Домашний сервер на Ubuntu

Выбор аппаратного обеспечения для домашних серверов

1. Выбор платформы

1.1. «Есть несколько способов разбивать сады: лучший из них – поручить это дело садовнику» (© Карел Чапек). Применительно к нашей теме это означает, что для создания ДС лучше всего использовать специализированное серверное аппаратное обеспечение.
Очевидно, что сервер корпоративного уровня справится и с задачами ДС. Однако, как уже писали, редко есть возможность установить в квартире монстра в стоечном варианте или в формате full(big) tower. И дело не только в занимаемом месте, проблемой также является шумность работы, необходимость обеспечения хорошей вентиляции.
Отличным вариантом являются специальные решения, позиционируемые именно в качестве ДС (или сервера для небольшого офиса) – HP ProLiant Microserver, Apple mac mini server и пр.

1.2. Использование брендовых рабочих станций. У них, как правило, замечательно решены вопросы надежности (в т.ч. охлаждения) и расширения. В качестве примеров можно привести станции HP серии Z, а также Apple Mac Pro (версии 2006 – 2012 годов формата tower). Недостаток – все еще большой размер.

1.3. Самостоятельная сборка из специализированных комплектующих. Прежде всего, речь идет про корпуса с возможностью установки нужного числа накопителей, а также разного рода RAID-контроллеры. Например, на вторичном рынке за сравнительно небольшие деньги можно приобрести удачные контроллеры HP SmartArray P4хх или аналогичные.
Если от ДС не требуется высокая производительность и большая емкость хранения данных, имеет смысл обратить внимание на платформу Raspberry Pi и аналоги (Banana Pi и пр.). Из-за малых размеров она является идеальным решением для организации систем умного дома, простенького хостинга, организации выхода в Сеть для других устройств.

1.4. Использование ноутбуков. На первый взгляд, вариант выглядит достаточно странным, однако его привлекательность кроется в следующем. Администраторами ДС в абсолютно подавляющем количестве случаев являются лица, не имеющие глубоких познаний в сфере IT. В подобной ситуации процесс настройки, отладки и обслуживания ДС часто осуществляется локально – с использованием монитора, клавиатуры и мыши, напрямую подключенных к ДС. В этой части ноутбуки выглядят привлекательным решением, поскольку указанные элементы являются их неотъемлемой частью. Еще одним преимуществом является возможность питания от батареи – своеобразный «встроенный ИБП».
Отметим, что использование ноутбука в качестве АСПВУЗ должно осуществляться с учетом следующих существенных факторов:

  • при прочих равных условиях стоимость аппаратных решений ДС в формате ноутбука выше, чем стоимость аналога в формате отдельного системного блока;
  • при прочих равных условиях производительность аппаратных решений ДС в формате ноутбука ниже, чем производительность аналога в формате отдельного системного блока. Прежде всего, это относится к параметрам дисковой подсистемы;
  • абсолютное большинство ноутбуков при их использовании по схеме 24/4 имеют проблемы с отводом тепла.
В качестве привлекательных для целей создания ДС моделей ноутбуков можно рассматривать Lenovo (IBM) ThinkPad T (начиная с линейки T4x) или корпоративные линейки других производителей.

1.5. Самостоятельная сборка из подручных комплектующих. Советовать что-то сложно, что есть – то и бери. При наличии выбора целесообразно использовать пусть несколько более старые комплектующие, выпущенные под известными брендами, чем что-то более новое и нестандартное. Во втором случае можно получить проблемы с совместимостью и надежность, в т.ч. на уровне драйверов. Большой популярностью для создания ДС, в чьи функции не входит обеспечение хранения данных, пользуются корпуса формата mini-iTX, а также платформы Barebone, в т.ч. со впаянными процессорами.


2. Выбор отдельных комплектующих

2.1. Процессор. При некотором обобщении можно сказать, что любой процессор, выпущенный за последние лет 10, будет достаточен для подавляющего числа задач ДС.
Обычно производительный процессор НЕ нужен для: систем хранения данных, web и почтовых серверов, шлюзов, управления системами умного дома. Естественно, для каждой из указанных задач можно представить сценарий, когда бутылочным горлышком станет уже процессор, например: шифрование в реальном времени с длинным ключом для систем хранения данных или фаервол с большим числом сложных правил. Но пока для ДС – это экзотика.
Имеет смысл обращать внимание на процессоры с пониженным уровнем потребления энергии (например, Xeon серии L). Это позволит сделать ДС тише, или сохранить его работоспособность при выходе кулера из строя (если ДС стоит в дальнем углу антресоли и не обладает развитой системой самодиагностики, не всегда удается оперативно отследить сбои такого рода). Кроме того, при работе по схеме 24//7 процессор, потребляющий лишние 25 ватт, за год обойдется в ~ +800 руб.

