快速、强劲且廉价：不到1000美元即可获得性能足够出色的小型企业数据库服务器

(c) Alexey Kovyazin, IBSurgeon，2017年9月21日（最后更新 - 2017年9月29日）

如果你准备好花很多$$$，获得一台强大的服务器是很容易的：有戴尔、惠普等领先供应商，以及许多不太知名的硬件公司，他们会很乐意卖给你一台强大的机器（通常，交货时间为4-6周）。

然而，资金总是一个问题，尤其是对于小型企业和初创公司来说，因此对“足够好”的廉价解决方案有巨大需求。本文介绍了为小型企业构建具有足够性能的“足够好”数据库服务器的实用方法。它还包含计算和我们推荐的具体产品的链接。

我们公司（IBSurgeon）为Firebird数据库提供数据库咨询和护理服务，我们看到许多类型的服务器（或者更确切地说，用作服务器的计算机）。大型客户使用高端配置，配备基于SSD的SAN、350+Gb RAM和双顶级Xeon处理器，但中小型企业客户使用性能较低的机器，因为他们不需要太多计算能力，也没有很多钱。

我们注意到，许多服务器实际上是普通工作站，而最有趣的是，它们年复一年地稳定运行。有一些非常奇特的情况，比如在配备2Gb RAM的计算机上运行Windows XP（这台计算机是2002年制造的！），但大多数只是“足够好”的自组装硬件解决方案。

当然，这是一个统计问题，没有人会推荐使用工作站作为服务器，但问题是：稳定性和费用之间的平衡在哪里？使用廉价的自行组装服务器在性价比方面是一个好方法吗？用1000美元我们能得到什么？与廉价硬件相关的风险是什么？

谁会对低于1000美元的数据库服务器感兴趣？

让我们考虑以下情况：一个办公室有20-25名员工，人们每周工作5天，每天7小时，数据库大小约为50Gb。这是小型企业的典型情况，他们使用某种ERP或CRM或特定应用程序（例如，牙科诊所自动化系统）用于基于Firebird的小型企业应用。

让我们想象一下，这家公司并不富裕，他们希望在尽可能节省的同时，不失去可靠性，以达到足够好的性能。公司中的负责人明白所有硬件迟早都会出故障，并希望降低相关风险。

对于这种规模和负载的Firebird数据库，他们需要什么样的服务器？根据Firebird硬件指南，数据库最关键的资源是磁盘IO，其次是RAM，最后是CPU（有趣的是，当中小型企业客户从大型供应商购买服务器时，他们通常选择具有强大CPU和慢速磁盘的服务器，这可能是由于营销材料过度强调了CPU的重要性）。

磁盘

快速IO意味着我们需要固态硬盘（SSD），因为SSD是随机读写之王。当然，SSD不是数据库的万能药，但它提供了真正的高性能，现在它是数据库的正确选择。

SSD有两种类型–企业级和消费级磁盘。它们之间的关键区别在于资源，大致计算为它们可以执行的IO操作数量。

例如，三星850 Pro 256 Gb MZ-7KE256BW–消费级SSD（基于MLC技术），其TBW（总写入字节数）为150 PB，DWPD（每日磁盘写入次数）= 0.16。或者更简单地说，资源可以解释为每天写入40Gb，持续10年。

更新：我们收到建议，三星PM863a（$181.59）或SM863a（$249）比850 Pro更可靠，但仍然负担得起–基本上，多花$60我们可以获得更好的稳定性和某种电涌保护。

这算多还是少？我们有一台配备消费级SSD的测试服务器，我们运行负载测试来模拟60Gb数据库上100个连接的高强度工作。每天启动3次这样的测试，每次3小时–这意味着这些测试模拟了9小时的工作日。测试已经运行了2年，剩余资源（根据固件）为54%。

当然，约50%的资源意味着驱动器应该在接下来的一年内更换……这有那么糟糕吗？每隔几年，SSD的速度就会提高，价格会下降：示例中的SSD具有6Gb/s，价格为$137，在2-3年内，同样的价格将能买到12G驱动器。

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企业级SSD基于另一种技术（SLC）构建，大约可以执行相同尺寸消费级SSD的30倍操作。此外，它们的成本大约是消费级SSD的3倍。问题是：对于小型企业服务器，我们真的需要多花3倍的价格来获得30倍的IO次数吗？

