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Re:从零开始的服务器

 共同成长888 2020-03-27
 本帖最后由 Amefs 于 2017-3-23 04:37 编辑

去年年底我曾经写过一篇“我的数据仓库-Gen8从开箱到使用”记录了我使用Gen8 microserver打造NAS的方案。由于某些理由这台机器已经转手给他人使用,因此我开始了再次DIY的计划。
明确目标
选择平台之前,最需要的就是知道自己要用来做什么。很多人可能在DIY之前不知道自己想干什么,只是想到啥就堆料堆上去,但是这并不妥。
比如说,办公的PC,那么就应该以性价比为主,尽可能在较低的报价下,找到可靠的PC;再比如游戏PC,那么就应该以资金允许为前提,尽可能选择优质的配件,同时需要考虑游戏侧重的CPU与GPU的比例,以此为依据选择合适的核心硬件;再比如工作站,那么就需要考虑行业软件的兼容,以及超高的性能,甚至在面对多核心优化较好的软件使用核心更多,频率更低的“洋垃圾”CPU等。
对于我这次希望DIY的Server来说,首先我的用途并不仅仅是Web Server或者仅仅是NAS,上述Server类型往往可以考虑低频低功耗低噪音的平台,例如Xeon 1220L这一类的平台,甚至可以考虑一些Atom或者Xeon D之类的嵌入式平台方案。不可否认,Xeon D有一些性能不错的方案,但是不论价格还是扩展性不能令我满意。我希望通过Intel的虚拟化技术,将自己的Server虚拟为多个系统,辅以大量内存,搭建集NAS、Winserver、Linux测试环境于一体的Server平台。那么这就是
目前希望达到的核心目标;除开这个功能方面的目标,由于我需要把Server放在房间,因此机架式机箱等方案并不适合我,一是空间问题,二是噪音问题,因此,我也需要对机箱以及风扇等元素进行详细的筛选。
选料:
因为我目前在德国,很多硬件不方便购买或者说价格不合适,因此很多选择与国内装机大相径庭,此方案的硬件价格也普遍偏高。此外,本次DIY重点还是尽可能使用Server的材料,与通常的办公用PC以及游戏PC的考虑方向有所不同。
CPU:
由于是计划搭建一个server平台,因此CPU选择的是Xeon系列。志强处理器相比酷睿系列增加了一些server特性,同时由于不具备超频能力,相比同代的酷睿系列对于主板供电要求并不算高,散热也非常容易解决。由于是在德国市场购入CPU,无法考虑诸如2683v3这类的“洋垃圾”,同时C612主板价格仍然会高出一些,因此我决定使用最新的Xeon E3 v5系列。在比较了一番参数以后发现有1230 v5 1240L v5 1240 v5 1260L v5等价格和性能是比较适中的。同时由于Skylake总体功耗不高,这些Xeon的TDP都不会高于80W,在散热方面没有什么后顾之忧。根据Cinebench PassMark CPU Mark等成绩最后我决定使用一颗1240 v5。
基本参数如下

内核数 4
线程数 8
处理器基本频率 3.50 GHz
最大睿频频率 3.90 GHz
缓存 8 MB SmartCache
总线速度 8 GT/s DMI3
TDP 80 W
同时此CPU也支持ECC内存,总得来说比较符合我的要求。


