Arquitectura del gabinete modular Dell PowerEdge … Dell Way Round Rock, Texas 78682 Arquitectura...

One Dell Way Round Rock, Texas 78682

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Arquitectura del gabinete modular Dell PowerEdge M1000e

Enero de 2008 Por John Loffink, ingeniero y creador de estrategias

Estas notas del producto sólo tienen fines informativos y pueden contener errores tipográficos e imprecisiones técnicas. El contenido se proporciona "tal cual", sin garantías expresas ni implícitas de ningún tipo.

Notas técnicas para empresas de Dell

Contenido Beneficios principales 2 Resumen 2 Índice de figuras 3 Índice de tablas 3 Acrónimos y definiciones 4 Antecedentes 7 Módulos del servidor 7

Plano medio y E/S del PowerEdge M1000e 17 Alimentación 28 Refrigeración 34 Administración de sistemas 37 Conclusión 42 Agradecimientos 42

Beneficios principales

• 16 módulos de servidor • Estructuras de E/S 3x2 (redundantes) • Alimentación redundante • Refrigeración redundante • Controladoras redundantes de administración de chasis • Interfaz iKVM de Avocent • Panel de control LCD

Resumen

El gabinete de servidor modular Dell PowerEdge M1000e constituye un avance en materia de arquitectura de servidores empresariales. El gabinete y sus componentes surgen de un diseño innovador que se creó desde cero y que incorpora los últimos avances tecnológicos de alimentación, refrigeración, E/S y administración. Estas tecnologías están alojadas en un paquete de gran densidad de racks de alta disponibilidad, que integra racks estándar de 1000 m de profundidad de Dell y de terceros.

El gabinete tiene una altura de 10U y admite: • Hasta 16 módulos de servidor. • Hasta 6 módulos de interconexión de E/S de red y almacenamiento. • Un plano medio pasivo de alta velocidad conecta los módulos del servidor en el frente, y la

alimentación, la E/S y la infraestructura de administración en la parte posterior del gabinete. • En la actualidad, las opciones integrales de E/S admiten enlaces dobles de 20 gigabits por

segundo (con InfiniBand de 4x DDR) y, en el futuro, admitirán dispositivos de E/S de ancho de banda aún mayor, cuando estas tecnologías estén disponibles. Esto proporciona una conectividad de módulos del servidor de alta velocidad a la red y al almacenamiento en el presente y en el futuro.

• Las completas funciones de administración de alimentación, incluida la entrega de alimentación compartida para garantizar la capacidad plena de las fuentes de alimentación, están disponibles en todos los módulos del servidor.

• Amplia capacidad de administración, incluida la conectividad privada de administración de bajo nivel Ethernet, serial y USB, entre la controladora de administración de chasis (CMC), el conmutador de teclado/video/mouse y los módulos del servidor.

• Hasta dos controladoras de administración de chasis (CMC, la primera es estándar y la segunda brinda redundancia opcional) y un conmutador integrado opcional de teclado/video/mouse (iKVM).

• Hasta 6 fuentes de alimentación redundantes conectables en caliente y 9 módulos redundantes de ventiladores N+1 conectables en caliente.

• Panel de control frontal del sistema con panel LCD y dos conexiones de teclado/mouse USB y una de "equipo de resucitación" de video.

Índice de figuras

Figura 1 Posibles tamaños de los módulos del servidor, vista del panel frontal.....................................................................8 Figura 2 Ejemplos de configuraciones de los módulos del servidor..................................................................................8 Figura 3 Arquitectura del servidor modular de dos sockets...............................................................................9 Figura 4 Tarjeta intermedia de E/S de estructura del servidor modular, canal de fibra de 4 Gbps..................................10 Figura 5 Servidor modular M600 de dos sockets con procesador Intel....................................................13 Figura 6 Servidor modular M605 de dos sockets con procesador AMD....................................................13 Figura 7 Vista del panel frontal del servidor modular de media altura.....................................................................14 Figura 8 Extracción del servidor modular........................................................................................................15 Figura 9 Vista frontal del PowerEdge M1000e..............................................................................................17 Figura 10 Vista frontal del plano medio del PowerEdge M1000e..............................................................................................19 Figura 11 Vista posterior del plano medio del PowerEdge M1000e..............................................................................................20 Figura 12 Arquitectura de E/S de alta velocidad..................................................................................................21 Figura 13 Posible ruta de crecimiento 10GE..................................................................................................23 Figura 14 Ancho de banda del sistema del servidor modular PowerEdge M1000e...................................................23 Figura 15 Vista posterior del PowerEdge M1000e..............................................................................................25 Figura 16 Diferencia entre los módulos de conmutadores y de acceso directo.....................................................26 Figura 17 Módulo de E/S, acceso directo de Ethernet Gigabit de Dell PowerEdge............................................26 Figura 18 Módulo de E/S, conmutador de Ethernet Gigabit de Dell PowerEdge............................................26 Figura 19 Sistema de alimentación PDU de una sola fase del PowerEdge M1000e.......................................................30 Figura 20 Sistema de alimentación PDU de tres fases del PowerEdge M1000e.......................................................30 Figura 21 Fuente de alimentación de 2360 vatios del PowerEdge M1000e.....................................................................31

Figura 22 Modos de redundancia de alimentación....................................................................................................32 Figura 23 Arquitectura de la alimentación.................................................................................................................33 Figura 24 Ventilador del PowerEdge M1000e.........................................................................................................34 Figura 25 Perfil del aire de refrigeración de los módulos del servidor.......................................................................................35 Figura 26 Perfil del aire de refrigeración de los módulos de E/S.............................................................................................35 Figura 27 Perfil del aire de refrigeración de las fuentes de alimentación........................................................................................36 Figura 28 Diagrama de bloques simplificado de la arquitectura de administración del sistema..........................................37 Figura 29 Controladora de administración del chasis del PowerEdge M1000e........................................................38 Figura 30 Panel frontal de la controladora de administración del chasis.......................................................................38 Figura 31 Módulo iKVM del PowerEdge M1000e.......................................................................................40 Figura 32 Panel frontal iKVM...................................................................................................................41 Figura 33 Posición empotrada del panel LCD del PowerEdge M1000e.............................................................41 Figura 34 Panel LCD en uso del PowerEdge M1000e.............................................................42 Figura 35 Ejemplos de gráficos de LCD..........................................................................................................42

Índice de tablas

Tabla 1 Opciones de estructuras B y C de las tarjetas intermedias de E/S de las estructuras de servidores modulares............................................11 Tabla 2 Configuraciones típicas de las estructuras de los servidores modulares.......................................................................12 Tabla 3 Dimensiones del servidor modular de media altura.................................................................................13 Tabla 4 Opciones de módulos del servidor de media altura........................................................................................16 Tabla 5 Parámetros y características del sistema modular PowerEdge M1000e...........................................18 Tabla 6 Comparación relativa de E/S de alta velocidad estándar de la industria.................................................22 Tabla 7 Opciones de módulos de E/S de Ethernet....................................................................................................27 Tabla 8 Opciones de módulos de E/S de canal de fibra...........................................................................................27 Tabla 9 Opción de módulo de E/S de InfiniBand...................................................................................................28

Tabla 10 Reducción típica de cables y altura de racks del sistema de servidor modular..................................28 Tabla 11 Opciones de PDU de una sola fase y de tres fases del PowerEdge M1000e......................................29

Acrónimos y definiciones

1000BASE‐KX: estándar IEEE de transmisión de Ethernet de 1 Gbps sobre planos posteriores 1000M: Ethernet de 1000 megabits por segundo 100BaseT: Ethernet de 100 megabits por segundo sobre par trenzado 100M: Ethernet de 100 megabits por segundo 10GBASE‐KR: estándar IEEE de transmisión de Ethernet de 10 Gbps sobre planos posteriores mediante un par diferencial de canales 10GBASE‐KX4: estándar IEEE de transmisión de Ethernet de 10 Gbps sobre planos posteriores mediante 4 pares diferenciales de canales 10GE: Ethernet 10 Gigabit 10M: Ethernet de 10 megabits por segundo 3G: 3 Gbps 4G: 4 Gbps 6G: 6 Gbps 8G: 8 Gbps AC: corriente alterna ACI: interfaz de consola analógica ASIC: circuito integrado para aplicaciones específicas Bel: 10 decibeles BER: tasa de errores de bits BMC: controladora de administración de tarjeta madre CD: disco compacto CERC6: versión 6 rentable de la controladora RAID CFM: pie cúbico por minuto CIM: modelo de información común CMC: controladora de administración de chasis CLI: interfaz de línea de comandos CPU: unidad central de procesamiento DDR: velocidad de datos doble DDR2: memoria dinámica de acceso aleatorio de velocidad de datos doble 2 DHCP: protocolo de configuración dinámica de host DIMM: módulo de memoria de línea de entrada dual DVD: disco de video digital ECC: código de corrección de errores EIA: Electronic Industries Alliance FBDIMM: DIMM de almacenamiento completo en búfer FC: canal de fibra FP: potencia máxima GB: gigabyte Gbps: gigabits por segundo GE: Ethernet Gigabit Gen1: generación 1 Gen2: generación 2

GPIO: E/S para propósitos generales GUI: interfaz gráfica de usuario HA: alta disponibilidad HBA: adaptador de bus de host HCA: adaptador de controladora de host HDD: unidad de disco duro HPCC: clúster de computación de alto rendimiento IB: InfiniBand ICH: concentrador de la controladora de entrada/salida E/S: entrada/salida iDRAC: controladora integrada de acceso remoto Dell iKVM: KVM integrado E/S: entrada/salida IOH: concentrador de entrada/salida IOM: módulo de entrada/salida IPC: comunicaciones entre procesos IPMI: interfaz de administración inteligente de plataformas IPv6: versión 6 de protocolo de Internet IR: RAID integrada iSCSI: Internet SCSI ISO: Organización internacional de normalización KVM: teclado, video y mouse LAN: red de área local LCD: pantalla de cristal líquido LED: diodo emisor de luz LOM: LAN en tarjeta madre LR: largo alcance LV: bajo voltaje Mbps: megabits por segundo NIC: tarjeta de interfaz de red MB: megabyte MCH: concentrador de controladora de memoria MHz: megahercio MV: voltaje medio N+0: N (1, 2, 3...) más cero, sin tolerancia a fallas N+1: N (1, 2, 3...) más uno, tolerancia a fallas con una unidad de respaldo N+N: N (1, 2, 3...) más N (1, 2, 3...) con N unidades de respaldo NPIV: virtualización de identificadores de puertos de red OPSF: abrir primero la ruta más corta OS: sistema operativo PCIe: PCI Express o interconexión rápida de componentes periféricos PDU: unidad de distribución de alimentación PMBus: bus de administración de energía QDR: velocidad de datos cuádruple QOS: calidad del servicio R2: versión 2 RACADM: controladora y administrador de acceso remoto

RAID: arreglo redundante de discos de bajo costo RIP: protocolo de información de enrutamiento SAN: red de área de almacenamiento SAS: interfaz estándar de equipos pequeños conectados en serie o SCSI serial SAS6/IR: tarjeta de E/S SAS 6 con RAID integrado SATA: tecnología avanzada de conexión en serie o serial ATA SDDC: corrección de datos de dispositivo único SDR: velocidad de datos única SFP: transceptor conectable de factor de forma pequeño SMASH‐CLP: arquitectura de administración de sistemas para protocolo de línea de comandos de hardware de servidores SNMP: protocolo simple de administración de redes SOL: serial sobre LAN SR: corto alcance SSH: shell seguro SSL: capa de sockets seguros TCP/IP: protocolo de control de transmisión/protocolo de Internet TFTP: protocolo trivial de transferencia de archivos TOE: motor de descarga TCP/IP USB: bus serie universal VGA: arreglo para gráficos de video vKVM: KVM virtual VLAN: LAN virtual vMedia: medios virtuales VRRP: protocolo de redundancia de enrutador virtual W2K3: sistema operativo de Windows Server 2003 WOL: Wake On LAN WSMAN: servicios web para administración XML: lenguaje de marcado extensible XFP: transceptor conectable de factor de forma pequeño de 10 Gigabit

Antecedentes

TODO SE TRATA DE LA EFICIENCIA. El nuevo PowerEdge M1000e está diseñado para ayudarlo a obtener más eficiencia en materia de tiempo, alimentación y refrigeración, inversión y rendimiento del sistema. Es un diseño innovador, con patente en trámite y creado por Dell, que maximiza la flexibilidad, la eficiencia térmica y energética, así como la disponibilidad, el rendimiento y la manejabilidad de todo el sistema. El chasis integra las últimas tecnologías de administración, E/S y alimentación y refrigeración en un paquete modular fácil de usar. Diseñado desde un principio para admitir las generaciones presentes y futuras de tecnologías de servidores, almacenamiento, redes y administración, el PowerEdge M1000e tiene la capacidad necesaria de ampliar su entorno para el futuro.