如果我们正在寻找一个快速且负担得起的解决方案，使用廉价的消费级SSD并定期更换（当然，通过固件监控其资源）是非常有吸引力的。

与SSD相关的风险

作为理性的人，我们理解消费级硬件资源较少，故障几率较高，所以我们需要降低这些几率。我们如何降低它？

为了减少突然硬件故障的机会，有必要为数据库使用2个SSD，并捆绑在RAID1中。RAID1并不意味着我们需要单独的RAID控制器，使用现代主板芯片组的RAID功能就足够了–本质上，这是一个没有缓存的简单RAID控制器。

更新：由于主板上的廉价RAID控制器可能不支持SSD的TRIM功能，为避免性能下降，建议设置软件RAID，它在软件层面协调同步操作。

如果没有缓存，性能会怎样？现代SSD，如示例中的三星，具有内置缓存和非常智能的控制器–所以即使没有专用RAID控制器，它们也足够快。

当然，有必要检查磁盘健康状况；通常，固件提供了对磁盘寿命的足够好的估计。

备份

当然，我们需要用于备份的驱动器。最好的选择是一对2Tb的SATA驱动器–例如，希捷SkyHawk 2TB监控硬盘，转速为5900 rpm。

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我们需要2个HDD，因为备份驱动器也必须放入RAID1中，以提供对突然硬件故障的保护。这些备份驱动器可以相当慢，它们的主要目的是存储备份并提供足够的顺序读写速度。5900 rpm驱动器比7200 rpm慢，但已知它们更可靠。这个特定系列的驱动器（希捷SkyHawk）专为线性写入而设计：这正是我们备份所需的。

备份驱动器的风险

风险与SSD相同，我们以相同的方式保护：RAID1和监控。RAID1中的两个驱动器同时故障的可能性应该很小。

系统驱动器

我们需要为操作系统单独准备一个驱动器吗？在最便宜的配置中–不需要，将操作系统和数据库放在同一个驱动器上就足够了。这会稍微加速SSD的退化，但不会太多–在我们的场景中，它绝对应该能维持3年。

CPU

对于Firebird数据库服务器，最好选择具有多核心且频率尽可能低的CPU。是的，你没看错–数据库服务器不需要高频率CPU。Firebird（如果配置正确）使用所有核心进行正常工作，但不会以100%的速率加载它们。

也有例外：一些维护操作（备份和恢复）受益于高速CPU，以及错误使用索引的编写不良的SQL查询–它们消耗100%的核心，但这清楚地表明需要进行数据库性能优化。总的来说，用高端CPU无法弥补慢查询：即使CPU快3倍，慢查询仍然会很慢。

另一方面，拥有多个核心可以弥补这类消耗CPU的查询的存在：在用户数低于25且拥有8个核心的情况下，所有核心同时被慢查询占用的可能性并不大。

而且，由于我们在寻找廉价解决方案，我们只能局限于桌面CPU–遗憾的是，只能选择AMD芯片。基本上，如果Intel能以与AMD FX-8320E相同或略高的价格提供8核桌面处理器，我们也可以使用Intel，但目前我没有看到这样的选项。

这款AMD芯片虽然不是那么现代，速度也不是最快，但它有8个核心，而且价格便宜，因此它是我们快速且廉价服务器的理想选择。

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桌面CPU相关的风险

CPU相关的潜在风险是什么？对于低频（即未超频）芯片并配有合适的散热器，几乎没有风险。你上次听说桌面CPU故障是什么时候–2003年？当然，服务器CPU要快得多，但我们寻找的是一个足够好的解决方案。

监控CPU负载和温度以防止偶尔重启是个好主意。

内存

所需内存的大小取决于数据库大小和用户数量。在我们的场景中，数据库大小为50GB，最大用户数为30。

Firebird能消耗的最大内存大小是数据库大小（在这种情况下，数据库将完全缓存到内存中）加上每个用户200-300MB（在Firebird 2.5 SuperClassic的情况下）。因此，理想的最大内存大小是64GB，但由于我们想节省成本，而且我们有快速的SSD，我们可以使用低至16GB的内存。

在这种场景下，有些用户即使使用8GB也能正常工作，但8GB相当紧张：在这种情况下，同一服务器上不应运行其他应用程序。16GB是推荐的最低最佳配置。

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内存相关的风险

内存比CPU更容易发生故障，但比磁盘更不容易。企业级内存具有特殊机制来减少错误可能性，如奇偶校验。我们如何评估和降低内存故障的风险？

首先，有方法可以检查内存芯片，如果这些测试成功通过，内存芯片将能工作多年。其次，当内存发生故障时，通常非常明显：计算机要么出现蓝屏死机或内核恐慌，要么频繁重启：所有这些症状都需要检查，如果结果不佳，则需要更换内存。

主板

主板是任何计算机的重要组成部分。幸运的是，现代桌面主板非常可靠，尤其是4-5年前发布的主板–它们拥有所有必要的更新并且稳定。而且–是的，它们很便宜。

我们需要一块支持RAID、带有集成显卡芯片和足够SATA接口的主板。类似这样的：

ASUS M5A78L-M Plus/USB3 DDR3 HDMI DVI USB 3.0 760G MicroATX主板

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它拥有非常积极的评价，并且很容易配置为RAID1。

桌面机箱

我们需要一个桌面机箱来将所有计算机组件组装在一起，并配备足够的电源。类似这样：$76,82 http://amzn.to/2ydeYs1

UPS

有一件东西虽然不是服务器的一部分，但每台存有重要数据的计算机都应配备–不间断电源（UPS）。

UPS保护计算机免受断电和电压波动的影响。根据我们的经验，电涌或异常断电是数据库损坏的主要原因。

类似CyberPower CP1200AVR这样的产品，价格为$117.97，应该足够好了。

总计

因此，所有计算机组件和UPS的总价为USD 855,27–甚至低于USD1000，然而，在这些组件成为可工作的计算机之前，它们需要被组装、安装操作系统并进行测试。

项目	价格	数量	总计
SSD三星850 Pro 256 Gb MZ-7KE256BW	$124,24	2	248,48
希捷SkyHawk 2TB监控硬盘	74,99	2	149,98
CPU AMD FX-8320E	$86,02	1	86,02
内存海盗船Vengeance 8GB	$61,99	2	123,98
主板华硕M5A78L-M Plus	$57	1	57
桌面机箱	$69,99	1	69,99
CyberPower CP1200AVR	$119.82	1	119,82
总计	855,27

组装服务器

要将所有这些部件组装成可工作的服务器并安装操作系统（我们建议使用某种Linux发行版，如CentOS7+或Ubuntu Server 16+），所有这些组件都需要正确组装/插接。

这并不困难，只需要一把螺丝刀、一些耐心和时间来仔细阅读说明并观看一些YouTube视频。10年前几乎每个开发人员都能用这些部件组装一台计算机，如今情况有所不同，但仍然不困难。

如果你不想组装服务器怎么办？

有一条捷径–可以购买一台配置相似、几乎满足我们需求的计算机，然后插入额外的组件（即磁盘）。

我建议看看这台计算机–最初设计为游戏PC，它拥有8核CPU和16GB内存，仅售USD$709。

需要为其配备（打开机箱并插入）一对SSD驱动器（+$248,48）、一个额外的备份驱动器（+$74,99），当然还有UPS（+119.82）。总计将为USD 1153–高于$1000的目标，主要是由于显卡和漂亮的桌面机箱。你仍然需要配置RAID1（在BIOS中），当然，还需要安装服务器操作系统而不是预装的Windows 10家庭版。

这种方法可以用来将一台强大的桌面计算机转变为服务器–只需添加冗余SSD和备份驱动器即可。

过去许多中小企业和初创公司使用这种自建服务器，现在有一种使用基于云的虚拟机的趋势。

虚拟机与自建服务器相比如何？

当然，构建和维护自己的服务器需要一些技能（并不像看起来那么高），因此许多公司希望摆脱所有硬件服务器（可能还要解雇负责服务器的系统管理员）。

在下一篇文章中，我们将考虑将云中的VM作为中小企业的数据库服务器。

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感谢

非常感谢为本文提供建议和改进意见的人们：

Vlad Khorsun
Dmitri Kuzmenko
Pavel Zotov
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Emil Mustea