Arsitektur Server dan Linux Fail Over Irtanto Wijaya

(1)

Arsitektur Server

dan

Linux Fail Over

Irtanto Wijaya

RnD Rainer Server

(2)

` K on eksi In tern et K abel E m ail via B lackb erry T elpon via GS M/3G TV S atellite/ P ay TV K o neksi Intern el W ireless SERVER ` PC-1 ` PC-2 ` PC-3 ` PC-4 Intern et Co nnec tion

Koneksi via kabel LAN Switch Modem/ Router Internet Service Provider (ISP) SERVER

Merupakan komputer induk dari semua komputer yang terhubung pada jaringan yang menangani pengolahan, pendistribusian dan penyimpanan data secara terpusat.

(3)

Server vs Workstation vs PC Desktop

Server Workstation PC Desktop

Definisi

Fungsi

GUI Optional Terinstal Terinstal

Performa

Komputer induk dari semua komputer yang menangani pengolahan,

pendistribusian dan

penyimpanan data terpusat

Komputer atau PC yang digunakan untuk aplikasi seperti graphic art, Desain 3-D, Video Editing

Komputer yang oleh

perseorangan sehari hari di rumah atau

perkantoran.

Melayani service jaringan, Perkantoran, Edukasi dll. Business, Design, Engineering, Multi-Media Production. Umum ( internet, perkantoran dsb)

Menangani beban berat dalam periode yang lama

Memiliki multimedia dan sangat baik digunakan untuk aplikasi graphic atau video

Baik dan didesain untuk kerja 8 jam x 7 bukan untuk menangani beban berat dalam periode lama.

(4)

Chassis Server

(5)

Pedestal

Chassis server yang memiliki

bentuk mirip degan PC desktop.

Biasanya memiliki banyak ruang

untuk hard disk

(6)

Pada umumnya diletakan selain di

rack (rackmount)

, biasanya

ditempatkan di meja atau rack yang bisa memuat chasis yang

lebih tinggi dan lebar.

Penempatan Server Pedestal

(7)

Rackmount

•_{Biasanya dipasang pada rack}

khusus server.

•_{1U merupakan ketebalan atau}

ketinggian dari chassis

rackmount 1U sama dengan 1.75” atau sekitar 44.5mm

Rackmount 2U

Rackmount 1U

Chassis berbentuk pipih

horizontal dan dapat disusun pada rak atau lemari khusus

(8)

Modular dan Blade

Modular Server

Blade Server

Terdiri dari beberapa modul server seperti : Compute module, Storage Control Module, Mnagement Module dsb.

Server pipih yang dipasang secara vertikal pada kabinet khusus ( high density server)

(9)

6U Rackmount

6 Compute Module (6 Server module) 14 SAS hard disk 2.5 inch hot-swapable 2 front USB ports + VGA connector

Storage Controlled Module (SCM) Management Module

Gigabit Switch 10 port module

Redundant Power Supply hotswapable 2 Rear Hotswap Fan Module

(10)

Penempatan Server Rackmount

s

Penempatan server rackmount biasanya dipasang pada sebuah rack khusus server

(11)

Processor

(12)

Series Processor Frequency C a che Int el Xeon 3110 3.0Ghz 6MB L2 1333Mhz Int el Xeon 34 30 2.4 Ghz 8MB L3 2.5GT /s Int el Xeon 54 05 2.0 Ghz 12MB L2 1333Mhz Int el Xeon 54 20 2.5 Ghz 12MB L2 1333Mhz Int el Xeon 5504 2.0 Ghz 4 MB L3 4 .8GT /s Int el Xeon 5520 2.26 Ghz 8MB L3 5.86GT /s B us Speed Int el Xeon 3100 series Int el Xeon 34 00 series Int el Xeon 54 00 Series Int el Xeon 5500 series

Processor Intel Xeon

Keuntungan menggunakan multi Core dari pada Singgle processor adalah Dengan menggunakan processor multi core dapat meyelesaikan tugas lebih cepat karen dikerjakan secara simultan oleh masing masing core.

Processor merupakan otak dari sebuah komputer dan juga sering dikenal juga sebagai CPU (Central Processing Unit)

Untuk Server, processor didesain untuk menangani kerja berat dalam waktu 24 jam x 7 hari (non stop).

3Ch. DDR3

(13)

Integrated Power Gates : Fitur ini mengijinkan 'Idle Core' mengurangi konsumsi power hingga mencapai 0 setiap corenya.

Automated Low Power States : Fitur ini mengijinkan pemakaian power yang lebih rendah tergantung dari Load.

Integrated Power Gates

Automated

Low Power States

Core0

Core0 Core1 Core2 Core3 Memory System, Cache, I/O

Voltage (cores)

Voltage (rest of processor)

new new

Enhanced

Automatic or manual

core control

consumption based on real-time Adjusts system power

load

Intel

®

Xeon

®

Processor 5500

(14)

Fr eq ue nc y ( F) Workload Lightly Threaded or < TDP Fr eq ue nc y ( F) C or e 2 C or e 3 C or e 0 C or e 1 C or e 2 C or e 3 C or e 0 C or e 1

Power gating

•Zero power for inactive cores

Turbo boost technology

•In response to workload adds additional performance bins within headroom cores

Intel

®

Xeon

®

Processor 5500 Series

(15)

C or e 2 C or e 3 C or e 0 C or e 1 Fr eq ue nc y ( F ) Workload Lightly Threaded or < TDP Fr eq ue nc y ( F ) C or e 2 C or e 3 C or e 0 C or e 1

Active cores running workloads < TDP Turbo boost technology

• In response to workload adds additional performance bins within headroom cores

Intel

®

Xeon

®

Processor 5500 Series

(16)

(17)

Smart Cache

•_{Cache merupakan tempat penyimpanan data yang sering diakses}

oleh processor. Cache terdapat dalam processor.

•_{Processor dengan cache besar memiliki lebih banyak keuntungan}

dalam menjalankan game, multimedia dan aplikasi lainnya.

•_{Smart cache mengijinkn masing-masing core secara dinamis untuk}

(18)

Memory

(19)

Memory Server

ECC (Error Corection Code). ECC merupakan fitur memory yang berfungsi untuk mengecek kesalahan bit – bit data yang masuk ke RAM memory

Variant memory berdasarkan fungsinya

ECC Register. Merupakan RAM ECC yang memiliki IC register. Yang berfungsi untuk meningkatkan kemampuan dalam penanganan transfer data skala besar.

FBDIMM (Fully Buffered DIMM). Merupakan RAM DDR2 yang memiliki banwidth 3x lipat dibanding yang lainnya (mencapai 21GB/s).

Untuk FBDIMM didesain khusus untuk server chipset 5000. Dikembangkan untuk menaikan speed dan kapasitas maksimum DDR2. Untuk itu maka FBDIMM dibuat komunikasi antar modulnya dan memory controller adalah serial sehingga pengkabelan lebih sedikit dan bisa menambah jumlah channel.

(20)

Cara Perhitungan Bandwidth RAM pada server 5000 chipset

DDR2 FBDIMM dengan PC 5300 ( 667Mhz ) berarti memiliki tansfer rate

667Mhz x 8 Byte = 5336 MB/s, maka dari itu di psaran secara fisik memori ditulis PC 5300

Untuk Dual channel maka bandwidth memori dikalikan dua, sehingga memori yang memilki bandwidth 5336 Mhz ( PC5300 ) akan mempunyai

bandwidth 2x 5336MB/s = 10672 MB/s

Untuk mendapatkan maksimum konfigurasi sehingga didapatkan bandwidth maximum maka perlu disamakan bandwidth processor dengan bandwidth memory. Untuk perhitungan bandwidth processor sama dengan memory FSB x 8Byte.