La solución de gabinete de servidor modular PowerEdge M1000e es compatible con módulos del servidor, redes, almacenamiento y módulos de interconexión de clústeres (módulos de conmutadores y de acceso directo), un plano medio pasivo de alto rendimiento y alta disponibilidad que conecta los módulos de servidor a los componentes de la infraestructura, las

fuentes de alimentación, los ventiladores, el KVM integrado y las controladoras de administración de chasis (CMC). El PowerEdge M1000e utiliza componentes redundantes conectables en caliente en toda su estructura para brindar un tiempo de actividad máximo.

Mediante la introducción de nuevos niveles de capacidad modular a la computación basada en servidores, el PowerEdge M1000e ofrece opciones idénticas y simétricas de estructuras B y C para cada servidor modular. Los conmutadores de E/S de Ethernet admiten submódulos de E/S que proporcionan flexibilidad externa de E/S de puertos de apilamiento, de puertos de cobre 10GE o de puertos ópticos 10GE. La verdadera capacidad modular en el nivel de los sistemas y los subsistemas brinda simplicidad para la expansión y las mejoras, ahora y en el futuro.

Módulos del servidor

Prácticamente ilimitado en su capacidad de ampliación, el gabinete PowerEdge M1000e brinda una flexibilidad óptima en las arquitecturas de procesadores y chipsets del servidor. Las arquitecturas de servidores Intel y AMD están planeadas para su incorporación dentro de la infraestructura, mientras que las avanzadas definiciones eléctricas, mecánicas y de interfaces de software habilitan la compatibilidad con varias generaciones de servidores, además de su capacidad de expansión.

El gabinete PowerEdge M1000e admite hasta 16 módulos del servidor de media altura, cada uno de los cuales ocupa una ranura a la que se accede en el frente del gabinete. Los módulos del servidor que no poseen un factor de forma estándar de media altura también se admitirán en el futuro y ocuparán alturas completas de ranuras, anchos dobles de ranuras, o ambos. Las ranuras mecánicas dentro del gabinete admiten servidores que poseen el doble de altura y/o de anchura que el módulo de media altura, como se muestra en la figura 1.

Los módulos del servidor se pueden ubicar libremente dentro de cada cuadrante de media altura de 2x2. El diseño mecánico del PowerEdge M1000e posee estructuras de soporte para módulos del servidor de media altura ubicados encima o debajo de los módulos de servidor de ancho doble, y para módulos de servidor de media altura ubicados al lado de los de altura completa, como se muestra en la figura 2.

Los dos primeros servidores modulares disponibles para el gabinete modular PowerEdge M1000e son los sistemas de media altura compatibles con 8 DIMM y 2 sockets de CPU, con dos ranuras de discos duros de 2,5 pulgadas conectables en caliente y dos tarjetas intermedias de estructura flexible, además de dos LAN de Ethernet Gigabit 1 integradas en la tarjeta madre (LOM). Un diagrama de bloques simplificado de la arquitectura del servidor modular PowerEdge M600, basado en la arquitectura de procesador/chipset Intel, se muestra en la figura 3.

Half Height Server Module

Full Height Server Module

Full Height Server Module

Double Width Server Module

Blade 15

Blade 16

Double Width Server Module

Full Height and Double Width Server Module




Figura 1 Posibles tamaños de los módulos del servidor, vista del panel frontal

Figura 2 Ejemplos de configuraciones de los módulos del servidor

Procesadores del servidor

La primera generación de módulos del servidor de media altura admite la gama completa de procesadores de dos y cuatro núcleos, en perfiles de bajo voltaje (40‐68 W), medio voltaje (80‐95 W) y de potencia completa (120 W). Es posible que se apliquen algunas restricciones de memoria a los procesadores de cuatro núcleos de potencia completa de 120 W en función de la configuración de potencia y las capacidades de refrigeración del sistema. Se admiten tanto las arquitecturas de procesadores AMD como Intel.

Memoria del servidor

La memoria admitida en la primera generación de módulos del servidor de media altura está formada por 8 ranuras DIMM. Las arquitecturas basadas en Intel utilizan tecnología de módulos DIMM de almacenamiento completo en búfer, mientras que las arquitecturas basadas en AMD

utilizan tecnología DIMM DDR‐2. Los diseños basados en Intel y AMD son compatibles con intercalación (sincronía en dos vías), ECC, dispersión de memoria

Blade Front Panel

Memory Controller Hub

Processor 1 Processor 2

667

MH

z FB

DIM

M

I/O Controller Hub

SAS RAID/ SATA

Option card

SA

S/

SA

TA

HD

D

SA

S/

SA

TA

HD

D

Fabric B mezzanine

Fabric C mezzanine

GigE LOMs w/

TOE

iDRAC

Video

8 GB/s

8 GB/s

8 GB/s

8 GB/s

Mid

plan

e C

onne

ctor

PCIe x8 lane

PCIe x8 lane

PCIex4 lane

Fabric B4x2

lanes

Fabric AGEx2

2:1 Ethernet

100 Mbps

TDM Serial Bus,Discrete IO

OptionalSATA

VGA

Power Button

USB 2.0 (2)

Status Indicator

Fabric C4x2

lanes

Ethernet 100M (2)

USB

To I/OModules

To iKVM

To CMC

GigE LOM w/TOE

PCIe x4 lane

667

MH

z FB

DIM

M

667

MH

z FB

DIM

M

667

MH

z FB

DIM

M667

MH

z FB

DIM

M66

7 M

Hz

FBD

IMM

667

MH

z FB

DIM

M66

7 M

Hz

FBD

IMM

Figura 3 Arquitectura del servidor modular de dos sockets

y ChipKill/SDDC. El diseño PowerEdge M600 basado en Intel es compatible con la replicación de memoria. La compatibilidad con una variedad de capacidades DIMM, que va desde 512 MB hasta 8 GB, hace que cada módulo del servidor pueda tener un máximo de 64 GB de memoria.

E/S del servidor Cada módulo del servidor se conecta a topologías tradicionales de red y también ofrece ancho de banda suficiente para actualizaciones a lo largo del ciclo de vida de los productos de varias generaciones. La integración de estructuras de E/S abarca redes, almacenamiento y comunicaciones entre procesos (IPC). Para comprender la arquitectura del PowerEdge M1000e, primero es preciso definir cuatro términos clave: estructura, canal, enlace y puerto.

La estructura se define como el método de codificación, transporte y sincronización de datos entre dispositivos. Ejemplos de estructuras: Ethernet Gigabit (GE), canal de fibra (FC) o

InfiniBand (IB). Las estructuras se transportan dentro del sistema PowerEdge M1000e, entre el módulo del servidor y los módulos de E/S a través del plano medio. También se transportan al mundo exterior a través de interfaces ópticas o de cobre físicas en los módulos de E/S.

El canal se define como una sola ruta de transporte de datos de estructura entre dispositivos de extremo de E/S. En las interfaces seriales de alta velocidad modernas, cada canal está compuesto por un par diferencial de transmisión y otro de recepción. En realidad, un canal único son cuatro alambres en un cable o trazas de cobre en una placa de circuitos impresa, una señal positiva de transmisión, una señal negativa de transmisión, una señal positiva de recepción y una señal negativa de recepción. La señalización de par diferencial brinda mejor inmunidad ante ruidos para estos canales de alta velocidad. Los estándares de estructuras emplean terminología diversa para referirse a los canales. PCIe los llama canales, InfiniBand los llama canales físicos y el canal de fibra y Ethernet los llaman enlaces.

El enlace se define aquí como un conjunto de canales de varias estructuras utilizado para formar una única ruta de transporte de comunicación entre dispositivos de extremo de E/S. Ejemplos: PCIe de dos, cuatro y ocho canales o 10GBASE‐KX4 de cuatro canales. PCIe, InfiniBand y Ethernet a esto le llaman enlace. Aquí, se ha hecho una diferenciación entre canal y enlace para evitar confusiones respecto del uso que le da Ethernet al término enlace, tanto para transportes de estructura de canal único o múltiple. Algunas estructuras, como el canal de fibra, no definen los enlaces, porque simplemente ejecutan varios canales como transportes individuales para aumentar el ancho de banda. Tal como se lo define aquí, un enlace proporciona sincronización entre varios canales, de modo que actúan juntos de manera eficaz como un transporte único.

El puerto se define como la interfaz física de extremo de E/S de un dispositivo hacia un enlace. Un puerto puede tener conectado uno o varios canales de estructura de E/S.

Existen tres estructuras de alta velocidad admitidas por módulo del servidor de altura media PowerEdge M1000e, con dos estructuras flexibles que utilizan conexión opcional de tarjetas intermedias en el servidor. Los puertos en el módulo del servidor se conectan mediante el plano medio a los módulos de E/S (IOM) asociados en la parte posterior del gabinete, que a su vez, se conectan a las redes LAN/SAN/IPC del cliente.

Figura 4 Tarjeta intermedia de E/S de estructura del servidor modular, canal de fibra de 4 Gbps

La primera estructura integrada de alta velocidad (estructura A) está formada por LOM doble Gigabit Ethernet y sus IOM asociados en el chasis. Las LOM están basadas en la controladora Ethernet Broadcom 5708 NetXtreme II, de modo que son compatibles con el motor de descarga TCP/IP (TOE) y la capacidad de inicio iSCSI. Además, según la planificación, se prevé que a principios de 2008 exista compatibilidad con capacidad plena HBA iSCSI con descarga completa de protocolos y con una gama más amplia de inicio de sistemas operativos. Si bien, en principio, los servidores lanzados en esta serie

poseen una configuración doble de LOM GE, el plano medio del sistema está diseñado para admitir en el futuro hasta cuatro LOM GE en el factor de forma de media altura.

Las estructuras configuradas del cliente opcionales se admiten mediante el agregado de hasta dos tarjetas intermedias de E/S de doble puerto. Cada módulo del servidor de media altura admite dos conectores idénticos de tarjetas intermedias de E/S idénticas, lo que habilita la conectividad con estructuras B y C de E/S. Estas tarjetas intermedias opcionales ofrecen una amplia variedad de tecnologías de Ethernet (incluido iSCSI), canal de fibra e InfiniBand, así como otras posibilidades tecnológicas en el futuro. La figura 4 muestra un ejemplo de una tarjeta intermedia de 4 gigabits por segundo (Gbps) de canal de fibra de doble puerto. Al igual que el conector, los factores de forma de la tarjeta intermedia de E/S son comunes a ambas estructuras B y C para obtener un alto nivel de flexibilidad en la configuración de estructuras.

Las tarjetas intermedias opcionales están diseñadas para conectarse mediante PCIe de ocho canales al chipset del módulo del servidor. Para la Gen1 de PCIe, esto proporciona hasta 16 Gbps de ancho de banda de datos por tarjeta intermedia. Las tarjetas intermedias tienen un puerto doble ASIC con interfaces PCIe de 4 u 8 canales o ASIC dobles, cada uno con interfaces PCIe de 4 canales. Tanto las estructuras PCIe como las que van hacia el exterior se conectan mediante las clavijas del conector con dieléctrico de aire de capacidad de 10 gigabits por segundo de alta velocidad, a través del planar y del plano medio. Para obtener la mejor integridad de señal posible, las señales aíslan las señales de transmisión y recepción a fin de reducir la interferencia al mínimo. Los pares diferenciales se aíslan con clavijas de tierra y las columnas de señales del conector se escalonan para minimizar el acoplamiento de las señales.

Las LOM del módulo del servidor admiten Wake on LAN (WOL). También admiten WOL Ethernet para las estructuras B y C. Las tarjetas habilitadas con iSCSI y canal de fibra admiten el inicio desde SAN.

El software y el hardware de administración del sistema PowerEdge M1000e incluyen la verificación de la consistencia de estructuras, de modo que evitan la activación accidental de dispositivos de estructuras con configuración errónea en el módulo del servidor. Dado que la conectividad de la tarjeta intermedia al módulo de E/S es permanente aunque totalmente flexible, el usuario podría conectar en caliente accidentalmente un módulo del servidor con la tarjeta intermedia errónea dentro del sistema. Por ejemplo, si se colocan módulos de E/S de canal de fibra en ranuras de E/S de estructura C, entonces, ninguno de los módulos del servidor debe tener tarjetas intermedias en la estructura C, o bien deben tener sólo tarjetas de canal de fibra en la estructura C. Si una tarjeta intermedia GE se encuentra en la ranura C de tarjeta intermedia, el sistema detecta automáticamente la configuración errónea y alerta al usuario sobre el error. No se produce ningún daño en el sistema, y el usuario puede volver a configurar el módulo con la falla.

La tabla 1 muestra las opciones para la versión inicial de las tarjetas intermedias de estructuras en la línea de productos PowerEdge M1000e. La misma tarjeta intermedia se puede utilizar en las estructuras B o C. La tabla 2 muestra algunos módulos de servidor típicos.

Tipo de estructuras Puertos Velocidad por puerto

Características

Ethernet Gigabit 2 1,25 Gbps TOE, inicio iSCSI, tramas gigantes, WOL

Canal de fibra de 4G 2 4,25 Gbps Inicio desde SAN, NPIV

Canal de fibra de 8G*

2 8,50 Gbps Inicio desde SAN, NPIV

InfiniBand* 4x de velocidad de datos doble (DDR)

2 20,00 Gbps

Ethernet 10 Gigabit* 2 10,3125 Gbps TOE, descarga iSCSI, tramas gigantes

*según la planificación

Tabla 1 Opciones de estructuras B y C de tarjetas intermedias de E/S de estructuras de los servidores modulares

Configuraciones típicas de estructuras

Estructura A Estructura B Estructura C

Nodo de clúster de computación de bajo costo

2 x LOM 1GE Vacío Vacío

Servidor Ethernet/SAN o nodo de clúster de alta disponibilidad

2 x LOM 1GE 2 x tarjeta intermedia 1GE

2 x tarjeta intermedia FC4

Nodo de clúster de alto rendimiento

2 x LOM 1GE 2 x 4 InfiniBand DDR

Vacío

Estructura unificada 2 x LOM 1GE 2 x tarjeta intermedia 1GE

2 x tarjeta intermedia 10GE

Estructura unificada de alto rendimiento

2 x LOM 1GE 2 x tarjeta intermedia 10GE

2 x tarjeta intermedia 10GE

Tabla 2 Configuraciones típicas de las estructuras de los servidores modulares

configuraciones de estructuras basadas en modelos arquitectónicos actuales y futuros. Se prevén aumentos de velocidad y de número de canales para las futuras versiones de tarjetas intermedias.

Almacenamiento local

El almacenamiento local de los módulos del servidor está formado por hasta dos discos duros de 2,5 pulgadas. Se admiten discos duros SAS conectables en caliente y SATA no conectables en caliente. Las opciones de la controladora de almacenamiento local incluyen E/S SATA de chipset de bajo costo, tarjeta dependiente SAS con RAID integrado (SAS6/IR) o tarjeta dependiente SAS RAID con caché y procesador RAID de alto rendimiento (CERC6/i).

Administración de servidor integrada

El PowerEdge M1000e admite la incorporación de la nueva controladora de acceso remoto integrada de Dell (iDRAC), que está integrada en cada módulo del servidor M600/605. La iDRAC tiene funciones que generalmente son opciones complementarias para los servidores estándar basados en rack poco flexibles. La iDRAC agrega funciones de medios virtuales (vMedia) y de KVM virtual (vKVM), además de estado/inventario de interfaz GUI fuera de banda. Se admiten las funciones tradicionales de la controladora de administración de tarjeta madre (BMC) basadas en IPMI, como la supervisión de hardware y el control de alimentación. Asimismo, los gráficos y el USB del teclado/mouse integrados se conectan a un módulo opcional de KVM integrado (iKVM) en el nivel del sistema para obtener acceso KVM. A través del panel frontal del módulo del servidor se puede obtener acceso USB completo.

La nueva iDRAC está conectada a la CMC mediante conexiones de Ethernet dedicadas de 100 Mbps totalmente redundantes conectadas a través del plano medio a un conmutador Ethernet dedicado de 24 puertos en la CMC, y se expone al mundo exterior mediante la interfaz externa de administración de Ethernet de la CMC (10/100/1000M). Esta conexión se distingue de las tres estructuras redundantes de datos A, B y C. A diferencia de las generaciones anteriores de módulos de servidor de Dell, la conectividad de la iDRAC es independiente de las LOM GE integradas en el servidor, además de agregarse a estas. La iDRAC de cada uno de los módulos del servidor tiene su propia dirección IP y se puede acceder a ella, si la configuración de seguridad lo permite, directamente a través de un navegador admitido, de Telnet, de SSH o de un cliente IPMI en la estación de administración.

Módulo de servidor y empaque

El módulo de servidor es un módulo de lámina de metal que aloja al planar y a los discos duros de conexión en caliente del servidor, y está diseñado para no requerir herramientas en ninguna operación de ensamblaje o desensamblado. La extracción de cualquier pieza del servidor es intuitiva y no requiere herramientas. Esto incluye la tapa superior, la instalación del planar,

Figura 5 Servidor modular M600 de dos sockets con procesadores Intel

los discos duros, las tarjetas de estructuras y la canastilla extraíble de discos duros. La figura 5 y la figura 6 muestran fotos de los blades M600 y M605 respectivamente, y las dimensiones generales de los blades aparecen en la tabla 3.

Medición de blade Dimension

Largo 520 mm Alto 193 mm

Ancho 50 mm

Tabla 3 Dimensiones del servidor modular de media altura

Panel frontal de los módulos del servidor El panel frontal de los módulos del servidor de media altura proporciona acceso a dos discos duros conectables en caliente, a dos conectores USB de inicio, a un botón de encendido del servidor y a un indicador de estado. Todos los módulos del servidor son compatibles con unidades de disco duro de 2,5 pulgadas

Ranuras de unidad doble de disco duro, RAID debajo

8 ranuras DIMM Dos tarjetas intermedias de estructuras

Chipset Dos

procesadores

conectables en caliente. El panel frontal se puede observar en la foto de la figura 7.

Extracción y asa de traslado de los módulos del servidor El módulo del servidor se instala manualmente. Para ello, es necesario alinearlo con una de las ubicaciones de las ranuras frontales abiertas y deslizarlo hasta que los conectores empiecen a conectarse con el plano medio. A continuación, se debe utilizar el asa de traslado, que se desliza en la misma dirección que el módulo del servidor, para conectarlo completamente en el lugar correspondiente. Al extraer el módulo del servidor, el pestillo del asa de traslado se libera utilizando el botón. Luego, se utiliza el asa para sacar el servidor fuera del sistema, desconectando el pestillo interno mientras se extrae el asa hacia fuera y se liberan los conectores.


8 ranuras DIMM

Dos tarjetas intermedias de estructuras

Chipset

Dos procesadores

Figura 6 Servidor modular M605 de dos sockets con procesadores AMD


4 ranuras DIMM


Chipset 4 ranuras DIMM

2 procesadores (1 socket vacío)

Figura 7 Vista del panel frontal del servidor modular de media altura

El conector de señal del módulo del servidor tiene clavijas guía a ambos lados para facilitar una alineación precisa con el chasis. El encastre único evita que el módulo del servidor se instale al revés. La fuerza máxima de deslizamiento definida asegura una buena relación ergonómica, y las características de posicionamiento y leva de precisión en el punto de contacto garantizan el barrido adecuado del conector para obtener la máxima calidad de señal. La alimentación del servidor modular se recibe a través de un bloque de alimentación 2x3 dedicado, con clavijas de alimentación anchas designadas de manera tal que evitan cortocircuitos del riel de alimentación en caso de que, por algún motivo, alguna clavija se doble.


4 ranuras DIMM


Chipset

4 ranuras DIMM

2 procesadores (1 socket vacío)

Figura 8 Extracción del servidor modular

Resumen sobre los módulos del servidor La tabla 4 resume las funciones de los dos primeros módulos del servidor que se envían para el PowerEdge M1000e. Se prevé el envío de módulos de servidor adicionales tras el lanzamiento del PowerEdge M1000e y durante el ciclo de vida del sistema modular.

Módulo del servidor

M600 M605

Procesador Intel Xeon de dos y cuatro núcleos

Opciones de 40 W, 65 W, 80 W y 120 W

AMD Opteron serie 2000 de dos y cuatro núcleos

Opciones de 68 W y 95 W

Chipset Intel 5000P (Blackford) NVIDIA MCP55

Ranuras de memoria

8 DIMM de almacenamiento completo en búfer (667 MHz)

8 DDR2 (667/800 MHz)

Capacidad de memoria

32 GB (4 GB x 8) en el momento del lanzamiento

64 GB (8 GB x 8) según la planificación, en el 1.° trimestre

de 2008

32 GB (4 GB x 8) en el momento del lanzamiento

64 GB (8 GB x 8) según la planificación, en el 1.° trimestre

de 2008

LOM 2 x GE con motor de descarga TCP/IP de hardware e inicio

iSCSI de firmware

Actualización a descarga iSCSI completa a través de una clave

2 x GE con motor de descarga TCP/IP de hardware e inicio

iSCSI de firmware

Actualización a descarga iSCSI completa a través de una clave

de licencia de licencia

Módulo del servidor M600 M605 Expansión de estructuras

Dos tarjetas dependientes intermedias PCIe de 8 canales

1. GE de dos puertos con TOE 2. FC4 de dos puertos (Emulex y Qlogic) 3. InfiniBand DDR de dos puertos 4x

Administración de tarjeta

madre

iDRAC con IPMI 2.0 + vMedia + vKVM

Opciones de controladoras

de almacenamiento

local

SATA (basado en chipset, sin RAID o conexión en caliente)

SAS6/IR (R0/1)

CERC6/i (R0/1 con caché)

Disco duro de almacenamiento

local

2 SAS o SATA de 2,5 pulgadas conectable en caliente

Video ATI RN50

USB 2 puertos de inicio USB 2.0 en el panel frontal para disquete/CD/DVD/memoria

Consola • KVM virtual a través de iDRAC • IPMI serial sobre LAN (SoL) a través de iDRAC • Puertos posteriores montados de conmutador iKVM (agrupables) • Puertos KVM frontales en el panel de control del gabinete modular

Clústeres de alta

disponibilidad

Opciones de clústeres basados en iSCSI y en canal de fibra

Sistemas operativos

Microsoft W2K3 y W2K3 R2, Red Hat Enterprise Linux 4/5, SuSE Linux Enterprise Server

Tabla 4 Opciones de módulos del servidor de media altura

Plano medio y E/S del PowerEdge M1000e

Vista frontal del PowerEdge M1000e Se puede acceder a los módulos del servidor desde el frente del gabinete PowerEdge M1000e. En la parte inferior del gabinete, hay una pantalla LCD de varios ángulos que se puede voltear hacia afuera para obtener la configuración local de la administración de sistemas, la información del sistema y el estado. El frente del gabinete tiene también dos conexiones USB para mouse y teclado USB, una conexión de video y el botón de encendido del sistema. Los puertos de video y USB del panel de control frontal funcionan sólo si está instalado el módulo iKVM, dado que el iKVM proporciona la capacidad para cambiar el KVM entre los blades.