2.2. Накопители. Для многих задач именно они определяют производительность ДС в целом. Перед выбором дисков следует понять, что от них требуется:
  • объем;
  • скорость доступа;
  • скорость передачи данных.
Если нужна скорость доступа (web-серверы сложных сайтов, базы данных, одновременный доступ большого числа пользователей) целесообразно использовать диски серии WD Raptor. Это единственный на рынке диск со скоростью вращения пластин 10.000 об./мин и «домашним» интерфейсом SATA. Отметим, что у них относительно небольшой объем, у распространенных на вторичном рынке моделей - 36, 75 и 150 Гб.
Если важна скорость передачи данных, следует убедиться, что внешние каналы ДС не будут являться бутылочным горлышком. Например, распространенная в жилых домах сеть Fast Ethernet обеспечивает скорость всего порядка 10 Мб/сек, Gigabit Ethernet - около 100 Мб/сек. WiFi стандарта "g" в реальных условиях дает порядка 2 Мб/сек, а стандарт "n" - 5-10 Мб/сек в зависимости от варианта реализации.
Если важен объем (например, файловое хранилище или системы резервного копирования) можно остановиться на дисках с пониженной скоростью вращения - 5400 об./мин (а также аналогичных, например, серии WD IntelliPower). Отметим, что современные жесткие диски даже с такой скоростью вращения позволяют загрузить Gigabit Ethernet на 70-80%.
К выбору SSD следует подходить осторожно в связи с ограниченным количеством циклов записи. Для "взрослых" серверов используют SSD, выполненные по технологии SLC, стоимость которых пока слишком высока. Распространенные диски с TLC памятью обеспечивают всего порядка 1000 циклов чтение/запись, чего явно недостаточно для ДС. Разумным компромиссом являются SSD на основе MLC памяти.
Обратим внимание, что часто ДС собираются из комплектующих, бывших в употреблении. После 3-5 лет именно детали с движущимися частями наиболее часто становятся причиной фатальных сбоев. Первое место среди них занимают накопители (жесткие диски, и SSD по описанным выше причинам). Это единственные комплектующие, которые рекомендуется покупать новыми.
Перед выбором диска целесообразно ознакомиться со статистикой отказов, например, здесь. Опыт показывает, что среднестатистический жесткий диск "домашних серий" при использовании в ДС живет полгода-год (при частом одновременном доступе 2 и более пользователей).
Для повышения отказоустойчивости логически отделенные блоки информации следует размещать на независимых физических дисках (не логических!). Например: первый диск - операционная система; второй - хранилище файлов.

2.3. Контроллер жестких дисков. В связи со снижением цен во все большем количестве ДС применяется технология RAID. Наиболее часто – RAID-1 (50% потеря объема; сохранение работоспособности при выходе из строя одного диска) и RAID-5 c 4 дисками (25% потеря объема; сохранение работоспособности при выходе из строя одного диска).
При выборе RAID-контроллера предпочтение следует отдавать полноценным “аппаратным” решениям, которые все необходимые вычисления, например, возникающие при замене сбойного диска на новый чистый, делают самостоятельно без участия центрального процессора и операционной системы. Программные решения (утилита mdadm и пр.) используют ресурсы центрального процессора, а при восстановлении массива после сбоя одного из дисков требуют от администратора подготовительных мероприятий и определенной сноровки. На рынке массово представлены гибридные решения, так называемые fakeRAID (например, множество клонов на чипе Sil3112), они, в целом, имеют те же недостатки, что и программные.
При выборе аппаратного контроллера внимание следует обращать на: количество подключаемых дисков, интерфейс дисков и тип используемых кабелей, поддерживаемые стандарты RAID, наличие собственной кэш-памяти и отдельной батареи для сохранения данных в кэш-памяти при сбое питания (при покупке б/у комплектующих часто бывает что данные батареи требуют замены). Хорошим вариантом является контроллер HP SmartArray P410.

2.4. Блок питания. Для работы по схеме 24/7 рекомендуется использовать блоки питания с запасом мощности и хорошей вентиляцией. Мнение о необходимой мощности можно сложить на основе специальных программ например этой. Помним, что сильно греющийся блок или “поющий/свистящий” блок питания - бомба замедленного действия для всей системы.

2.5. Видеокарта. Для подавляющего большинства ДС подойдет ЛЮБАЯ видеокарта. Для снижения энергопотребления и повышения надежности часто используют встроенные варианты или карты с пассивным охлаждением. Для отдельных узкоспециализированных задач (например, рендеринг, майнинг биткоинов) может потребоваться установка нескольких видеокарт той модели, под которую лучше всего адаптирована конкретная программа – читаем профильные материалы.


3. Прочее

3.1. Компьютер, призванный обеспечивать постоянный доступ к сервисам должен иметь источник бесперебойного питания (ИБП), желательно с обратной связью. Один из оптимальных вариантов алгоритма работы: после сбоя питания ИБП переводит ДС на питание от аккумуляторов – после сильной разрядки аккумуляторов ДС завершает все активные процессы, сохраняет данные и выключается – при возобновлении электропитания ИБП ждет некоторое время (удостоверяется, что питание вернулось «на совсем»), после чего включает ДС.

3.2. В месте установке ДС должно быть достаточно свободного места для циркуляции воздуха. Эмпирически установлено, что в зависимости от типа системы охлаждения и мощности сервера необходим объем пространства на уровне 2-6 объемов корпуса ДС.

PS: а некоторые идут против течения. В обычной квартире знакомого в качестве шлюза используется монстрик на Intel Itanium.





Общие разделы по домашним серверам:


Разделы по Ubuntu 14.04.x:

  • NAT (доступ в интернет для компьютеров во внутренней проводной сети);
  • firewall и port-mapping;

Разделы по Mac OS X Server:
  • установка системы сбора статистики веб-сервера Webalizer;
  • прочее.

Прочее: