Blade Server: So funktionieren High-Density-Server

Kompaktes Gehäuse, modularer Aufbau und hohe Serverdichte bei wenig Platzbedarf – diese Vorteile bieten Blade Server. Dafür nutzen sie ultradünne Server-Blades in kompakten Gehäuse und bieten hohe Serverdichte für optimale Auslastung, flexible IT-Administration und reduzierten Energieverbrauch.

Die Geschichte von Blade Servern reicht bis in die 2000er Jahre zurück. Damals erfanden RLX Technologies die neue Servertechnologie in Houston. Der erste kommerzielle Blade Server wurde 2001 von Christopher Hipp, dem „Vater der Blade-Technologie“ und David Kirkeby entwickelt. Als kompakte, skalierbare Server mit modularem Aufbau deckten sie die Nachfrage nach platzsparenden und zugleich leistungsstarken Servern für dedizierte Aufgaben.

Durch ihre Serverdichte, die reduzierte Verkabelung und den effizienten Energieverbrauch gelten Blade Server als eine der kompaktesten Servertechnologien auf dem Markt. Damit eignen sie sich für die optimale Verarbeitung und Verteilung von Workloads, die Konsolidierung von Netzwerk- und Speichergeräten und den dedizierten Einsatz für spezifische, geschäftskritische Anwendungen. Ob im räumlich begrenzten oder im groß angelegten Rechenzentrum mit hohem Energiebedarf – Blade Server bieten durch ihre hohe, modulare Serverdichte flexible Skalierbarkeit der Rechenkapazität.

Herzstücke eines Blade Servers sind das Gehäuse, auch Chassis genannt, sowie die namensgebenden Blades. Beim Chassis handelt es sich um ein meist längliches, kastenartiges Gehäuse, in dem sich die äußerst dünnen Blades befinden. Blades sind Leiterplatten, die als Server fungieren und in der Regel entsprechende Speichersysteme, Prozessoren, Netzwerk-Controller sowie Input/Output-Ports und Hot-Bus-Adapter enthalten.

Der konkrete Aufbau eines Blade Servers sieht wie folgt aus:

• Chassis: Kastenförmiges, kleines Gehäuse, das alle elektronischen Bauteile inklusive Server und Racks enthält
• Blades: Trägereinheiten, die Server samt Serverbestandteilen enthalten
• Server: Sind in den einzelnen, modularen Blades untergebracht und umfassen die Server inklusive Bestandteile wie Prozessoren, dedizierte Programme und Input/Output-Ports
• Racks: Dienen als externe Gestelle, mit denen sich Blade Server in einem Serverraum zu einer Einheit zusammenfassen und unterbringen lassen
• Backplane: Ein Bestandteil der Racks, über das sich die modularen Blade Server über Verkabelung, Stromquellen oder Leiterplatten verbinden lassen

Die Einsatzbereiche von Blade Servern sind durch ihre platz- und energiesparende Funktionsweise vielfältig. Da sich Blade Server durch ihren modularen Aufbau für dedizierte Aufgaben reservieren lassen, kommen sie häufig für die Verteilung von vielen Workloads oder für geschäftskritische Anwendungen zum Einsatz.

Häufige Anwendungsbereiche zudem:

• Virtualisierung: Durch die Virtualisierung von Anwendungen und Hardware lassen sich physische IT-Infrastrukturen reduzieren. Blade Server eignen sich daher durch ihren kompakten, flexiblen Aufbau für die Abstraktion von Soft- und Hardware, um IT-Ressourcen effizient auszulasten.
• Freigabe von Dateien: Blade Server erfüllen klassische Server-Aufgaben wie die Sicherung, Wiederherstellung und Übertragung von Dateien zwischen Endgeräten und digitalen Knoten.
• Cluster-Computing und Load Balancing: Blade Server dienen häufig als Bestandteile im Cluster-Computing und Server-Clustering, um hohe Verfügbarkeit, Skalierbarkeit, Lastausgleich und Failover-Dienste bereitzustellen.
• Web-Hosting: Für Webhosting bieten die modularen Servereinheiten flexible Skalierbarkeit und Hochverfügbarkeit für Hosts.
• File-Sharing: Für dedizierte Aufgaben wie File-Sharing-Dienste bieten Blade Server im Rahmen von Computer-Clustern eine hohe Verfügbarkeit und reduzierte Ausfallzeiten.
• Webpage-Caching: Wartezeiten und Stillstand beim Zwischenspeichern und Ausliefern von Websites lassen sich durch Blade Server deutlich reduzieren.
• SSL-Verschlüsselung und Malware-Schutz: Dedizierte Blade Server sind in der Lage, einen sicheren, verschlüsselten Datenaustausch zu gewährleisten und Schadsoftware abzuwehren.
• Streaming: Da es bei Streaming von Audio- und Videoinhalten auf ununterbrochenen Datenaustausch ankommt, optimieren Blade Server das Echtzeit-Streaming.
• Speicher: Durch mehr Server auf weniger Raum bieten Blade Server viel Speicherplatz und verbrauchen zugleich weniger Strom.
• Website-Transkodierung: Für die problemlose Darstellung von Website-Inhalten auf verschiedenen Endgeräten, eignen sich Blade Server für die Code-Konvertierung von Website-Elementen und somit auch für Mobile SEO.