Figura 9 Vista frontal del PowerEdge M1000e

El Dell PowerEdge M1000e es compatible con hasta dieciséis módulos del servidor de media altura. Las características de retención y de guías del chasis están diseñadas para admitir factores de forma alternativos de módulos. Consulte la sección sobre módulos del servidor para obtener más detalles. La arquitectura del chasis tiene flexibilidad suficiente para admitir servidores, almacenamiento y otros tipos de módulos de carga frontal.

Aunque no estén a la vista, las cámaras de aire fresco en la parte superior e inferior del chasis son importantes. La cámara de aire fresco inferior les proporciona aire sin precalentar a las fuentes de alimentación, lo que permite tener niveles innovadores de densidad de potencia. La cámara de aire fresco superior les proporciona aire sin precalentar a los módulos de E/S, iKVM y CMC. Consulte la sección sobre refrigeración para obtener más detalles.

Característica Parámetro Tamaño del chasis Montaje en rack de altura de 10U Blades por chasis 16 de media altura, 8 de altura completa Blades totales en un rack de 42U

64 de media altura, 32 de altura completa

Compartimientos totales de módulos de E/S

6 (3 redundantes o estructuras dobles)

Fuentes de alimentación totales

6 (3+3 redundantes)

Módulos totales de ventiladores

9 (8+1 redundantes)

Interfaces y módulos de administración

2 CMC (1+1 redundantes), 1 iKVM, panel de control frontal, panel de control LCD gráfico

Ancho, no incluye los laterales del rack.

447,5 mm

Alto 440,5 mm Profundidad, de la parte posterior de la brida EIA hasta la parte posterior del chasis

753,6 mm

Profundidad total del sistema (de la cubierta frontal al pestillo PS):

835,99 mm

Tabla 5 Parámetros y características del sistema modular PowerEdge M1000e

Plano medio del PowerEdge M1000e A pesar de no estar a la vista y encontrarse en un sistema de funcionamiento activo, el plano medio es el punto focal de toda la conectividad dentro del sistema modular PowerEdge M1000e. El plano medio es una gran placa de circuitos impresa que proporciona la infraestructura para la distribución de la alimentación, la conectividad de estructuras y la administración de sistemas. Además, brinda rutas de flujo de aire para el sistema de refrigeración desde el frente hacia la parte posterior a través de orificios de ventilación.

Como lo indica el requisito para sistemas con tolerancia a fallas, el plano medio del PowerEdge M1000e es totalmente pasivo, sin planos medios o mediadores ocultos de apilamiento con componentes activos. Las estructuras de E/S y la administración de sistemas son totalmente redundantes desde cada elemento conectable en caliente. La estructura Ethernet de administración de sistemas es

totalmente redundante si se instalan dos CMC, con dos conexiones punto a punto desde cada módulo del servidor.

Las estructuras de E/S se conectan a través de conectores compatibles de alta velocidad de 10 Gbps y de material dieléctrico. Todas las trazas son impedancia característica diferencial de 100 ohmios. La ubicación de los conectores y de los componentes conectables se determinó en base a la distancia mínima de rutas para NTS críticos de alta velocidad. Los orificios de los conectores de E/S de alta velocidad se taladraron de manera inversa en el plano medio para minimizar el largo del enrutamiento eléctrico y mejorar la integridad de la señal de alta velocidad. El material del plano es un material dieléctrico FR408 mejorado, que brinda mejores características de transmisión de alta frecuencia y menor atenuación. Los canales de E/S se han simulado según los modelos de canales 10GBASE‐KR. De conformidad con los requisitos de los estándares de la industria, las estructuras admiten internamente una tasa de errores de bits de 10‐12 o mejor. En el nivel del sistema, esto significa que se ha realizado un alto nivel de inversión a fin de garantizar el ancho de banda escalable para las generaciones presentes y futuras de servidores y de infraestructuras.

El plano medio funciona como transporte para el bus serial multiplexado de división de tiempo, con patente en trámite, para la reducción de E/S para propósitos generales. El bus serial favorece ampliamente la reducción de números de canales de E/S del plano medio, que típicamente está saturado con un número significativo de clavijas de E/S y de canales de enrutamiento de funciones muy estáticas o de baja velocidad. Por ejemplo, toda la información de los LED de los módulos de acceso directo de E/S de canal de fibra y del estado del SPF se transporta a través de este bus, que, por sí solo, elimina más de cien conexiones punto a punto que, de lo contrario, serían necesarias. El bus serial

multiplexado de división de tiempo es totalmente redundante, con supervisión de estado, enlaces separados por CMC y verificación de errores entre todos los datos.

Figura 10 Vista frontal del plano medio del PowerEdge M1000e

El sistema está diseñado para receptáculos en todos los conectores y todas las clavijas del plano medio en todos los componentes conectables, así la posibilidad de que haya clavijas dobladas se limita a la unidad sustituible y conectable del campo, y no al sistema. Esto permite obtener confiabilidad y tiempo de actividad altos en el sistema modular PowerEdge M1000e.

El plano medio está físicamente conectado al elemento estructural frontal del gabinete. Está alineado mediante clavijas guía y bordes en los tres ejes. Esta característica ofrece una alineación que tolera la cercanía entre los módulos del servidor y sus conexiones del plano medio.

El plano medio se diseñó cuidadosamente para minimizar el impacto en el flujo de aire general del sistema. El diseño del plano medio fue evaluado en distintas etapas durante del ciclo de diseño para obtener compensaciones entre el rendimiento térmico y los costos del plano medio. Los análisis iniciales del plano medio demostraron amplios incrementos en el flujo de aire debido a una apertura del plano medio que pasó de un 15% a un 20%. Los orificios de ventilación resultantes de esta expansión se pueden observar en la figura 10 y la figura 11. Estas modificaciones se sumaron a los exigentes requisitos de diseño del plano medio, pero proporcionaron la mejor solución general del sistema.

Conectores de la señal del blade Conectores de la alimentación del blade

Conectores de la señal del blade

Conectores de la alimentación del blade

Figura 11 Vista posterior del plano medio del PowerEdge M1000e

Aunque sería posible creer que contar con varios planos medios es mejor para el producto, en realidad, no aporta ninguna ventaja para el sistema, si el plano medio está diseñado adecuadamente. Todo el enrutamiento del plano medio está completamente aislado, de modo que se respaldan todos los requisitos de alimentación del chasis, de las estructuras, de administración de sistemas y de tolerancia a fallas. Además, el plano medio único integrado simplifica el ensamblaje de fabricación y reduce el costo neto de adquisición para el cliente.

E/S del PowerEdge M1000e

La E/S es completamente escalable para las generaciones presentes y futuras de módulos del servidor y de módulos de E/S. El sistema tiene tres estructuras redundantes de varios canales, como se ilustra en la figura 12.

La estructura A está dedicada a Ethernet Gigabit. Aunque las primeras versiones de módulos del servidor están diseñadas como controladoras LOM de Ethernet Gigabit doble en el planar del módulo del servidor, el plano medio es capaz de admitir hasta cuatro enlaces Ethernet Gigabit por módulo del servidor en la estructura A. El ancho de banda de datos posible para la estructura A es de 4 Gbps por módulo del servidor de media altura.

Conectores de las fuentes de alimentación

Conectores de los ventiladores

Conectores de los módulos de E/S

Conector del panel de control y de la LCD

Conectores de la CMC iKVM

Conector

Conectores de las fuentes de alimentación Conectores de los ventiladores Conectores de los módulos de E/S Conector del panel de control y de la LCD Conectores de la CMC iKVM Conector Una nueva función importante en el PowerEdge M1000e es la compatibilidad plena con Ethernet de 10/100/1000M al utilizar módulos de Ethernet de acceso directo. En el pasado, los clientes estaban limitados sólo a las conexiones a conmutadores externos con puertos de 1000M. Ahora, el sistema se puede conectar a la infraestructura heredada, ya sea utilizando tecnología de conmutadores o de acceso directo a Ethernet. Este avance técnico utiliza señalización de banda en un transporte de 1000BASE‐KX y, para su activación, no requiere la interacción del usuario.

Conexiones de la estructura externaPlano medio M1000eServidor modular de media altura (1 de 16)Tarjeta intermedia de estructura BTarjeta intermedia de estructura CEstructura ALOMEstructura A1Módulo de E/S EthernetEstructura A2Módulo de E/S EthernetEstructura B1Módulo de E/SEstructura B2Módulo de E/SEstructura C1Módulo de E/SEstructura C2Módulo de E/Scanal 1-2 canal1-4 canal1-4 canal1-2MCH/IOHcanal 4-8 canal PCIe8 canal PCIe8 PCIeServidor modular de media altura (16 de 16)Tarjeta intermedia de estructura BTarjeta intermedia de estructura CEstructura ALOMMCH/IOHcanal 4-8 canal PCIe8 canal PCIe8 PCIe canal 1-4 canal 1-4 canal1-2 canal 1-2 canal 1-4 canal 1-4 canal 1-4

canal 1-4CPUCPUCPUCPU

External Fabric

Connec-tions

M1000e MidplaneHalf Height Modular Server (1 of 16)

Fabric B Mezzanine

Fabric CMezzanine

Fabric ALOM

Fabric A1Ethernet

I/O Module

Fabric A2Ethernet

I/O Module

Fabric B1I/O Module

Fabric B2I/O Module

Fabric C1I/O Module

Fabric C2I/O Module

1-2 lane

1-4 lane

1-4 lane

1-2 lane

MCH/IOH

4-8 lane PCIe

8 lane PCIe

8 lane PCIe

Half Height Modular Server (16 of 16)

Fabric B Mezzanine

Fabric CMezzanine

Fabric ALOM

MCH/IOH

4-8 lane PCIe

8 lane PCIe

8 lane PCIe

1-4 lane

1-4 lane

1-2 lane

1-2 lane

1-4 lane

1-4 lane

1-4 lane

1-4 lane

CPU

CPU

CPU

CPU

Figura 12 Arquitectura de E/S de alta velocidad

Las estructuras B y C son idénticas y totalmente personalizables, y están conectadas como dos conjuntos de cuatro canales desde las tarjetas intermedias en los módulos del servidor a los módulos de E/S en la parte posterior del chasis. El ancho de banda admitido oscila desde 1 a 10 Gbps por canal, según el tipo de estructura utilizada. La tabla 6 muestra

el ancho de banda comparativo entre las estructuras actuales y las futuras. La frecuencia de símbolo se define como la velocidad máxima de estructuras con todos los datos codificados según su mecanismo de codificación. La velocidad de datos es la cantidad máxima de bits reales de datos que se pueden transportar en la estructura. A algunas estructuras se las define como de canal único y a otras, como incrementos de varios canales para la agregación de enlaces a canales con el propósito de brindar mayor ancho de banda general.

Como cada tarjeta intermedia está conectada mediante un enlace PCIe de 8 canales al chipset del servidor, no existen puntos de regulación en el sistema donde el ancho de banda de E/S esté limitado. Si el estándar 10GBASE‐KR de múltiples canales pasa a formar parte de la realidad, Dell prevé módulos del servidor con compatibilidad con PCIe Gen2 o mejor, y proporcionará un ancho de banda integral de E/S completo desde los módulos de servidor hacia los módulos de E/S.

Símbolodecodificacióndeestructura Velocidad por canal (Gbps)Velocidad de datos por canal (Gbps)Velocidad de datos por enlace (Gbps)Canales por enlace según especificaciones de la industriaPCIe Gen18B/10B2.528 (canal 4)1, 2, 4, 8, 12, 16, 32PCIe Gen28B/10B5416 (canal 4)1, 2, 4, 8, 12, 16, 32PCIe Gen3codificación8832 (canal 4)1, 2, 4, 8, 12, 16, 32SATA 3G8B/10B32.42.41SATA 6G8B/10B64.84.81SAS 3G8B/10B32.42.41‐CualquieraSAS 6G8B/10B64.84.81‐CualquieraFC 4G8B/10B4.253.43.41FC 8G8B/10B + codificación8.56.86.81IB SDR8B/10B2.528 (canal 4)4, 12IB DDR8B/10B5416 (canal 4)4, 12IB QDR8B/10B10832 (canal 4)4, 12GE: 1000BASE‐KX8B/10B1.2511110GE: 10GBASE

‐KX48B/10B3.1252.510 (canal 4)410GE: 10GBASE‐KR64B/66B10.312510101

Fabric Encoding

Symbol Rate Per Lane (Gbps)

Data Rate Per Lane (Gbps)

Data Rate Per Link (Gbps)

Lanes Per Link Per Industry Specification

PCIe Gen1 8B/10B 2.5 2 8 (4 lane) 1, 2, 4, 8, 12, 16, 32PCIe Gen2 8B/10B 5 4 16 (4 lane) 1, 2, 4, 8, 12, 16, 32PCIe Gen3 scrambling 8 8 32 (4 lane) 1, 2, 4, 8, 12, 16, 32SATA 3G 8B/10B 3 2.4 2.4 1SATA 6G 8B/10B 6 4.8 4.8 1SAS 3G 8B/10B 3 2.4 2.4 1‐AnySAS 6G 8B/10B 6 4.8 4.8 1‐AnyFC 4G 8B/10B 4.25 3.4 3.4 1

FC 8G8B/10B +

scrambling 8.5 6.8 6.8 1IB SDR 8B/10B 2.5 2 8 (4 lane) 4, 12IB DDR 8B/10B 5 4 16 (4 lane) 4, 12IB QDR 8B/10B 10 8 32 (4 lane) 4, 12GE: 1000BASE‐KX 8B/10B 1.25 1 1 110GE: 10GBASE‐KX4 8B/10B 3.125 2.5 10 (4 lane) 410GE: 10GBASE‐KR 64B/66B 10.3125 10 10 1

Tabla 6 Comparación relativa de E/S de alta velocidad estándar de la industria

Ruta de migración de ancho de banda de Ethernet La ruta de crecimiento de ancho de banda para Ethernet es de GE a 10GE, admitida a través de tres estándares de plano posterior definidos por el comité IEEE 802.3ap. El estándar 1000BASE‐KX admite GE mediante la señalización diferencial del plano posterior de 1,25 Gbps. El estándar 10GBASE‐KX4 admite 10GE mediante cuatro enlaces de señalización diferencial del plano posterior de 3,125 Gbps. Los cuatro canales se agregan para proporcionar la suma total del requisito de ancho de banda de 10 Gbps. 10GBASE‐KR es un estándar emergente IEEE 802.3ap que admite 10GE mediante un canal único de señalización diferencial del plano posterior de 10,3125 Gbps. En términos de la repercusión que tendrá sobre los clientes, esto quiere decir que los sistemas modulares actuales que utilizan 10GBASE‐KX4 están limitados a un canal de 10GE cada 4 canales de señalización diferencial interna, mientras que, en el futuro, esos mismos canales podrán transportar varios canales de 10GBASE‐KR y ofrecer el consiguiente

aumento en el rendimiento total del sistema. Consulte la figura 13 para ver una ilustración de la ruta de crecimiento 10GE. Esta ruta de crecimiento se aplica a las estructuras B y C.

Las estructuras GE utilizan canales únicos por enlace sobre 1000BASE‐KX. En un principio, se admitirá 10GE a través de 10GBASE‐KX4, que, como InfiniBand, utiliza cuatro canales por enlace. A medida que la tecnología se afianza y permite contar con integración de alto nivel, se espera que el estándar 10GBASE‐KR reemplace al 10GBASE‐KX4 como el transporte de plano posterior de 10GE de mayor preferencia, lo que permitirá tener 10 Gbps sobre canales únicos dentro del plano medio de los sistemas. Por último, varios canales de 10GBASE‐R por tarjeta intermedia pueden ofrecer un mayor ancho de banda de Ethernet, hasta alcanzar los 80 Gbps por tarjeta intermedia de estructuras.

2 x tarjeta intermedia 10GE con canal 4 10GBASE-KX410GBASE-KX4 toma 4 canales para obtener 10 Gbps de ancho

de banda de datos,2 enlaces por tarjeta intermedia para 20 Gbps totales2 x tarjeta intermedia 10GE con canal 1 10GBASE-KR10GBASE-KR toma 1 canal para obtener 10 Gbps de ancho de banda de datos,2 enlaces por tarjeta

intermedia para 20 Gpbs totales2 x tarjeta intermedia 4x10GE con múltiples canales 10GBASE-KRHasta 4 canales de 10GBASE-KR pueden obtener 40 Gbps de ancho de banda de datos,8 enlaces por tarjeta intermedia para 80 Gpbs

totales

Figura 13 Posible ruta de crecimiento 10GE

Ancho de banda total del sistema Como se ilustra en la figura 14, en la mayoría de los casos, sólo un pequeño porcentaje de este ancho de banda se utiliza en un sistema. Una configuración típica se define como 4 canales de GE y 2 canales de canal de fibra por módulo del servidor, y utiliza menos del 10% del ancho de banda potencial del sistema. Un ejemplo de una configuración unificada de Ethernet, con la agregación de toda la red, el almacenamiento y las comunicaciones entre procesos en los enlaces Ethernet, se muestra como 2 canales de GE y 4 canales de 10GE por módulo del servidor, con un uso del 25,7% del ancho de banda potencial del sistema. Un ejemplo de alto rendimiento

0,0%20,0%40,0%60,0%80,0%100,0%Máximo potencial de ancho de bandaGran rendimiento SAN/IPCConfiguración típica de sistema Ethernet Ancho de banda total del sistema

0.0% 20.0% 40.0% 60.0% 80.0% 100.0%

Maximum Potential Bandwidth

High Performance SAN/IPC

Unified Ethernet

TypicalSy

stem

Con

figu

rati

on

Total System Bandwidth

Figura 14 Ancho de banda del sistema del servidor modular PowerEdge M1000e

La configuración SAN/IPC se muestra como 2 canales de GE, 2 canales de FC8 y 2 canales de InfiniBand QDR, y aun así utiliza sólo el 35% del ancho de banda potencial del PowerEdge M1000e. Los resultados del gráfico muestran que el PowerEdge M1000e es totalmente escalable según las necesidades de infraestructuras de E/S para numerosas generaciones de servidores y de conmutadores.

Si se supone una población completa de canales GE y 10GbE en las estructuras A, B y C, el PowerEdge M1000e puede ofrecer un ancho de banda teórico total de 5,44 terabits por segundo. Sin embargo, es posible que esta comparación extrema de ancho de banda nunca se concrete plenamente en el uso real de las aplicaciones. Además, tampoco aborda los factores como la flexibilidad de las rutas de migración de las estructuras.

El PowerEdge M1000e está diseñado para brindar compatibilidad plena con todas las necesidades de infraestructuras de E/S que surjan en el corto, mediano y largo plazo. Además de que sus capacidades de ancho de banda del sistema lideran la industria, el PowerEdge M1000e también está diseñado de manera inteligente para proporcionar beneficios en materia de costos, flexibilidad y rendimiento. Este aspecto se ve ejemplificado con el enrutamiento de las rutas dobles de 4 canales para las estructuras B y C, y las rutas dobles de 2 canales en la estructura A. En el corto plazo, el enrutamiento 10GBASE‐KX4 admite conectividad de 10GE. El enrutamiento 10GBASE‐KX4 utiliza los 4 canales, cada uno de ellos con un funcionamiento de velocidad de datos de 2,5 Gbps para lograr un ancho de banda total de datos de enlaces de 10 Gbps. En la actualidad y en el futuro próximo, la tecnología 10GBASE‐KX4 es la solución ubicua más rentable para estructuras de 10GE sobre planos medios. Un sistema totalmente configurado admite implementaciones de GE 2x2 y 10GE 2x2 con enrutamiento 10GBASE‐KX4, de modo que es compatible con los avances de las topologías de red unificadas. Este tipo de configuración podría, por ejemplo, ofrecer enlaces de 10GE redundantes por blade para el tráfico de redes tradicionales y otro conjunto de enlaces de 10GE redundantes para el almacenamiento en red de canal de fibra sobre Ethernet (FCoE) o iSCSI.

Los módulos de E/S son totalmente compatibles entre ranuras. Si bien la estructura A está dedicada a las LOM del módulo del servidor, lo que requiere módulos de acceso directo o de conmutador de Ethernet para las ranuras de E/S A1 y A2, las estructuras B y C se pueden ocupar

con total libertad con soluciones InfiniBand, Ethernet o de canal de fibra. Como parte de los esfuerzos de Dell para simplificar la TI, no existe ninguna confusa matriz de soporte que deba respetarse para los módulos de E/S o para las tarjetas intermedias, ni tampoco la multiplicación de estándares de diseño y de factores de forma de módulos de E/S o de tarjetas intermedias, con los consiguientes puntos problemáticos de configuración y compatibilidad. Dell admite un estándar de diseño de tarjetas intermedias y otro de módulos de E/S para obtener una verdadera computación modular.

Vista posterior del PowerEdge M1000e La parte posterior del gabinete PowerEdge M1000e tiene los componentes de E/S, alimentación, refrigeración y administración de sistemas. En la parte superior del gabinete, hay ranuras para dos tarjetas de administración del chasis y un conmutador integrado de teclado, video y mouse. El gabinete se envía de manera predeterminada con una sola CMC, y el cliente tiene la opción de agregar una segunda CMC para obtener una solución totalmente redundante, con tolerancia a fallas y con estado de suspensión o activo para el acceso y el control de la administración.

Intercalados en el centro del chasis, se encuentran los ventiladores y los módulos de E/S. Esta distribución optimiza el equilibrio del flujo de aire a través del sistema, de modo que permite que haya menos acumulación de presión en el sistema y menos requisitos de flujo de aire para los ventiladores.

Los módulos de E/S se utilizan como pares, con dos módulos que brindan mantenimiento a cada estructura del módulo del servidor, es decir que son totalmente redundantes. Los módulos de E/S pueden ser de acceso directo o conmutadores. Los módulos de acceso directo ofrecen conectividad directa 1:1 desde cada puerto de tarjeta intermedia/LOM en cada módulo del servidor a la red externa. Los conmutadores proporcionan una forma eficiente de consolidar los enlaces de las tarjetas intermedias o LOM en los módulos del servidor a los enlaces ascendentes de la red del cliente. El gabinete anterior se muestra con Ethernet de 10/100/1000Mb y módulos de acceso directo de FC4. La figura 16 muestra la

diferencia entre estos dos tipos de módulos de E/S. La figura 17 muestra el módulo de acceso directo de Ethernet Gigabit de Dell.

