are provided, etc.

Server stations can be used both for performing tasks within the company and for renting out servers. For example, for site hosting.

In fact, a server is the same computer, only with better hardware components (RAM, processors, hard drives, etc.). Input and output devices (monitor, keyboard, mouse) are not required to perform operations, they are only needed for configuration and maintenance. For correct operation, a constant power supply, access to the network and the health of the equipment are required. nine0003

How the server works

What does the server do? What exactly is his role? These and other similar questions often arise in the minds of people.

The server operation algorithm is as follows:

1. First, the user makes a request, executes a command (most often this is pressing a button).
2. Information about its action is sent to the server and processed by the equipment.
3. After that, in accordance with the program settings, the system displays this or that information on the monitor. nine0034

For example, a user enters a username and password on a website, and then clicks the «Login» button. The information is sent to the server, where the correctness of the entered data is checked. If they are entered incorrectly, the user will see an error notification. If the data is specified correctly, the user will be taken to his «Personal Account».

What servers are used for

The main purpose of servers is to provide access to information and programs to third parties. For example, providing company employees with access to a CRM system. Or the possibility of joint work and interaction of employees from different branches (cities, countries). Or user interaction with an Internet resource, online game, application, database, etc. All this requires servers. nine0003

Types of servers

All servers are divided into several types depending on what task they are designed to perform.

Online server (or web server)

Used to share the site. Such equipment must have constant access to the Internet so that at any time of the day a person from anywhere in the world can access the web resource. All sites hosted on the Web use online servers that accept user requests via the HTTP protocol and are conductors between the user and the resource. nine0003

Mail Server

Responsible for sending email between users. The sender writes a letter and clicks the «Send» button. The information goes to the mail server, where the recipient’s address is indexed. After that, the message is sent to the desired address and the recipient can read it. Mail servers are different (for example, Exim, Postfix, Sendmail) and can interact with each other by exchanging information.

File Server

Used to share network files with other computers. That is, people from different PCs can exchange files with each other (upload, download) or access data stored on the server. In such situations, the server hardware must have enough hard disk space to store documents, images, videos, etc. FTP is used to exchange files.

Database servers

Almost all programs use databases. For example, to store information about all accounts (personal data, logins, passwords, etc.). The database servers act as this repository. For the correct processing of some user requests (for example, authorization on the site), it is required to verify the data with those available in the database. Depending on the compliance / non-compliance, the system gives one or another response (login to your personal account or notification that the login or password was entered incorrectly). nine0003

Proxy server

This is still the same online server, only it acts as an intermediary between the user and the end server. That is, the user’s request will not be executed directly, but through a proxy server. In this case, the information can be changed (both the request itself and the response). The use of proxy servers allows you to maintain user anonymity, protect your computer from attacks, etc.

Print Server

This is software or hardware that allows multiple users to share the same printer. An example would be multiple computers connected to the same printer in an office. nine0003

Game server

These devices are used by companies that develop and support online games. The equipment must withstand the load when hundreds, thousands and even millions of players are in the game at the same time (depending on the popularity of the game). All actions of players and information exchange are carried out through game servers. In online games, an important role is given to the speed of information processing so that players interact with each other in real time (with minimal delays). nine0003

Remote and local servers

In addition to being divided by the type of tasks performed, servers are also divided into two groups: remote and local. The name speaks for itself. A remote server is equipment that is accessed remotely (for example, via the Internet). That is, the owner does not have access to the hardware itself. Local — server hardware to which there is direct access.

An example of a remote server is website hosting purchased from hosting providers. The owner of the resource does not have direct access to the equipment, but can only manage hosting remotely. This is convenient, since you do not have to worry about the safety and performance of iron. At the same time, the cost of its use is quite low. An example of a local server is a server located on the company’s premises and performing internal tasks. nine0003

A server is a piece of equipment that processes and responds to user requests. Pressing each button on the site activates the server hardware. This is an important element, without which there would be neither the Internet, nor programs that work with various information, nor the ability to interact with other users.

What is a server? What are the key features of servers

What is the difference between a server and a PC?