情怀满满的Intel原装CPU散热,这也算我第一次买盒装Intel,值得纪念一下。

主板:
主板上我依然考虑Server主板,自然SuperMicro的主板就非常值得一看。首先我去超微官网搜索Socket 1151系列的主板。这个接口的主板种类也是非常丰富的,我的考虑是主板在尽可能小的前提下,拥有IPMI远控,1-2口千兆,4根内存插槽。X11SS系列大多数能够满足这个要求。一开始我看的是X11SSH-F其报价一般是250€+,我在网上搜索了一下发现还有很多人使用X11SSM-F比较以上两种主板后,我发现他们的区别是X11SSH-F中有一条PCIe 3.0 x2的NGFF插槽(M.2)而在X11SSM这个型号中,NGFF插槽被换成了一根PCI-E 3.0 x4 (in x8 slot)的接口,由于我考虑成本不准备使用NGFF+NVMe的SSD,因此这条NGFF反而有点多余了。同时X11SSM的价格仅220€,多方考虑之后我购买了一块X11SSM-F-O(注:仅-F的型号才提供IPMI,-O为Retailed渠道,-B为散装)尽管这片主板在供电方面其实很一般,但是仍然可以非常好的服务1240 v5。
这块主板是Micro-ATX版型,带有4根DIMM内存插槽,同时支持最大64GB的Unbuffered ECC UDIMM内存,它还拥有1 条 PCI-E 3.0 x8 (in x16 slot)1 条 PCI-E 3.0 x8以及2 条 PCI-E 3.0 x4 (in x8 slot),未来加装阵列卡或者网卡都没有问题,应该说还是很不错的服务器版型(虽然有可能有人说C612支持的通道数更多,但是MATX的C612的PCI-E插槽数量也并不比这款C236多,而作为这种用途的服务器来说也没有那么高的扩展需求)。
再次吐槽一下SuperMicro家这个low的要命的菜市场盒装。。。。

RAM:
由于此芯片组的特点,我必须购买DDR4 ECC的RAM。这类RAM普遍价格较高,而且并不是非常方便购买。首先,根据超微提供的Tested Memory List我筛选了几种内存。Micron的 MTA18ASF2G72AZ-2G1A1以及MTA9ASF1G72AZ-2G3A1,Samsung M391A2K43BB1-CPB以及M391A2K43BB1-CRC,考虑到如果使用16G单条内存则可以拥有更好的后期扩展性,于是我准备选择16G单条内存,价格上Micron的报价高达167€,而Samsung则超过170€(德国的电商报价),我不得不考虑在国内收两根内存。刚好看到高总装机选用了两根16G纯ecc正好是我可以使用的型号,于是拜托Pufer帮我收购了两根同款,然而今年Q1开始内存条价格也是水涨船高,我收购的时候价格已经上调了,但是内存总是要用的,况且德国的市场价格更是直接涨了15€,一咬牙就买下两根总计32G的Samsung M391A2K43BB1-CRC内存条。经过Pufer验证确认内存无误。关于ECC内存,这里主要是可以提供更好的数据稳定性,由于这种纠错内存的存在,内存能够容许错误,并可以将错误自动更正,使系统得以正常的操作,不致因错误而中断。



电源:
电源对于一台Server来说也是非常重要的,我也不敢马虎,选择了海盗船RM650i,这款电源高效,高可靠,低噪音,非常适合打造这样的微型服务器。
根据网上给出的拆解,这块电源的用料比较厚道,单做工(焊工)来说的话一般,有一些比较毛糙的感觉,但是并不影响它作为一颗好电源。


机箱:
由于使用过Gen8这种microserver我就很希望找到类似的微塔式机箱,但是这些机箱确实难找,搜索一番以后我相中了海盗船Air 240。它是的设计师两个主仓,一面较大的是安放主板的,另一个方向安放电源以及硬盘。它的尺寸是397mm x 260mm x 320mm,可以安放一块Mini-ITX或者MicroATX,正好可以满足我的需求。而由于这种立方体设计,整个机箱的空间就比较大,水冷,双GPU都不是问题,当然这里由于Server的关系,我既没有准备水冷,也没有准备GPU。为了满足NAS需求,我准备安装2块3.5寸的机械硬盘组成软件RAID0,并且定期对冷数据手动备份,因此这款机箱的3*3.5寸HDD+3*2.5寸SSD仓位的设计并不会成为空间的瓶颈。同时这个机箱是可以多方向放置的,我打算让这个机箱的侧透挡板向上放置,也就是说整个主板横置。这算一款外观上比较有工业范的机箱,四四方方,有效空间比较大,内部风道设计也比较合理,配合猫扇就能够在低噪音的条件下保持良好的散热,真正做好内外兼修。


CPU风扇:虽然说其实作为一片Xeon E3 v5的CPU,对于散热的要求很低,我仍然想尝试一次传说中的猫扇,作为静音高效的代名词,猫头鹰风扇在PC DIY领域还是非常出名的,这次我选择了noctua NH-L12。这款风扇设计高度是93mm,小于Air 240的120mm限高因此安装不会有什么困难,同时如果拆除散热器上120mm风扇,则高度更是降低到66mm,同时这款风扇在设计之初就考虑到了内存条遮挡问题,因此,散热鳍片为内存留出了不小的空间。