Figura 15 Vista posterior del PowerEdge M1000e

Los conmutadores Ethernet de Dell y de Cisco para el gabinete PowerEdge M1000e dejan especialmente en claro el nivel de previsión que se otorgó al diseño de los módulos de E/S. Estos módulos de conmutadores Ethernet presentan expansión de E/S de submódulos para obtener una flexibilidad y una ampliación máximas; una capacidad que nunca antes se ofreció en sistemas modulares. Ofrecen un solo diseño de hardware que permite realizar ampliaciones desde una solución GE de bajo costo hasta una solución que utiliza tecnologías de apilamiento de conmutadores para la interconexión de varios conmutadores dentro o entre el chasis, y/o hasta una solución compatible con todo lo mencionado que, además, admite enlaces ascendentes de 10GE hacia la red central con tipos flexibles de interfaces, tanto de cobre como ópticas. La figura 18 muestra el módulo del conmutador Ethernet Gigabit Dell PowerConnect con sus dos compartimientos de submódulos disponibles para la expansión de E/S de conmutadores.

iKVM CMC (1 en blanco)

iKVM

CMC (1 en blanco)

Ventiladores

Módulos de E/S (en blanco en el medio)

Fuentes de alimentación (3 en blanco hacia la izquierda)

Ventiladores Módulos de E/S (en blanco en el medio) Fuentes de alimentación (3 en blanco hacia la izquierda) External Fabric ConnectionsM1000e MidplanePassthrough ModuleSwitch ModuleSwitchPHYPHYPHYPHYPHY.server2data..server1data..server4data..server3data..server1data..server2data..server3data..server4data..server5data..server6data..server7data..server8data..server5data.server6data.server7data.server8data.Representación de datos que pasan por el plano medio desde las tarjetas intermedias de los módulos del servidor. Se muestran sólo cuatro puertos por módulo de E/S. El módulo de acceso directo eléctricamente almacena la señal en búfer y es posible que realice algunas conversiones de capa de enlace de nivel bajo. Los datos no se tocan y todas las secuencias de datos mantienen una correspondencia de uno a uno en relación con los datos de la tarjeta intermedia. El módulo de conmutador combina de manera lógica varias secuencias de datos con una o más secuencias

que salen del sistema. Luego, los datos eléctricamente se almacenan en búfer y se formatean para la interfaz externa adecuada.

External Fabric ConnectionsM1000e Midplane

Passthrough Module

Switch Module

Switch

PHY

PHY

PHY

PHY

PHY

.server2data.

.server1data.

.server4data.

.server3data.

.server1data.

.server2data.

.server3data.

.server4data.

.server5data.

.server6data.

.server7data.

.server8data.

.server5data.server6data.server7data.server8data.

Representation of data passing over the

midplane from the server module

mezzanine cards. Only four ports are

shown per IOM.

A Passthrough Module electrically buffers the signal and may perform some low level link layer

conversion. The data is not touched and all data streams maintain a one to one

correspondence to the data from the mezzanine.

A Switch Module logically combines multiple streams of data onto one or more streams

coming out from the system. The data is then electrically buffered and formatted for the

proper external interface.

Figura 16 Diferencia entre los módulos de conmutadores y de acceso directo

Figura 17 Módulo de E/S, acceso directo de Ethernet Gigabit de Dell PowerEdge

Figura 18 Módulo de E/S, conmutador Ethernet Gigabit de Dell PowerEdge

Las opciones iniciales para los módulos de E/S se describen en la tabla 7, la tabla 8 y la tabla 9. Dell prevé lanzar versiones futuras de módulos de E/S compatibles con todas las rutas de actualizaciones tecnológicas, incluidas FC 8G, IB QDR y 10GE.

Características / Módulos de

E/S

Acceso directo de Ethernet de 10/100/1000M

Conmutador Ethernet Dell

Power Connect M6220

Conmutador blade Cisco Catalyst

3032*, 3130S‐G*, 3130S‐X*

Puertos internos

16 16 16

Puertos externos

16 x 10/100/1000M

4 x 10/100/1000M de cobre fijo más 2 de los siguientes módulos:

1) 2 puertos de apilamiento de 24G

2) 2 enlaces ascendentes (XFP‐SR/LR) ópticos de

10G 3) 2 enlaces ascendentes

CX4 de cobre de 10G 4) 2 enlaces ascendentes 10GBASE‐T de cobre*

3032: 4 10/100/1000M de

cobre fijo + 2 compartimientos

opcionales compatibles cada

uno con 2 SFP de 1G de cobre u ópticos 3130S‐G: arriba + 2

puertos de apilamiento

Stackwise Plus de 32G

3130S‐X: arriba + hasta 2

módulos X2 para enlaces ascendentes 10G CX4 o SR/LR

Velocidad 10/100/1000M Puertos internos‐ 1G Puertos externos

RJ‐45 fijo‐ 10/100/1000M Enlace ascendente

CX4‐ 10GE XFP óptico‐ 10GE

10GBASE‐T – 10GE

Puertos internos‐ 1G

Puertos externos RJ‐45

fijos‐ 10/100/1000M Enlace ascendente

X2 CX4‐ 10GE óptico X2 SR/LRM

‐ 10GE

Facilidad de uso

N/D CLI/web CLI/web, herramientas de administración

Cisco Características Compatibilidad

con velocidades de

10/100/1000M (negociación automática y definitiva)

Enrutamiento de nivel 3 (OSPF, RIP, VRRP), conexiones de 10GE,

apilamiento, IPv6, QOS de nivel 2/3, listas de

control de acceso

Conmutador L2, enrutamiento básico L3 (rutas estáticas,

RIP), listas de control de acceso,

QoS L2/3 Actualizaciones

opcionales a servicios

IP (compatibilidad con protocolo L3

avanzado) servicios IP avanzados (IPv6)


Tabla 7 Opciones de módulos de E/S de Ethernet

Características / Módulos de E/S

Acceso directo FC4

Emulex

Puerta de enlace de acceso Brocade 4424 y conmutador FC4

Puertos internos 16 8/16 Puertos externos 16 x SFP de

4G 4/8 x SFP de 4G

Velocidad 1/2/4G 1/2/4G Facilidad de uso N/D CLI/web,

herramientas de administración de estructuras EMC y Brocade

Características N/D El modo de puerta de enlace de acceso habilita la funcionalidad NPIV en los puertos externos (interoperabilidad mejorada, configuración

simplificada, no consume un dominio de canal de fibra)

12 o 24 opciones de activación de puertos

Tabla 8 Opciones de módulos de E/S de canal de fibra

Características / Módulos de E/S

Conmutador de InfiniBand Cisco SFS M7000*

Puertos internos 16 Puertos externos 8 puertos ópticos o de cobre Velocidad 4x DDR Facilidad de uso Administración basada en estructuras


Tabla 9 Opción de módulo de E/S de InfiniBand

Las fuentes de alimentación del sistema se encuentran en la parte inferior del chasis. Consulte la sección sobre alimentación para obtener más detalles acerca de la operación de las fuentes de alimentación y de la infraestructura del sistema de alimentación.

Administración de cables

Una de las ventajas de los sistemas de servidor modular es la reducción de las necesidades de administración de cables en el interior del sistema de racks. La inclusión de los conmutadores de estructuras y del KVM integrado, junto con la agregación de la administración de sistemas en las CMC, ofrece una reducción de cables equivalente a la sexta parte o superior. La tabla 10 muestra una comparación de una reducción típica disponible al utilizar el sistema modular PowerEdge M1000e con conmutadores integrados en comparación con los componentes tradicionales para apilamiento en racks. La configuración de la tabla se basa en un servidor de cuatro puertos Ethernet y dos puertos de canal de fibra. Para brindar soporte al PowerEdge M1000e, Dell lanza un sistema mejorado de administración de cables del sistema modular para facilitar la instalación del sistema en los racks de Dell o en otros racks estándares de la industria.

Componente Altura

de rack

Cables de alimentación de CA

Cables de Ethernet

Cables de canal de fibra

Cables de KVM

Servidor de 2 sockets

1Ux16 2x16 4x16 2x16 USBx16 + VGAx16

KVM 1U 1 ‐ ‐ USBx1 + VGAx1

Conmutadores Ethernet

1Ux4 1x4 4x4 ‐ ‐

Conmutadores de canal de fibra

1Ux2 1x2 ‐ 2x2 ‐

Rack total Altura de 23U

39 cables de CA

72 cables de Ethernet

36 cables de canal de fibra

USBx17 + VGAx17

Equivalente al PowerEdge M1000e

Altura de 10U

6 cables de CA

16 cables de Ethernet

4 cables de canal de fibra

USBx1 + VGAx1

Tabla 10 Reducción de cables y altura de racks del sistema típico de servidor modular

Alimentación

Dell lidera la industria en eficiencia de rendimiento y alimentación con sus productos Energy Smart, y PowerEdge M1000e forma parte de esta tradición. Los sistemas modulares poseen muchas ventajas sobre los servidores estándar de montaje en rack en términos de optimización energética, y este aspecto fue un punto central durante el proceso de conceptualización y desarrollo del PowerEdge M1000e. Las áreas clave de interés son el suministro y la administración de energía.

Suministro de energía

Para brindar soporte al PowerEdge M1000e, Dell introduce una PDU de una sola fase de 60 amperios y una PDU de tres fases de 30 amperios. Debido a que la alimentación de tres fases de 30 amperios es la fuente de alta potencia más común en los centros de datos, al sistema se le dio un tamaño que se ajusta perfectamente dentro de esa configuración, tomando una fuente de tres fases de 30 amperios por cada conjunto de tres fuentes de alimentación en cualquier condición de carga. La red de alimentación de tres fases se completa con el sistema de alimentación redundante de 3+3 del PowerEdge M1000e.

Las características de las PDU se detallan en la tabla 11. Las PDU admiten conexiones estándar mundiales de alta potencia para facilitar la instalación y el montaje vertical estándar de cero U dentro de los racks de Dell. Las configuraciones típicas del PowerEdge M1000e con PDU de una sola fase y de tres fases se muestran en las figuras 19 y 20.

Característica PDU de una

sola fase PDU de tres fases

Montaje 1U horizontal o cero U vertical

Salidas 3 x C19

Voltaje de entrada 200 a 240 VAC nominales de una sola fase

200 a 240 VAC nominales de tres fases

Frecuencia de línea 47 a 63 hercios

Suministro de CA recomendado

60 amperios 30 amperios (Norteamérica/Japón), 32 amperios (internacional)

Clasificación fija del cable/enchufe de entrada

Enchufe de clavijas y manguito IEC‐309 60 A

NEMA L15‐30P (Norteamérica/Japón), polo IEC 309 4, cable 4, 380‐415 VAC, 32 A (internacional)

Voltaje de clasificación de salida

200‐240 VAC 60/50 Hz, 1 fase

Corriente de clasificación de salida (IEC320 C19)

16 amperios

Interruptor, protección para sobreintensidad de corriente

20 A, por receptáculo de salida

Tabla 11 Opciones de PDU de una sola fase y de tres fases del PowerEdge M1000e

La distribución de alimentación dentro del sistema del servidor modular PowerEdge M1000e consiste en un sistema redundante de fuente de alimentación de 3+3, ubicado en la parte inferior posterior del chasis. Cada fuente de alimentación está clasificada a 2360 W. Con la corriente que se comparte entre las fuentes de alimentación, la alimentación redundante total del sistema es de alrededor de 6700 W en una configuración de fuente de alimentación de 3+3.

El PowerEdge M1000e ofrece una eficiencia y una densidad energéticas líderes de la industria, obtenidas a través de componentes de extrema eficiencia, mejores técnicas de diseño y una cámara de distribución de aire fresco que reduce la temperatura del aire de los componentes de las fuentes de alimentación. Contar con una temperatura en funcionamiento más baja equivale a obtener mayor densidad energética para la fuente de alimentación (más de 21 vatios por pulgada cúbica) y a mayor eficiencia energética (superior al 86% con una carga del 20%) y más alta con cargas más pesadas, de modo que es posible lograr cerca del 91% de eficiencia en condiciones de funcionamiento normales.

