Rack servers : comment fonc­tion­nent un serveur rack ?

Les serveurs rack sont con­si­dé­rés comme le plus haut standard de serveurs dans les data centers. Les dif­fé­rents modèles et équi­pe­ments de serveurs rack ga­ran­tis­sent une puissance de calcul élevée adaptée aux besoins dans un espace réduit, dans un boîtier rack stable et robuste.

Trois ans seulement après l’in­tro­duc­tion du premier serveur Web en 1990, la série ProLiant de Compaq a été dé­ve­lop­pée comme premier serveur rack. Depuis, im­pos­sible d’endiguer l’essor des serveurs rack pour la puissance de calcul et le trai­te­ment des données efficaces dans tout data center. Cette tech­no­lo­gie a permis de faire rentrer les serveurs et leurs com­po­sants im­por­tants dans des boîtiers sûrs, comme des armoires, le tout dans un espace réduit. C’est ainsi que les salles de serveurs se sont répandues avant de devenir aujourd’hui un standard.

Le terme de rack server décrit la structure du matériel ainsi que ses avantages logiciels. Dans le cas des serveurs en rack, les serveurs et leurs com­po­sants sont montés dans un rack sous forme de tiroirs, en général nor­ma­li­sés à 19 pouces. Les fentes de fixation per­met­tent de visser so­li­de­ment boîtiers et com­po­sants matériels (Rack Bays). Le principe d’em­pi­le­ment permet une ven­ti­la­tion plus facile de l’ins­tal­la­tion serveur et de loger plus de matériel dans un espace réduit.

Le boîtier et sa grille de montage, appelés rack, servent de support pour l’hé­ber­ge­ment des serveurs. Le matériel et les com­po­sants serveurs peuvent être montés dans le rack sous forme de tiroirs ho­ri­zon­taux ou verticaux. Leur largeur nor­ma­li­sée à 19 pouces et leurs dif­fé­rentes hauteurs permet de monter les serveurs rack les uns à côté des autres pour gagner de la place. La pro­fon­deur de montage est de 60, 80, 100 ou 120 cm. D’autres éléments im­por­tants sont les guides, les rails et les étriers pour les câbles, les capteurs ainsi que les unités de ven­ti­la­tion et de re­froi­dis­se­ment. Selon les exigences de sécurité, ils peuvent aussi contenir des systèmes d’ex­tinc­tion par gaz inerte en cas d’urgence.

Les éléments im­por­tants des serveurs rack sont :

• Les blocs d’ali­men­ta­tion (PSU) ;
• Les unités centrales ;
• La mémoire vive (RAM) ;
• Les supports de stockage SSD ou HDD ;
• Les cartes réseau ou adap­ta­teurs réseau ;
• Les con­trô­leurs RAID ;
• Les con­trô­leurs hôte de bus.

Les domaines d’ap­pli­ca­tion des serveurs rack sont multiples. Leur facilité à con­fi­gu­rer, leur évo­lu­ti­vité et les pos­si­bi­li­tés d’extension des com­po­sants du serveur en font des outils adaptés aussi bien aux petites et moyennes en­tre­prises qu’aux grands centres de données. L’em­pi­le­ment des serveurs dans le rack permet de con­so­li­der les res­sources de manière efficace avec un gain de place.

Voici les prin­ci­paux champs d’ap­pli­ca­tion des serveurs rack :

• Vir­tua­li­sa­tion : par leur flexi­bi­lité de con­fi­gu­ra­tion et leur montage peu en­com­brant, les serveurs rack sont parfaits pour la vir­tua­li­sa­tion des res­sources ma­té­rielles selon le principe XaaS (Anything-as-a-Service). Ce montage permet de réduire ef­fi­ca­ce­ment la taille des in­fras­truc­tures in­for­ma­tiques tout en con­ser­vant les per­for­mances, voire en les amé­lio­rant ;
• Com­mu­ni­ca­tion : les serveurs rack con­trô­lent et gèrent les processus de com­mu­ni­ca­tion internes et externes ;
• Serveurs de fichiers : les serveurs rack servent souvent aussi de serveur de fichiers pour stocker les données et gérer l’accès aux res­sources de stockage sur le réseau ;
• Serveur d’im­pres­sion : les serveurs rack sont aussi utilisés pour les tâches d’im­pres­sion dédiées dans les réseaux in­for­ma­tiques, ainsi que pour la trans­mis­sion des tâches aux im­pri­mantes et traceurs ;
• Serveur d’accès réseau : les serveurs rack per­met­tent de gérer l’accès aux données, aux pro­grammes ou aux réseaux sous la forme de serveur d’accès réseau ;
• Mémoire : il est possible d’augmenter les res­sources mémoire ou de les con­so­li­der avec d’autres com­po­sants selon le volume et l’équi­pe­ment des serveurs rack.