Processor dengan FSB 1333Mhz memiliki bandwidth 1333Mhz x 8 Byte = 10664 MB/s. Maka diperlukan memori PC5300 dengan konfigurasi dual channel

(21)

FBDIMM ( Fully Buffered DIMM)

DDR3 ECC Register

Memory

(22)

DDR3 vs DDR2

DDR3 digunakan pada chipset Intel 5500 dan 3420

• DDR3 bekerja pada tegangan

1.5 Volt

, DDR2 bekerja pada

tegangan

1.8 Volt.

• Bandwidth 2x lebih besar 2x dari DDR2

D D R 2 D D R 3

3200 6400

4266 8533

5333 10667

6400 12800

Laju Transfer dat a maksimum (M B/s)

(23)

DDR3 1066 25.5 GB/s 96 GB •8M cache •6.4 GT/s QPI •HT •Turbo •8M cache •5.86 GT/s QPI •HT •Turbo •4M cache •4.8 GT/s QPI

Advanc

ed

DDR3 800 19.2 GB/s 144 GB DDR3 1333 32 GB/s 48 GB Memory

Requirement Max_Bandwidth Balanced_Performance Max_Capacity

HPC Virtualized Environment E5506 2.13 GHz E5504 2.00 GHz E5502 1.86 GHz (2C) Example Usages Memory Technology E5540 2.53 GHz E5530 2.40 GHz E5520 2.26 GHz X5570 2.93 GHz X5560 2.80 GHz X5550 2.66 GHz

Standar

d

Basic

X5570 2.93 GHz X5560 2.80 GHz X5550 2.66 GHz 80W 95W 80W X5570 2.93 GHz X5560 2.80 GHz X5550 2.66 GHz E5540 2.53 GHz E5530 2.40 GHz E5520 2.26 GHz

General Purpose Enterprise Workloads

Matching Memory DDR3 dengan Processor

5500 series

(24)

PCI

Peripheral Component

Interconnect

(25)

(26)

PCI ( Peripheral Component Interconnect)

Standard PCI adalah 32bit, beroperasi pada 33Mhz. Throughput

133MB/s

Pada umumnya PCI-X memiliki grade operasi

:



66MHz (528MB/s)- pada server lama



133Mhz (1.06GB/s) – pada serve modern (chipset 5000 dan

3000 )



266Mhz (2.13GB/s) – diganti dengan PCI Express



532Mhz (4.26GB/s) - diganti dengan PCI Express

Keterbatasan Speed PCI-X



Dua PCI-X 133 dipasang, maksimum beroperasi pada 100Mhz

(27)

PCI Express

Pada awalnya PCIe disebut sebagai HSI (High Speed Interconnec) kemudian mengalami perubahan nama 3GIO ( Third Generation I/O) yang pada akhirnya berubah menjadi nama PCI Express yang disusun pertama kali oleh Arapaho Work Group (AWG) yang terdiri dari hanya tim Intel.

Arsitektur High-speed point-to-point menggunakan teknologi serial, atau merupakan versi paket serial dari PCI.

Lane Pin Total

Panjang

x1

18 25mm

x4

32 39mm

x8

49 56mm

(28)

PCI Express Gen 2.0 (PCIe 2.0)

Lane PCI Express 1.0PCI Express 2.0

x1

250MB/s

500MB/s

x4

1000MB/s

2000MB/s

x8

2000MB/s

4000MB/s

(29)

Chipset

Chipset merupakan jantung dari motherboard. Motherboard pada

umumnya memiliki dua tipe chipset.

1. MCH (north bridge) : Memory Controlle Hub, berfungsi untuk

mengatur jalannya data antar processor, graphic controller dan

RAM

2. ICH (south bridge) : Input/Output Controller Hub, berfungsi

mengatur jalannya

data pada HDD dan I/O seperti : USB, Mouse, keyboard, LAN dll.

Pada chipset 5500 sudah tidak memiliki MCH karena memory

(30)

(31)

(32)

HARD DISK

(33)

Hard Disk Server

SATA Barracuda ES

SCSI 68

pin

S AT A S C S I S AS Ke ce pa t a n 300MB/s 320MB/s 600MB/s

Kon figura siPoint to point Bus (parallel) Point to Point

SCSI 80 pin ( Small Computer System

Interface)

(34)

RAID

Redundant Array of

Inexpensive Disk

(35)

RAID

Menggabungkan minimal dua harddisk yang identik

untuk mendapatkan redundant dan performa yang

lebih baik.

Macam – macam RAID

- RAID 0 - RAID 1

- RAID 10 - RAID 5

- RAID 50 - RAID 6

- RAID 60 - RAID 1E

(36)

Keseluruhan harddisk yang dimiliki akan berfungsi sebagai tempat

penyimpanan data. Data disimpan kedalam disk akan di-stripe

keseluruh harddisk anggota dari RAID 0 tersebut

Tidak memiliki redundant sehingga satu hard disk rusak maka semua data akan rusak.

RAID 0

Tidak memiliki redundant sehingga satu hard disk rusak maka semua data akan rusak

(37)

RAID 1 (mirroring)

Minimum dan maximum diperlukan

2 Hard disk

Semua data yang ada pada satu hard disk akan di mirror ( dibackup ) sama persis ke hard disk yang lain.

Setengah dari jumlah Hard disk yang diposisikan sebagai RAID 1 digunakan sebagai mirror. Dengan kata lain bahwa hanya setengah dari kapasitas Hard disk keseluruhan yang dapat digunakan sebagai penyimpanan data, setengah lagi hanya berfungsi sebagai mirror atau backup saja

(38)

RAID 10

- Minimum diperlukan 4 Hard disk

- Storage efficiency 50%

-

Hanya terbaca separuh dari total hard disk yang terpasang

Data di-stripe ke dua hard disk kemudian setiap hard disk yang berisi data-stripped akan di mirror ke hard disk yang lainnya dalam anggota array.

Memiliki baca tulis yang lebih baik dibanding RAID 1 dan memiliki kapasitas penyimpanan sebesar 50% dari total kapasitas hard disk yang terpasang. Memperbolehkan lebih dari satu hard disk rusak pada array yang berbeda.

(39)

RAID 5

Minimum diperlukan 3 Hard disk Hanya memperbolehkan 1 hard disk yang gagal.

Storage Efficiency 66.7% bila

menggunakan 3 hard disk.75% bila menggunakan 4 hard disk.

Data distripe ke semua hard disk dan masing masing hard disk

terdapat sebuah parity yang bisa dianalogikan sebagai image dari

kedua blok hard disk yang lainnya.

(40)

RAID 6

Minimum diperlukan 4 Hard disk

Storage efficiency 50% untuk 4 HDD dan 75 % untuk 8 HDD

Merupakan pengembangan RAID 5 dimana RAID 6 memiliki Dual Parity sehingga memungkinkan maksimum 2 hard disk rusak atau gagal

Data di-stripe ke semua hard disk dan masing masing hard disk terdapat dua parity yang bisa dianalogikan masing masing parity adalah sebagai image dari kedua blok hard disks yang lainnya.

(41)

RAID 1E

A

B

C

•_{Kapasitas separuh dari total hard disk}

(42)

Pengukuran Daya DC

Output Yang Digunakan

Sistem Server

(43)

Power Supply Unit (PSU)

Merupakan perangkat yang berfungsi memberi supply daya listrik DC ke sistem komputer. PSU server dirancang untuk bekerja 24x7 atau non stop sehingga dapat menunjang kerja server. Faktor penting PSU adalah daya output .

Untuk melakukan estimasi daya yang dibutuhkan sistem server bisa dengan menjumlahkan daya maksimum pada masing masing komponen seperti Processor HD dan ODD.

Redundant Power Supply

Non redundant power

supply

(44)

Pengukuran Daya DC Output

Pengukuran daya yang melewati Konektor

24 pin



Pasang komponen server seperti Processor (Xeon 5520), mainboar

(5500BCR), hard disk SATA dan memory (8 memory).



Instal Windows Operating System kemudian instal program untuk

melakukan stressed pada processor dan hard disk.

(45)

Pengukuran Daya yang pada

Hard disk

Pengukuran daya yang diserap oleh hard disk yang bekerja maksimum ( stressed )

(46)

Perhitungan Daya

Kuning 1 11.94 10.3 122.98 Kuning 2 11.94 10.1 120.59 Tot al 243.58 Warna Kabel Tegangan Terukur (Volt ) Arus t erukur saat St ress (Ampere) Daya t erukur (Wat t )

Hasil pengukuran Power Connector 8 pin pada mainboard (Power for 2 CPU)

W a rn a K a b e l M e ra h 5 V o lt 5 .1 2 2 .7 1 3 .8 2 K u n in g 1 2 V o lt 1 1 .9 4 0 .7 7 9 .1 9 O ra n g e 3 .3 V o lt 3 .3 5 1 .8 9 6 .3 3 A b u -a b u 5 V o lt 5 .0 6 V o lt 2 .6 u A 0 .0 1 3 m W a tt B iru -1 2 V o lt -1 2 .2 8 -0 .0 1 4 0 .1 7 U n g u 5 V o lt 5 .0 1 0 .7 7 0 3 .8 6 H ija u 2 .4 V o lt 0 .0 1 V o lt 0 .2 m A 0 .0 0 2 m W a tt T o t a l 3 3 .4 T e g a n g a n N o m in a l (V o lt) T e g a n g a n T e ru ku r (V o lt) A ru s T e ru ku r (A m p e re ) D a y a T e ru ku r (W a tt)

Hasil pengukuran pada Power Connector 24 pin yang terhubung ke mainboard.

Merah 2 0.6 5.12 6.14 Kuning 2 0.62 11.94 14.81 T ot al Daya 20.9 5 Warna Kabel deviceJm lh Arus terukur (A) Tegangan Terukur (V) Daya Terukur (Watt)

Daya Total = 298 Watt

Hasil pengukuran Daya pada Hard disk SATA

(47)

Pembacaan Daya Output pada Power Supply

Daya Output DC

P( Watt ) = V (volt) x I (Ampere)

Daya yang diserap dari PLN

(48)

Fail Over Cluster ( High Availability)

dan Server Mirror menggunakan

DRBD (Distributed Replicated Block

Device)

(49)

Fail Over Cluster ( High Availability) dan DRBD

(Distributed Replicated Block Device)

Failover clustering menyediakan solusi high availability

server dimana jika terjadi kegagalan pada sistem

hardware yang menyebabkan server mati total maka

server lain anggota cluster yang akan mengambil alih

fungsi dari server yang mati (master) dan data pada

server yang mati ter-backup pada server lainnya (slave).

Master Server

Slave Server

(50)

Fail Over Cluster ( High Availability) dan DRBD

(Distributed Replicated Block Device)

Heartbeat :

- Memonitor server online apa tidak ( bekerja apa tidak ), bisa menggunakan ethernet, bisa juga menggunakan serial port.

- Mengendalikan service-service yang akan dijalankan serta melakukan failover dimana service-service yang berjalan pada server master akan dialihkan ke server slave jika terjadi kegagalan pada server master.

DRBD :

- Melakukan mirror blok hard disk ke blok hard disk yang lain pada server lain anggota cluster.

(51)

Fail Over Cluster Menggunakan Heartbeat

dan DRBD

Slave Server

c

10.10.11.90 10.10.11.100

Dedicated heartbeat network

nic1 nic2 nic1 nic2

Virtual IP 10.10.11.80

10.10.11.20

Master Server _nic3 _nic3

192.168.1.11 192.168.1.10

(52)

Produk Rainer

(53)

(54)

(55)