Serveur lame : comment marche un serveur haute densité ?

Un boîtier compact, une structure modulaire et une densité élevée pour un encombrement réduit : voici les avantages des serveurs lames, également appelés serveurs blade. Ils prennent la forme de lames de serveur ultra-fines dans de petits boîtiers avec une haute densité de serveurs pour une utilisation optimale, une administration IT modulable et une consommation d’énergie réduite.

L’histoire des serveurs lames (ou blade server en anglais) remonte aux années 2000. À l’époque, RLX Technologies invente une nouvelle technologie de serveur à Houston. Le premier serveur lame commercial a été développé en 2001 par Christopher Hipp, surnommé le « père de la technologie blade », et David Kirkeby. En tant que serveurs compacts et évolutifs avec une structure modulaire, ils répondent à une demande croissante de serveurs à la fois peu encombrants et puissants pour des tâches dédiées.

Grâce à leur densité, à leur câblage réduit et à leur faible consommation d’énergie, les serveurs lames sont considérés comme l’une des technologies de serveurs les plus compactes du marché. Ils sont adaptés au traitement et à la répartition optimale des charges de travail, à la consolidation des équipements de réseau et de stockage et à l’utilisation dédiée d’applications spécifiques, voire critiques pour l’entreprise. Que ce soit dans un espace réduit ou dans un data center à grande échelle avec des besoins élevés en énergie, les serveurs lames offrent une capacité de calcul flexible et évolutive par leur densité et leur modularité.

Les pièces les plus importantes d’un serveur lame sont le boîtier, aussi appelé châssis, et les lames (en anglais blades) qui lui ont donné son nom. Le châssis est un boîtier généralement allongé dans lequel se trouvent les lames très fines. Les lames sont des circuits imprimés qui font office de serveur et contiennent aussi les systèmes de stockage, les processeurs, les contrôleurs de réseau ainsi que les ports d’entrée/sortie et les contrôleurs hôte de bus correspondants.

Voici comment se présente la structure concrète d’un serveur lame :

• Châssis : petit boîtier avec les composants électroniques, y compris les serveurs et les racks ;
• Lames : unités de support avec les serveurs et leurs composants ;
• Serveurs : logés dans les différentes lames modulables, ils comprennent les serveurs et leurs composants comme les processeurs, les programmes dédiés et les ports d’entrée/sortie ;
• Racks : ce sont les racks externes pour regrouper et loger les serveurs lames dans une salle de serveurs ;
• Fond de panier : élément des racks pour connecter par câbles les serveurs lames modulaires, les sources d’alimentation ou les circuits imprimés.

Les domaines d’application des serveurs lames sont multiples grâce à leur fonctionnement peu encombrant et peu énergivore. Comme leur structure modulaire leur permet de réserver les serveurs lames à des tâches dédiées, on les retrouve notamment dans la distribution de nombreuses tâches de travail ou pour des logiciels essentiels pour l’entreprise.

Voici leurs applications les plus fréquentes :

• Virtualisation : la virtualisation d’applications et de matériel permet de réduire les infrastructures informatiques physiques. La structure compacte et flexible des serveurs lames est idéale pour l’abstraction de logiciels et de matériel afin d’utiliser au mieux les ressources informatiques ;
• Mise en commun : les serveurs lames remplissent des tâches classiques de serveur telles que la sauvegarde, la restauration et le transfert de fichiers entre les terminaux et les nœuds numériques ;
• Cluster computing et répartition de charge : les serveurs lames servent souvent de composants dans le cluster computing et le cluster de serveurs pour leur disponibilité, leur évolutivité, leur répartition de charge et leurs services de basculement ;
• Hébergement Web : les unités modulaires de serveurs offrent une grande évolutivité et une haute disponibilité pour l’hébergement ;
• Partage de fichiers : pour les tâches dédiées du type partage de fichiers dans un cluster d’ordinateurs, les serveurs lames offrent là encore une haute disponibilité avec des temps d’arrêt réduits ;
• Mise en cache de pages Web : les serveurs lames aident à réduire les temps de latence et d’arrêt lors de la mise en cache et de l’affichage de sites Internet ;
• Cryptage SSL et protection contre les logiciels malveillants : les serveurs lames garantissent les échanges de données sécurisés et chiffrés et aident à lutter contre les malwares ;
• Streaming : les serveurs lames optimisent le streaming en temps réel car le streaming audio ou vidéo demande un échange de données en continu ;
• Stockage : grâce au plus grand nombre de serveurs dans un même volume, les serveurs lames offrent une grande capacité de stockage pour moins d’énergie ;
• Transcodage de site Web : pour afficher sans problème du contenu Web sur différents terminaux, les serveurs lames aident à convertir le code d’éléments Web, un point positif pour le référencement pour mobile.