Figura 19 Sistema de alimentación PDU de una sola fase del PowerEdge M1000e

PSU-1 2360 WPSU-6 2360 WPSU-5 2360 WPSU-4 2360 WPSU-3 2360 WPSU-2 2360 WPDU-1 de tres fases de 30 amperios12Cable de alimentación de tres fases (servicio de 30 amperios)PDU-2 de tres fases de 30 amperios Cable de

alimentación de tres fases (servicio de 30 amperios)312313.8 amperios, fase única24 amperios, tres fases

PSU-1 2360W

PSU-6 2360W

PSU-5 2360W

PSU-4 2360W

PSU-3 2360W

PSU-2 2360W

Three Phase

30 Amp PDU-1

12

Three Phase Power Cord

(30 Amp Service)

Three Phase

30 Amp PDU-2

Three Phase Power Cord

(30 Amp Service)

3

123

13.8 Amps Single Phase

24 Amps Three Phase

Figura 20 Sistema de alimentación PDU de tres fases del PowerEdge M1000e

Figura 21 Fuente de alimentación de 2360 vatios del PowerEdge M1000e

La eficiencia energética del PowerEdge M1000e no se limita a la fuente de alimentación. Cada aspecto de la eficiencia se retocó y mejoró en relación con los diseños anteriores. Se agregó más cobre a los planos de alimentación de la placa del equipo para reducir pérdidas I2R, así como inductores mejorados y otros componentes, se aumentó la eficiencia de los conversores CC‐CC y se reemplazaron algunos reguladores de voltaje lineales con reguladores de conmutación más eficientes

La redundancia de alimentación del PowerEdge M1000e admite cualquier modelo necesario de uso. El PowerEdge M1000e requiere tres fuentes de alimentación de 2360 vatios para alimentar un sistema totalmente ocupado o seis fuentes de alimentación en un sistema completamente redundante. La figura 22 muestra modelos de redundancia de alimentación típicos. En la configuración de fuentes de alimentación N+N, el sistema brinda protección contra la pérdida de red de CA o las fallas de las fuentes de alimentación. Si una red de alimentación falla, tres fuentes de alimentación pierden su fuente de CA, y las tres fuentes de alimentación en la otra red siguen recibiendo alimentación, de modo que proporcionan potencia suficiente para que el sistema continúe funcionando. En la configuración N+1, sólo existe protección contra las fallas de las fuentes de alimentación, pero no contra las fallas de las redes. La probabilidad de que varias fuentes de alimentación fallen al mismo tiempo es remota. En la configuración N+0, no existe ningún tipo de protección y cualquier mecanismo de protección se debe proporcionar en el nivel del nodo o del chasis. Generalmente, se trata de HPCC o de algún otro entorno de clústeres donde la alimentación redundante no constituye un punto problemático, dado que el paralelismo de los nodos de procesamiento entre varios chasis de sistemas brinda toda la redundancia que se necesita.

El plano medio transporta toda la alimentación de CC de 12 voltios para el sistema, tanto la alimentación principal como la de reserva. La alimentación de las CMC, la pantalla LCD y el panel de control se suministra únicamente mediante la alimentación de reserva de 12 voltios, de modo que se garantiza que la administración en el nivel del chasis funcione en el estado de suspensión del chasis, siempre que haya alimentación de CA. La alimentación de los módulos del

servidor, los módulos de E/S, los ventiladores y el iKVM se suministra sólo mediante la alimentación principal de 12 voltios.

Power Supply

#1

Power Supply

#2

Chassis DC power bus

Power Supply

#3

Power Grid #1

Power Grid #2

Dua

l Pow

er G

rids

Power Supply

#4

Power Supply

#5

Power Supply

#6

AC Redundancy = N + N for AC Grid Redundancy

Power Supply

#1

Power Supply

#2


Power Supply

#3

Power Grid #1

Power Grid #2

Dua

l or S

ingl

e P

ower

Grid

(s)

Power Supply

#4

DC Redundancy = N + 1 for Power Supply Redundancy

BlankSlot #5

BlankSlot #6

Power Supply

#1

Power Supply

#2


Power Supply

#3

Power Grid #1

Sin

gle

Pow

er G

rid

Blank Slot #4

DC Redundancy = N + 0 for “Node” Redundancy

BlankSlot #5

BlankSlot #6

Figura 22 Modos de redundancia de alimentación

Midplane

Power Supply(1 of 6)12V Main Power

iKVM12V Main Power

CMC(1 of 2)

12V Main PowerI/O

Module(1 of 6)

LCD Panel

12V Standby Power

Blade(1 of 16)

12V Standby Power

12V Standby Power

12V Main Power

Fan Module (1

of 9)12V Main Power

12V

Standby

Power

12V

Main

Power

Figura 23 Arquitectura de la alimentación

Administración de energía La alimentación ya no se trata sólo del suministro de energía, se trata también de la administración de energía. El sistema PowerEdge M1000e agrega varias características avanzadas de administración de energía. La mayoría de ellas funcionan de manera transparente para el usuario, mientras que otras requieren que, por única vez, se seleccionen los modos de funcionamiento deseados.

La alimentación compartida aprovecha la amplia cantidad de recursos del servidor modular y distribuye la energía en el sistema sin el margen de exceso requerido en servidores y conmutadores dedicados de montaje en rack. El PowerEdge M1000e introduce una función avanzada de planificación de la energía, controlada por la CMC y negociada en conjunto con la iDRAC en cada módulo del servidor. Antes de encender un módulo del servidor a través de cualquiera de sus mecanismos de encendido, como la recuperación de CA, WOL o el simple uso del botón de encendido, la iDRAC del módulo del servidor realiza un sofisticado inventario de planificación de la energía para el módulo del servidor en función de su configuración de CPU, memoria, E/S y almacenamiento local. Una vez que se genera esta cifra, la iDRAC le comunica el inventario de planificación de la energía a la CMC, que confirma la disponibilidad de alimentación en el nivel del sistema, en función de un inventario total de la alimentación del chasis, que incluye las fuentes de alimentación, iKVM, los módulos de E/S, los ventiladores y los módulos del servidor. Dado que la CMC controla cuándo se enciende cada uno de los elementos del sistema modular, ahora puede establecer políticas de alimentación en el nivel del sistema.

En coordinación con la CMC, el hardware de la iDRAC supervisa de manera continua el consumo real de energía en cada módulo del servidor. El módulo del servidor utiliza esta medición de la energía de manera local para garantizar que su consumo instantáneo de energía no excede la cantidad planificada. Si bien es posible que los administradores de sistemas nunca adviertan la actividad de estas funciones, lo que ellos activan es un uso más agresivo de los

recursos compartidos de la alimentación del sistema. El sistema deja de "funcionar a ciegas" respecto del consumo de energía, y no existe ningún riesgo de exceder la capacidad de alimentación,

lo que podría resultar en la activación espontánea de la protección contra sobreintensidad de corriente de las fuentes de alimentación si no estuvieran presentes estas funciones.

Los administradores del sistema también pueden establecer prioridades para cada módulo del servidor. La prioridad funciona en conjunto con la planificación de energía de la CMC y la supervisión de alimentación de la iDRAC para asegurar que las cargas de menor prioridad sean las primeras en ingresar a cualquier modo de optimización energética, si las condiciones garantizaran la activación de esta función.

El PowerEdge M1000e introduce la conformidad con la especificación 1.1. que rige el bus de administración de la energía (PMBus) y utiliza este nuevo estándar de administración de energía para el estado, la medición y el control. Las fuentes de alimentación del PowerEdge M1000e supervisan de manera continua la entrada de corriente de CA, el voltaje y la alimentación, de modo que permiten la exposición de los datos a Dell OpenManage IT Assistant o a otras herramientas de administración de clase empresarial. En la actualidad, es posible ver el consumo de energía en tiempo real en cada sistema.

Refrigeración

La estrategia de refrigeración del PowerEdge M1000e admite una filosofía de diseño de baja impedancia y alta eficiencia. La aplicación de una impedancia más baja del flujo de aire permite que el sistema ventile su entorno a una presión de funcionamiento más baja que los sistemas competidores. En algunos casos, esto puede llegar a alcanzar un 40% menos de contrapresión respecto de los productos competidores con configuraciones similares. La contrapresión más baja reduce la energía consumida por los ventiladores del sistema para cumplir los requisitos del flujo de aire del sistema.

El diseño de impedancia baja está combinado con un dispositivo de circulación de aire de alta eficiencia diseñado especialmente para el PowerEdge M1000e. La eficiencia de este dispositivo se define como el resultado del trabajo del ventilador comparado con la alimentación eléctrica requerida para hacerlo funcionar. El ventilador del sistema funciona con una eficiencia que puede alcanzar hasta un 40% más que los ventiladores axiales típicos del mercado, y esto tiene una correlación directa con los ahorros del cliente sobre la energía requerida para propósitos de refrigeración.

Figura 24 Ventilador del PowerEdge M1000e

La filosofía del diseño de alta eficiencia también abarca la distribución de los subsistemas que se encuentran dentro del PowerEdge M1000e. Los módulos del servidor, los módulos de E/S y las fuentes de alimentación se incorporan

al sistema con recorridos de flujo de aire independientes. Esta característica permite aislar estos componentes del aire precalentado y reducir el consumo requerido de flujo de aire de cada módulo.

Figura 25 Perfil del aire de refrigeración de los módulos del servidor

Entrada de los módulos del servidor (Vista frontal del M1000e)

Perfil del aire de refrigeración de los módulos del servidor

(Vista lateral del M1000e)

Figura 26 Perfil del aire de refrigeración de los módulos de E/S

Entrada de los módulos del servidor (Vista frontal del M1000e)

Entrada de los módulos de E/S (Vista frontal del M1000e)

Ubicación de los módulos E/S y dirección del flujo de aire

(Vista posterior del M1000e)

Perfil del aire de refrigeración de E/S (Vista lateral del M1000e)

Perfil del aire de refrigeración de los módulos del servidor


Los módulos del servidor se refrigeran mediante el método de refrigeración tradicional desde la parte frontal hacia la parte trasera. Como se muestra en la figura 25, en la parte frontal del sistema se impone un área de entrada para los módulos del servidor individuales. El aire atraviesa los módulos del servidor mediante los orificios de ventilación ubicados en el plano

Entrada de los módulos de E/S

(Vista frontal del M1000e)

Ubicación de los módulos E/S y dirección del flujo de aire

(Vista posterior del M1000e)

Perfil del aire de refrigeración de E/S (Vista lateral del M1000e)

medio y, a continuación, es atraído por los ventiladores que expulsan el aire fuera del chasis. Hay cámaras de distribución del aire hacia la parte superior del plano medio, entre el plano medio y los blades, y hacia la parte inferior del plano medio, entre el plano medio y los ventiladores, para distribuir de manera más uniforme el potencial de refrigeración proveniente de las tres columnas de ventiladores en todos los módulos del servidor.

Los módulos de E/S utilizan un conducto de paso para tomar aire ambiente de la parte frontal del sistema y enviarlo a la entrada de módulos de E/S, como se muestra en la figura 26. Este conducto está ubicado sobre los módulos del servidor. De esta manera, el aire fresco pasa a través de los módulos E/S mediante un recorrido que va desde arriba hacia abajo, y se deposita en la cámara de distribución del aire, ubicada entre el plano medio y los ventiladores, desde donde se expulsa del sistema.

Las fuentes de alimentación, ubicadas en la parte posterior del sistema, utilizan el método de refrigeración básico desde la parte frontal hacia la parte trasera, pero toman el aire de entrada del conducto que se encuentra debajo de los módulos del servidor, como se muestra en la figura 27. Esto garantiza que las fuentes de alimentación reciban aire a temperatura ambiente.

