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.