Les serveurs lames diffèrent selon l’équipement et le fabricant. Parmi les leaders du marché, on retrouve des grands noms comme Cisco Systems, Supermicro, Dell et HPE. Les principales caractéristiques distinctives en termes d’équipement sont les suivantes :

• Performances des processeurs : on trouve souvent dans les serveurs lames des processeurs et des unités de chez Intel, Sun Microsystems, Advanced Micro Devices et Motorola. Ces éléments déterminent le niveau de performance des unités de serveur ;
• Stockage et mémoire : pour traiter les informations en temps réel, il est important que les serveurs lames disposent d’une mémoire SSD ou HDD suffisante ainsi que d’une bonne mémoire vive (RAM). Les serveurs lames contiennent différents systèmes de mémoire vive, comme la RAM statique, qui stocke les données dans leur état d’origine, et la RAM dynamique, qui permet les mises à jour. Pour les serveurs dédiés au traitement graphique, on utilise généralement la DDR-SDRAM comme mémoire dynamique avec accès direct dynamique et double débit de données ;
• Connectique : les différentes possibilités de connexion du serveur lame permettent de le connecter via un anneau à jeton, une sortie Ethernet, des canaux en fibre optique ou un protocole de réseau de bus de terrain ;
• Connexion aux systèmes de stockage : les serveurs lames peuvent être connectés au stockage via différents connecteurs, notamment FireWire, SATA, SCSI, DAT, FC et iSCSI.

Les alternatives modernes aux serveurs lames se concentrent surtout sur le côté compact et performant. Il s’agit par exemple des serveurs briques, sans boîtier pour prendre encore moins d’espace. Parmi les alternatives, on peut citer les serveurs cartouches dont la taille ressemble à celle d’une cartouche d’imprimante. Ils sont étroitement liés aux microserveurs, généralement prévus pour des utilisations spécifiques et qui contiennent aussi des cartouches modulables de serveurs.

Les serveurs lames et leurs alternatives se ressemblent toutefois sur un point : la densité élevée de serveurs et la performance sous forme de cluster computing, avec une économie de place et d’énergie. En principe, on peut s’attendre à ce que la technologie serveur devienne de plus en plus miniaturisée et efficace et que les modèles modulaires offrent plus d’avantages que les installations statiques en termes de maintenance, d’entretien et d’évolutivité.

Au moment de choisir sa technologie serveur, on a encore souvent recours aux serveurs rack en plus des serveurs lames. Ils offrent une structure aussi peu encombrante pour des performances de calcul élevées mais se distinguent par des aspects essentiels. Les serveurs en rack sont généralement montés verticalement dans des structures en forme d’étagères. Comme pour les serveurs lames, il est possible d’augmenter ou de réduire le nombre de serveurs rack empilés. Ils offrent ainsi une puissance serveur adaptable aux exigences en matière d’unité centrale, d’espace disponible et de projets individuels. Ces systèmes sont aussi modulaires et configurables, mais qui plus statiques que les serveurs lames.

Les serveurs lames sont plutôt utilisés pour des projets qui demandent une alimentation électrique élevée et des applications dédiées. C’est précisément là que réside la principale différence entre les serveurs lames et les serveurs rack, car les serveurs lames incluent en général des serveurs réservés à des applications spécifiques. Les lames dans le châssis sont généralement empilées horizontalement et peuvent être utilisées lame par lame pour une tâche dédiée. En outre, contrairement aux serveurs rack, les serveurs lames individuels ne font en général pas office de serveur principal mais trouvent leur utilité en tant que stack de serveurs lames combinés.

Un grand avantage des serveurs lames par rapport aux serveurs rack un peu plus grands est aussi leur facilité de maintenance. Un serveur lame se laisse facilement remplacer pendant son fonctionnement, ce qui permet une maintenance par module. L’inconvénient est que les entreprises peuvent vite se retrouver dépendantes du matériel d’un seul fabricant, avec le risque d’un enfermement propriétaire. Les serveurs lames évitent néanmoins un câblage coûteux pour une technologie serveur peu encombrante, évolutive et efficace.