Plus largement, les serveurs rack sont aussi utilisés en tant que :

• Serveur Proxy ;
• Serveur DNS ;
• Serveur de streaming ;
• Serveur de jeu en ligne ;
• Serveur de mes­sa­ge­rie.

Les serveurs rack se dis­tin­guent notamment par leur équi­pe­ment et leurs di­men­sions. Les racks au standard 19 pouces sont les plus utilisés et se divisent en général en racks à 2 colonnes et en racks à 4 colonnes. Selon leur largeur, il est possible de monter plusieurs com­po­sants de serveur de manière ho­ri­zon­tale ou verticale dans les tiroirs. Les unités de hauteur ver­ti­cales (les rack units) cons­ti­tuent un autre critère important. Celles-ci ont une dimension standard de 1,75 pouce (soit 4,445 cm). Les racks standards font 42 unités de hauteur.

Comme au départ certaines baies sont vides, on utilise aussi des panneaux d’ob­tu­ra­tion pour réserver des espaces et améliorer l’aspect visuel. En principe, le choix du serveur rack et de ses com­po­sants dépend des exigences in­di­vi­duelles en matière de puissance et d’espace, des éléments qui dé­ter­mi­ne­ront aussi la hauteur et la pro­fon­deur de montage né­ces­saires.

La tendance des centres de données à croître pour offrir plus de puissance et d’ef­fi­ca­cité, ainsi que l’aug­men­ta­tion des besoins en puissance de calcul et en per­for­mance font que les serveurs de­vien­nent de plus en plus compacts. Bien que les serveurs rack restent une tech­no­lo­gie très populaire, les al­ter­na­tives type serveurs lames ou serveurs car­touches gagnent du terrain. Elles offrent en plus la mobilité, per­met­tent d’éco­no­mi­ser encore plus d’espace et d’énergie et fa­ci­li­tent l’évo­lu­ti­vité de la con­fi­gu­ra­tion par leurs com­po­sants mo­du­laires.

Pour des tâches spé­ci­fiques, les mi­cro­ser­veurs sont aussi une al­ter­na­tive de plus en plus présente. Toutefois, pour les petites en­tre­prises sans salle de serveurs dédiée et sans grandes exigences en matière de puissance de calcul, les serveurs tour clas­siques restent une bonne solution.

Le premier serveur lames com­mer­cial a été lancé en 2001 et a bou­le­versé la tech­no­lo­gie des serveurs rack. Les serveurs lames con­tour­naient une grande faiblesse des serveurs rack : le problème d’espace dû à la présence de nombreux com­po­sants de serveur dans des cadres fixes montés en rack. À la place, les serveurs lames utilisent un châssis modulable et incluent les prin­ci­paux com­po­sants sous forme de plusieurs lames de serveur ultra-minces. Pour les en­tre­prises, les lames sont un matériel serveur plus compact pour une puissance de calcul égale ou su­pé­rieure. L’évolution et la main­te­nance sont aussi fa­ci­li­tées : il suffit d’insérer ou de retirer les com­po­sants du châssis.

En revanche, les serveurs lame sont nettement plus chers lors de l’achat, de la con­fi­gu­ra­tion initiale et de l’ins­tal­la­tion. Le rem­pla­ce­ment des com­po­sants peut aussi se révéler plus coûteux en raison du risque d’en­fer­me­ment pro­prié­taire. Comparés aux serveurs rack, les serveurs lames, gé­né­ra­le­ment utilisés pour des ap­pli­ca­tions dédiées, sont aussi moins ex­ten­sibles. Les con­nexions sup­plé­men­taires pour raccorder d’autres disques durs ou slots PCI sont plus réduites. Pour leur rapport qualité/prix, les serveurs rack restent encore le premier choix pour de nom­breuses en­tre­prises.