HDD:
NAS很重要的一点就是作为存储空间的HDD,根据backblaze提供的年度报表来看,其实这两年西部数据的硬盘总体质量有所下滑,以“NAS专用硬盘”著称的西数红盘损坏率也是居高不下,在去年年底也曾经出现大量京东货源的4TB红盘坏盘事件,因此我还是希望考虑一下企业级硬盘,尽管在启动时这类硬盘噪音很大,但实际运行情况下,噪音还是可以接受的。根据我的估计4TB*2的容量恰巧可以满足我自己需求,而且根据报表来看4TB的硬盘普遍损坏率较低,我就认为选择一款4TB企业盘是个不错的选择。我首先看的是WD4000FYYZ,也就是常说的西数DC金盘,但是这款硬盘总体价格相当高,偶然看到有店家出售HGST企业盘,查了一下型号是HGST UltraStar 7K6000系列,从官方给出的参数来看非常不错,同时这款硬盘就是WD4000FYYZ同级别,MTBF也是同样的2Mhours。


SSD:
继续从Gen8拆走intel 535使用

交换机:
由于作为主路由的AC68u仅能提供4个LAN口,而我的网络设备比较多,因此我考虑使用交换机啊,最早考虑的是一款老的HP洋垃圾交换机,结果发现最近价格不容乐观,偶然间看到牛牛在兜售他家的GS108T v2,看了一下参数,对我来说已经足够,同时也是简单网管交换机,国内均价大约800,看了一下德亚发现日常售价为61,87€,同时还有闪电特惠。3月9日恰好有一个闪电特惠,最后以52,57€购入一台,合人名币385.42,确实相当核算了。


组装:
由于前期购买先后用了2周,同时还要从国内弄来RAM和硬盘,组装直到三月下旬才开始进行。


由于德国比较干燥,这样的防静电手套还是备一双比较好

3月17日,我到达德国,晚上稍作调整就开始了安装。

我首先是安装一下cpu内存等做一下亮机测试

装上散热器,这个猫扇的大小正好,对于这样的服务器内存条完全不会有遮挡的风险。但是马甲条的话最好不要尝试这款


亮机总体来说没什么问题,通过ipmi能够非常容易的监视到所有的信息。
接下去我就把所有的硬件部署到机箱中,由于我没有做定制模组线,走线不太美观,就不放走线图了。


目前机器就这样放在桌底。


系统测试:
下面是重点,这台机器的性能到底如何,这是我非常关心的问题。

CPU测试
这里的测试选用的是Win10平台。

IPDT
对于这种盒装的CPU,这种测试不大可能出现问题,结果也完全在意料之中

HWINFO



Cinemabench R15
老牌的测试软件,这里主要测试了一下多核心处理能力,总体来说这个分数是与i7 6700非超频版本持平,性能也算不弱了



国际象棋测试



RAR benchmark
WinRAR自带的基准测试


7-zip benchmark
7zip自带的基准测试



CPU-z
从这个分数对比来看,对于这样的Server来说CPU性能足够




RAM
这款主板仅支持双通道内存,同时这个内存实际运行于2133MHz下




CPU Press
可以很清楚的看到,这样一个平台的温度控制表现非常好。


系统待机功耗:


系统满载功耗:


关于硬件调试
在使用过程中我遇到了一个问题:风扇速度很有规律的在300RPM-1500RPM之间变化,但是考虑到这套系统的温度相当低,因此我认为这个问题应该是由于服务器的报警机制造成。查看系统日志后发现,日志中出现大量如下的错误信息。
FANA        Fan        Lower Critical - Going Low - Assertion
FANA        Fan        Lower Non-Recoverable - Going Low - Assertion
根据网络上的信息,可以发现,这种规律的变化正是因为风扇转速太低造成的风扇低速报警,在产生报警后,风扇会以满速运行一段时间,只到测速发现一切正常,再次降低转速,并最终导致这种规律的报警。我在网络上搜索一番以后发现解决方法很简单。
方法一是直接屏蔽测速,让风扇直接满速运行,同时使用减速线。
方法二是使用IPMI调节转速,使得全速时pwm并非100,则即使全速也不会有太大噪音。
方法三则是使用IPMI重新设定风扇下限阈值。
权衡再三后我选择了方法三,理由很简单,这种方法能够彻底阻止这种问题复发,同时保留系统的pwm风扇调速功能。由于连续几日的断网,我几经周折创建好一个带有ipmi工具的linux系统,使用它调节IPMI:

  1. ipmitool -H [IP Address] -U [UserID] -P [Password] sensor list all
  2. //列出系统中所有的传感器信息
  3. CPU Temp         | na         |            | na    | 0.000     | 0.000     | 0.000     | 95.000    | 100.000   | 100.000   
  4. PCH Temp         | na         |            | na    | -11.000   | -8.000    | -5.000    | 90.000    | 95.000    | 100.000   
  5. System Temp      | na         |            | na    | -9.000    | -7.000    | -5.000    | 80.000    | 85.000    | 90.000   
  6. Peripheral Temp  | na         |            | na    | -13.000   | -11.000   | -9.000    | 76.000    | 81.000    | 86.000   
  7. VcpuVRM Temp     | na         |            | na    | -9.000    | -7.000    | -5.000    | 95.000    | 100.000   | 105.000   
  8. DIMMA1 Temp      | na         |            | na    | 1.000     | 2.000     | 4.000     | 80.000    | 85.000    | 90.000   
  9. DIMMA2 Temp      | na         |            | na    | na        | na        | na        | na        | na        | na        
  10. DIMMB1 Temp      | na         |            | na    | 1.000     | 2.000     | 4.000     | 80.000    | 85.000    | 90.000   
  11. DIMMB2 Temp      | na         |            | na    | na        | na        | na        | na        | na        | na        
  12. FAN1             | na         |            | na    | na        | na        | na        | na        | na        | na        
  13. FAN2             | na         |            | na    | 300.000   | 500.000   | 700.000   | 25300.000 | 25400.000 | 25500.000
  14. FAN3             | na         |            | na    | 300.000   | 500.000   | 700.000   | 25300.000 | 25400.000 | 25500.000
  15. FAN4             | na         |            | na    | 300.000   | 500.000   | 700.000   | 25300.000 | 25400.000 | 25500.000
  16. FANA             | na         |            | na    | 300.000   | 500.000   | 700.000   | 25300.000 | 25400.000 | 25500.000
  17. 12V              | na         |            | na    | 10.144    | 10.272    | 10.784    | 12.960    | 13.280    | 13.408   
  18. 5VCC             | na         |            | na    | 4.246     | 4.298     | 4.480     | 5.390     | 5.546     | 5.598     
  19. 3.3VCC           | na         |            | na    | 2.789     | 2.823     | 2.959     | 3.554     | 3.656     | 3.690     
  20. VBAT             | na         |            | na    | 2.384     | 2.496     | 2.580     | 3.476     | 3.588     | 3.672     
  21. VCPU             | na         |            | na    | 0.076     | 0.076     | 0.076     | 1.516     | 1.516     | 1.516     
  22. VDIMMAB          | na         |            | na    | 0.948     | 0.975     | 1.047     | 1.344     | 1.425     | 1.443     
  23. 5VSB             | na         |            | na    | 4.246     | 4.376     | 4.480     | 5.390     | 5.546     | 5.598     
  24. 3.3VSB           | na         |            | na    | 2.789     | 2.891     | 2.959     | 3.554     | 3.656     | 3.690     
  25. VBMC 1.2V        | na         |            | na    | 1.020     | 1.047     | 1.092     | 1.344     | 1.371     | 1.398     
  26. VPCH 1.0V        | na         |            | na    | 0.872     | 0.890     | 0.917     | 1.043     | 1.052     | 1.070     
  27. Chassis Intru    | na         | discrete   | na    | na        | na        | na        | na        | na        | na
复制代码


不难发现,超微默认的风扇下限阈值是300 500 700,而猫扇则是在130-1500RPM之间运行的,也就是说猫扇在低负载情况下很有可能会使用很低的转速,那么触发警报就在所难免了。
使用以下命令。调节阈值:

  1. ipmitool -H [IP Address] -U [UserID] -P [Password] sensor thresh FANA lower 100 100 100
  2. //将设备 FANA的下限阈值调节均为100,通过设定下限值,可以将风扇的报警问题解决
复制代码