Blade Server unterscheiden sich je nach Ausstattung und Hersteller. Zu den Marktführern zählen bekannte Namen wie Cisco Systems, Supermicro, Dell und HPE. Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale hinsichtlich Ausstattung sind:

• Leistungsfähigkeit der CPU: Häufig finden sich in Blade Servern Prozessoren und Verarbeitungseinheiten von Herstellern wie Intel, Sun Microsystems, Advanced Micro Devices und Motorola. Diese bestimmen wiederum, wie leistungsfähig die Servereinheiten sind.
• Speichermedium und Arbeitsspeicher: Für die Informationsverarbeitung in Echtzeit kommt es bei Blade Servern auf ausreichend Speicher in Form von SSD bzw. HDD sowie einem guten Arbeitsspeicher (RAM) an. In Blade Servern finden sich verschiedene Arbeitsspeichersysteme wie statischer RAM, der Daten im Originalzustand speichert oder dynamischer RAM, der Aktualisierungen während des laufenden Betriebs ermöglicht. Für Server, die auf die Verarbeitung visueller Daten angewiesen sind, kommt in der Regel der DDR-SDRAM als dynamischer Speicher mit dynamischem Direktzugriff und verdoppelter Datenrate zum Einsatz.
• Anschlussmöglichkeiten: Durch verschiedene Anschlussmöglichkeiten am Blade Server lassen sich Verbindungen über einen Token-Ring, einen Ethernet-Ausgang, über Glasfaserkanäle oder über ein Feldbus-Netzwerkprotokoll herstellen.
• Verbindungsmöglichkeiten zu Speichersystemen: Blade-Server-Typen sind über verschiedene Anschlusstypen an Speicher anschließbar – dazu zählen unter anderem FireWire, SATA, SCSI, DAT, FC und iSCSI.

Moderne Alternativen zu Blade Servern fokussieren sich ebenfalls auf die leistungsfähige Kompaktheit und gehen noch einen Schritt weiter. Hierzu zählen zum Beispiel Brick Server, die ganz ohne Gehäuse auskommen und somit noch weniger Raum erfordern. Weitere Server-Alternativen sind Cartridge Server, die in ihrer Größe einer Druckerpatrone ähneln. Eng verknüpft sind diese mit Microservern, die meist für spezifische Einsatzzwecke vorgesehen sind und auch modulare Server Cartdriges enthalten.

In einem Aspekt gleichen sich Blade Server und ihre Alternativen jedoch: Sie bemühen sich, möglichst platz- und energiesparend eine hohe und leistungsstarke Serverdichte in Form von Cluster Computing zu erreichen. Grundsätzlich lässt sich absehen, dass Servertechnologie zunehmend kleiner und effizienter wird und modulare Modelle hinsichtlich Wartung, Pflege und Skalierung gegenüber statischen Serveranlagen mehr Vorteile bieten.

Bei der Wahl der Servertechnologie kommen neben Blade Servern häufig auch Rack Server zum Einsatz. Diese bieten einen ähnlich platzsparenden Aufbau für hohe Rechenleistungen, unterscheiden sich jedoch in wesentlichen Aspekten. Rack Server werden meist vertikal in Strukturen montiert, die an Regale erinnern. Ähnlich wie bei Blade Servern lässt sich die Anzahl der gestapelten Rack Server erweitern oder reduzieren. Auf diese Weise bieten sie eine Serverleistung, die sich den Anforderungen an CPU, verfügbaren Platz und an individuelle Projekte anpasst. Es handelt sich somit ebenfalls um modular konzipierte und konfigurierbare Systeme, die jedoch statischer angelegt sind als Blade Server.

Blade Server kommen eher für Projekte mit hohem Strombedarf und dedizierten Anwendungen zum Einsatz. Genau hier liegt der wesentliche Unterschied zwischen Blade Servern und Rack Servern, denn Blade Server bestehen meist aus Servern, die spezifischen Anwendungen vorbehalten sind. Die Server Blades im Chassis sind meist horizontal gestapelt und können pro Blade für eine dedizierte Aufgabe eingesetzt werden. Zudem fungieren einzelne Blade Server im Gegensatz zu Rack Servern in der Regel nicht als Hauptserver, sondern sind als kombinierte Blade-Server-Stacks aktiv.

Ein großer Vorteil von Blade Servern gegenüber den etwas größeren Rack Servern ist zudem die einfache Wartung und Reparatur. Server Blades lassen sich unkompliziert im laufenden Betrieb austauschen und modular warten. Der Nachteil ist, dass Unternehmen hierbei auf die Bauteile eines bestimmen Herstellers angewiesen sein können und somit unter einem Vendor Lock-in leiden. Dennoch ersparen Sie sich mit Blade Servern eine aufwändige Verkabelung und profitieren von einer platzsparenden, flexiblen und effizienten Servertechnologie.