With a similar internal structure of the server and PC (power supply, processor, hard drives, etc.), server components have certain differences and, due to the features of their functionality, have increased reliability, stability, power, and scalability.
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Differences of server components

Server processors

Server processors differ from PC processors in several ways:

• Supports significantly larger amounts of RAM
• Provide higher memory bandwidth
• Support more RAM channels
• High performance per cycle
• Has more threads and contains many more cores (up to 64)

So, if Windows 10 in an office computer can handle 2 TB of RAM, then Windows Server using a server processor can already handle 24 TB of RAM.

Server RAM

Server RAM has a higher bandwidth. A mandatory requirement is to support ECC (Error Correction Code) technology. This technology is able to detect and correct emerging data errors in memory bits.
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To improve server performance, it is recommended to use buffered RAM.

The buffer chip located in the module processes the information received from the processor. The buffer chip then sends this information to other chips in the RAM module. Such buffering allows you to centralize the sending of information from the CPU to the RAM chips, greatly simplify the interaction between the processor and RAM, and increase the number of simultaneous memory operations.
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Server storage media

Due to the fact that server storage drives produce a large number of read-write cycles during operation, it is especially important for them to have higher reliability.

To achieve fault tolerance and extend the service life of server storage drives, technologies are used to store data checksums, replace bad cells and level the wear of flash memory cells.
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For servers, special server versions of HDD, SSD and NVMe data drives are used. They are controlled by one or more controllers, and they can be changed without turning off the device using the «hot swap» function.

Types and models of servers

The various possible applications have given rise to a large number of types and types of servers.

Terminal Server	A high-performance device with a server operating system to which client PCs are connected. Sessions are created for each user, within which they run applications. Users control the keyboard and mouse to work remotely with applications and receive a remote desktop image in return.	DEPO Storm 3450Z2 Server Productive server, recommended for use as a virtualization server, cluster compute node, resource-intensive application server and for creating cloud infrastructures
Game server	The device performs connecting functions between users who run the game in multiplayer mode and are simultaneously in the virtual world. Due to the high popularity of multiplayer games, many players connect to game servers. Therefore, the server needs to provide high performance and the ability to withstand large peak loads. nine0150	DEPO Storm 3450K4 Server Usually made to order according to the requirements of the client — a company that develops multiplayer games
Video server	It is used to organize video hosting, where users can store clips, films, video recordings. The convenience of such services is obvious: users can exchange video files without using their own disk space and without wasting Internet traffic for distribution. Some of the popular video hosting sites are YouTube and RuTube. They store hundreds and thousands of terabytes of video information and, of course, they are built on powerful server hardware. nine0150	DEPO Storm Server 3450A2 High-performance server optimized to host DBMS, ERP and financial systems, e-commerce services and other applications with frequently changing data.
File server	It is deployed in the corporate network and allows you to restrict access to shared resources of the enterprise. This allows company employees to use general information in their work, exchange data on production and order processing, communicate on a local network, and much more. nine0150	DEPO Storm Server 1450V2 A new single-processor server in a 2U chassis, optimal for creating file and mail servers, small databases, and for solving low resource-intensive tasks.
Mail server	The name itself already indicates that this type of server works with electronic mail messages. In addition to forwarding and storing letters, it filters spam, sorts messages into folders, prioritizes messages by importance, sorts and searches for data in mail. The most popular mail servers are Yandex, Mail.ru, Gmail. Many large companies set up their own corporate mail server to ensure the confidentiality and reliability of storing and forwarding data in emails. nine0150	DEPO Storm Server 1420V2 A budget single-processor server in a 2U case is optimal for creating mail servers, databases and file archives in small companies and branches.
Network Gateway	When installing the Specialized Software, it can provide access to the Internet, provide access control and protection against visiting malicious sites. nine0150	DEPO Stream 1040C2X Network Server Budget NFV server for creating environments for managing network infrastructures of branches and PBXs, as well as for organizing entry-level firewalls
VPN server	Virtual Private Network is a secure private network created using a VPN server. On 15 марта, 2023 By alexxlab Sonstig