Figura 27 Perfil del aire de refrigeración de las fuentes de alimentación

Este diseño de hardware está combinado con un algoritmo de refrigeración térmica que incorpora las siguientes características: • Supervisión térmica por parte de la iDRAC en el nivel del módulo del servidor • Supervisión del estado térmico de los módulos de E/S • Control y supervisión de los ventiladores por parte de la CMC La iDRAC en cada módulo del servidor calcula la cantidad de flujo de aire requerida en el nivel del módulo del servidor individual y envía una solicitud a la CMC. La solicitud se basa en las condiciones térmicas del módulo del servidor y en los requisitos pasivos vinculados a la configuración del hardware. Cada módulo de E/S puede enviar simultáneamente una solicitud a

Entrada de la fuente de alimentación


Perfil del aire de refrigeración de la fuente de alimentación


la CMC para que aumente o reduzca la refrigeración del subsistema de E/S. La CMC interpreta estas solicitudes y puede controlar los ventiladores según se requiera para mantener en niveles óptimos el flujo de aire del servidor y de los módulos de E/S.

Entrada de la fuente de alimentación


Perfil del aire de refrigeración de la fuente de alimentación (Vista lateral del M1000e)

Los ventiladores son redundantes N+1. Esto significa que cualquier ventilador puede fallar sin causar repercusiones en el tiempo de actividad o en la confiabilidad del sistema. En el caso de que se produzca una falla de un ventilador, el comportamiento del sistema dependerá de las temperaturas resultantes que este tenga, de acuerdo con la supervisión de la iDRAC del módulo del servidor y de los módulos de E/S. La CMC sigue interpretando las necesidades de flujo de aire de cada módulo del servidor y de E/S a fin de controlar adecuadamente las velocidades de los ventiladores. El sistema no lleva los ventiladores a su velocidad máxima si se produce una falla en alguno de ellos, a menos que la supervisión incorporada lo considere necesario.

El PowerEdge M1000e está diseñado para ofrecer una buena calidad de sonido de conformidad con la especificación acústica de Dell Enterprise. En comparación con generaciones anteriores de productos, los ventiladores poseen más niveles de control, de modo que es posible lograr un ajuste más preciso de su comportamiento. El firmware está optimizado para seleccionar las velocidades más bajas de los ventiladores y, por ende, la producción acústica más baja para cualquier condición y configuración.

Administración de sistemas

El servidor modular PowerEdge M1000e de Dell proporciona mejoras importantes en materia de funciones de administración. Estas funciones están basadas en los comentarios directos de los clientes, a quienes les brindan asistencia con la implementación de servidores modulares en sus entornos. Cada subsistema fue sometido a un proceso de revisión y ajuste con el fin de optimizar la eficiencia, minimizar el impacto sobre los procesos y las herramientas de administración existentes, y ofrecer oportunidades de crecimiento futuro para la administración basada en estándares.

Blade-16CMC 1L2+ conmutadorCMC MPUAdministración del chasisCMC 2L2+ conmutadorCMC MPUAdministración del chasisBlade-

1iDRACiDRACIOM-1AdministraciónIOM-6AdministraciónKVM localRed de administración 1Red de administración 2Video analógico, teclado y mouse USBI2CFuente de alimentación 1Fuente de alimentación 2Fuente de alimentación 6Botones del chasis, FRU, LEDPWM,

TACHIntranetIntranetOSCARVENTILADOR 1VENTILADOR 2VENTILADOR 9I2CPanel de LCD

Figura 28 Diagrama de bloques simplificado de la arquitectura de administración del sistema

La figura 28 ilustra las conexiones de administración que transfieren el tráfico de estado y de control a través del chasis. La estructura de la administración del sistema está diseñada para Ethernet 100BaseT sobre pares diferenciales conectados a cada módulo. Hay dos interfaces 100BaseT entre las CMC, una

conmutada y la otra sin conmutar. Toda la Ethernet de la administración del sistema está conectada para la señalización de 100 Mbps. Cada módulo tiene un enlace de red de administración hacia cada CMC, con redundancia provista en el nivel del módulo. La falla de alguno de los enlaces individuales produce la conmutación por error de la CMC redundante.

Controladora de administración de chasis (CMC) La controladora de administración del chasis o CMC permite el acceso y el control de la administración del chasis. El PowerEdge M1000e posee al menos una CMC y admite un módulo redundante opcional, cada uno de ellos ocupa una ranura a la que se accede a través de la parte posterior del chasis. La redundancia se proporciona en un emparejamiento de estado de activo ‐ en suspensión, y la conmutación por error se produce cuando el módulo activo falla o se degrada. La interfaz de la CMC se presenta a través de puertos dobles de apilamiento de Ethernet de 10/100/1000 y de un puerto serial. La interfaz del puerto serial de la CMC ofrece la administración común de hasta seis módulos de E/S a través de una sola conexión.

Figura 29 Controladora de administración del chasis del PowerEdge M1000e

Figura 30 Panel frontal de la controladora de administración del chasis

La CMC proporciona acceso seguro de administración remota al chasis y a los módulos instalados. Administra o facilita la administración de: • El estado, el inventario y las alertas de los módulos del servidor, de la infraestructura del chasis

y de los módulos de E/S • La configuración centralizada de la iDRAC, los módulos de E/S y la CMC • SSL/SSH • La secuenciación de la alimentación de los módulos en conjunto con los estados de

alimentación definidos del chasis • La administración y la asignación de la planificación de energía • La configuración del conmutador de alimentación integrado, que facilita el acceso externo a los

módulos administrables • Administración de usuarios remotos • El punto de entrada de la interfaz del usuario (web, Telnet, SSH, serial) • La supervisión y las alertas para las condiciones ambientales del chasis o los umbrales de

estado de los componentes. Esto incluye, entre otras cosas, lo que se detalla a continuación: o Consumo de energía en tiempo real o Fuentes de alimentación

o Ventiladores o Distribución de la energía o Temperatura o Redundancia de la CMC o Coherencia de las estructuras de E/S

• Las características SMASH‐CLP que brindan al módulo del servidor del chasis las funciones de control de alimentación

• WSMAN • CIM XML • SNMP • RACADM • Administración del tráfico de Ethernet (firewall) • Administración de conmutadores Ethernet • VLAN privada • Servicio DHCP privado • Servicio TFTP privado • Medios virtuales • Interfaz de KVM virtual entre la red IP y el vKVM iDRAC del módulo del servidor • Administración de firmware de CMC, módulos de E/S, iDRAC, iKVM

Controladora de acceso remoto integrada de Dell (iDRAC) La solución básica de administración de módulos del servidor incluye funciones adicionales para la implementación y la administración eficientes de servidores en un factor de forma de servidor modular. El circuito básico, que integra la función BMC con el soporte de hardware para KVM virtual (vKVM) y para medios virtuales (vMedia), se denomina controladora de acceso remoto integrada de Dell o iDRAC. La iDRAC tiene dos conexiones de Ethernet, una para cada CMC, de modo que brinda redundancia de interfaces de administración de sistemas.

En la actualidad, los servidores modulares de Dell incluyen vKVM como una característica estándar y enrutan la salida del teclado, la salida del mouse y del video del operador entre el módulo del servidor de destino y una consola ubicada en la red IP de la administración del sistema. Con hasta dos sesiones vKVM simultáneas por blade, hoy en día, la administración remota satisface prácticamente cualquier modelo de uso. Además, vMedia ya es un estándar y proporciona

emulación de USB DVD‐R/W, USB CD‐R/W, unidad flash USB, imagen ISO USB y disquete USB sobre una interfaz IP. La conexión a vKVM y vMedia se realiza a través de la CMC, con cifrado disponible por transmisión.

Lo más destacado de la solución iDRAC incluye lo que se detalla a continuación: • Interfaz de administración dedicada para funciones de administración de alto rendimiento • Medios virtuales • KVM virtual • Administración fuera de banda IPMI 2.0 • Redirección de serial sobre LAN • SMASH CLP • Estado e inventario de blades • Administración de energía activa

• Integración con Active Directory • Seguridad, local y Active Directory

Controladora integrada de mouse y de teclado El gabinete modular admite un módulo opcional de KVM (iKVM) integrado. Este módulo ocupa una sola ranura a la que se accede a través de la parte posterior del chasis. El iKVM redirige las interfaces eléctricas locales de video, teclado y mouse del módulo del servidor a los puertos locales iKVM o a los puertos del panel frontal del PowerEdge M1000e. El iKVM permite la conexión de un solo monitor VGA, un teclado USB y un mouse USB sin llave, que luego se pueden cambiar entre los módulos del servidor, según sea necesario, mediante un menú de selección de visualización en pantalla. Además, el iKVM tiene una interfaz de consola analógica (ACI) compatible con el puerto RJ45, que permite que el iKVM vincule la interfaz a un dispositivo KVM de manera ascendente respecto del iKVM a través de cableado CAT5. Diseñado con tecnología Avocent, el puerto ACI reduce el costo y la complejidad al proporcionar acceso para dieciséis servidores utilizando sólo un puerto en un conmutador KVM externo.

Figura 31 Módulo iKVM del PowerEdge M1000e

El iKVM tiene una nueva característica de diecisiete blades, de modo que conecta la interfaz de la línea de comandos de la CMC a través del conmutador KVM y admite asistentes de implementación basados en texto en los monitores VGA. El firmware del iKVM se actualiza mediante la CMC.

Figura 32 Panel frontal iKVM

Panel de control y LCD El panel de control tiene la interfaz local del usuario. Las funciones incluyen LED de diagnóstico en el nivel del chasis, pantalla LCD y botón de encendido. El dispositivo no es conectable en caliente y está siempre encendido, incluso en el modo de suspensión del chasis.

Figura 33 Posición empotrada del panel LCD del PowerEdge M1000

Figura 34 Panel LCD en uso del PowerEdge M1000e

La pantalla LCD del chasis muestra información, estado y fallas del chasis, así como fallas importantes de los módulos del servidor. Además, ofrece una interfaz para la configuración de la red de la CMC y de los módulos del servidor. Se incluye un mensaje de error que aparece cuando no hay ninguna CMC en el chasis. Ahora la etiqueta de servicio, la etiqueta de identificación y la dirección IP pueden observarse con facilidad en cada uno de los sistemas modulares PowerEdge M1000e a través de la pantalla LCD. El panel LCD se puede plegar hacia dentro de la estructura del chasis o se puede extender y orientar en diferentes ángulos una vez instalado para obtener una visibilidad completa, independientemente del lugar en que el PowerEdge M1000e esté montado en el rack.

*Es posible que las imágenes difieran del producto final.

Figura 35 Ejemplos de gráficos de LCD

Conclusión

El gabinete de servidor modular PowerEdge M1000e es un avance en materia de diseño de servidores de clase empresarial. Dell optimizó el nuevo gabinete de servidor modular PowerEdge M1000e y los módulos del servidor M600/605 para:

• Maximizar la flexibilidad: la arquitectura modular de E/S, de alimentación, de refrigeración y de administración.

• Maximizar la duración: el diseño optimizado de alimentación y refrigeración es compatible con las generaciones presentes y futuras de los módulos del servidor y E/S. Ancho de banda de E/S para admitir no sólo la generación actual de Ethernet de 10 Gb, InfiniBand de 20 Gbps y canal de fibra de 4 Gbps, sino también hasta InfiniBand de cuádruple velocidad de transferencia de datos (QDR) de 40 Gbps, Ethernet serial de 10 Gbps y canal de fibra de 8 Gbps.

• Bajo costo total de propiedad: menor costo que los servidores poco flexibles con características equivalentes. El uso más eficiente de la alimentación y la refrigeración.

Agradecimientos

El autor desea agradecer a Richard Crisp, Mike Roberts y K.C. Coxe por su colaboración en estas notas técnicas.

Arquitectura del gabinete modular Dell PowerEdge … Dell Way Round Rock, Texas 78682 Arquitectura...

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