再次测试,则发现风扇速度已经变慢,系统中也不再出现相关错误日志了。


正式安装系统:
解决完大部分硬件问题后,就可以安装底层系统了。这次安装的底层系统仍然是ESXI,不过直接使用最新的6.5.0版本,使用intel的虚拟化技术。Intel 的定向虚拟化技术更加可以直通显卡阵列卡等硬件设备,对后期扩展服务器功能有很大的作用。这次安装我使用iKVM远程挂载iso安装

ESXI的安装总体来说非常简单,网络上官方以及第三方资料非常齐全



NAS服务安装:
NAS服务方面我主要使用FTP/Samba而SAN来说iSCSI确实也很有用,至于一些多媒体的功能我实际用的很少。那么我就不选择群晖等系统而是寻求更加高效稳定的NAS专用系统了。我这里选择Open-E(这是某heart君强力推荐的),我直接使用里面免费的DSS v7 SOHO版本,自带的4T加上推荐好友得到的8T空间完全可以满足我的需求。
从上次部署Gen8的经验来看这些企业级系统确实有独到之处,稳定性以及速度都是普通的系统无法比拟的。
总结一下我了解的一些NAS系统
从易用性上DSM(群晖)> Open-E > FreeNAS=OMV
速写速度优化Open-E ≈ FreeNAS > DSM > OMV
应用扩展性OMV > DSM > FreeNAS > Open-E
系统许可情况:
FreeNAS - BSD base 开源 免费
OMV - Debian base 开源 免费
DSM - linux base 闭源 硬件同捆
Open-E - linux base 闭源 收费系统
综合来说就是根据不同的需求不同人适合不同的系统。
Open-E简单来说就是非常标准的企业级系统,没有什么多余功能,很简单的只保留NAS+SAN,类似这种系统的还有nexenta(Solaris base),这个系统在Pufer之前的帖子中曾经展示过,同样是收费系统,也同样有一些免费版本可以给个人或者小规模团队使用。在满足它硬件的条件下,这种系统有着极其良好的稳定性,以及企业级的数据保护能力。配合ECC内存,Intel虚拟化,系统性能可以发挥的淋漓尽致。

注:这里我系统选择的是DSS的7.0u56,选择此系统的理由是这个版本没有限制RAID卡的使用(VM默认的SCSI虚拟卡会被当做阵列卡,从而无法正常建立分区)
根据系统自带的quick start文档很快就可以建立好NAS/SAN,初始化完成后我开始进行下一个系统的安装。我需要一个系统做一些综合性的处理,包括一些网盘同步,以及充当Encode测试平台,因此我选择了Windows Server 2016,在之前的使用过程中,我发现这个系统的稳定性很不错,兼容性也还能够满足我的要求。

系统激活方面,由于大多数国外学校都提供有Microsoft Imagine服务(也曾经叫做Dreamspark),我直接使用系统提供的密匙激活,这个方法大家也可以自己尝试申请使用。


NAS性能测试:
安装好两个作业系统后就是最终的系统测试了。


SMB测试
第一项测试是持续读写(通过千兆交换机)

扣除一些系统损耗,效率上来说还是很不错的

第二项测试依然是连续读写(通过vSwitch,通过VM内置的虚拟交换机可以使用10G网络,更好的测试极限速度)

可以发现,这里的瓶颈主要是硬盘读写速度,双盘阵列基本能达到的速度就是这样的。

第三项 SMB的DiskMark
由于SMB的缓存关系,这项测试数据并不算太准确



ISCSI测试
第四项 ISCSI的DiskMark
通过千兆交换测试ISCSI性能

通过vSwitch测试ISCSI性能


通过测试可以很清楚的看出,ISCSI在这里的表现基本与硬盘性能持平。

简单总结
在漫长的一个月时间里,这台DIY Server终于正式上线了,不得不感叹一下这些企业级以及准企业级的硬件软件的独到之处。不论是怎样的电脑设备,只有符合它使用环境以及自己喜好的才是最出色的系统,在DIY过程中各种直面问题,解决问题的经历才是Do it yourself的精髓所在。


题外话:
感谢一下nemo为我设计的新头像。
新版的FreeNAS貌似不论界面还是硬件兼容方面都又有了进步,有条件的话我会考虑尝试一下。




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