home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Network Support Library / RoseWare - Network Support Library.iso / pressgen / server.exe / SERVER.TXT
Text File  |  1993-06-27  |  11KB  |  207 lines
  1.                   File Server Selection for NetWare 3.xx
  2.                        Dispelling the Myths of Power
  3.  
  4.                             by Mickey Applebaum
  5.                    NetWire SysOp/Uinta Business Systems
  6.  
  7.      This article is targeted to those of you looking to get your first
  8. NetWare 3.xx file server, or who have been thinking of upgrading your
  9. current file server.  The concept is to provide information on how to get
  10. the best performance without buying more than you need to have.  To do
  11. this we will need to first look at what NetWare does so we can define the
  12. possible bottlenecks and how to work around them.
  13.  
  14.      NetWare, in and of itself, is an I/O Engine.  What, you may ask, does
  15. this really mean.  NetWare does nothing more than route data from one
  16. place to another.  It does not process data, manipulate data or in any
  17. other way handle the data other than to take it from one place and put it
  18. into another.  This can be likened to a traffic cop who does nothing other
  19. than making sure cars on both of the streets he intersects with move in an
  20. orderly fashion and to their proper final destination without suffering a
  21. crash at his intersection.
  22.  
  23.      NetWare can route data from one LAN card to another, from a LAN card
  24. to Server Cache, from Server Cache to Disk, from Disk to Server Cache and
  25. from Server Cache to a LAN card.  Basically, that's it.  That's all
  26. NetWare does.  Simple concept.  Now, lets see what it is that makes that
  27. simple concept so hard to actually implement.
  28.  
  29.      First, we need to look at the most important aspect of file server
  30. performance.  The speed of the BUS.  Since NetWare is an I/O Engine, it's
  31. the I/O BUS (the expansion slots in the computer) that determines how fast
  32. NetWare can interact with all the "external" devices you can attach to
  33. your server.  In this case, "external" means all devices not directly
  34. attached to the server's CPU, which, in most cases, means all interface
  35. devices other than RAM.  In very basic terms, the actual maximum data
  36. throughput of the BUS can be determined using this mathematical function:
  37.  
  38. Width of the bus in bits * clock speed of the bus / 8 = MegaBytes/Second
  39.  
  40. This works out, for the "standard" machines, to this breakdown:
  41.  
  42. Original IBM PC = 8 * 4.77 / 8 = 4.77 MB/s
  43. Original IBM AT = 16 * 6 / 8 = 12 MB/s
  44. IBM PS/2 MicroChannel = 32 * 5 / 8 = 20 MB/s
  45. EISA Specification = 32 * 8.33 / 8 = 33.32 MB/s
  46.  
  47.      As can be seen, the wider the bus and the faster the bus clock speed
  48. the more data can pass through the bus at one time.  This relates directly
  49. to the speed at which NetWare can move the data between devices.  The
  50. faster the Bus, the faster the data can move between the server and the
  51. LAN cards, and the disk drives, assuming that you use adapters that make
  52. use of the full bus width/speed.
  53.  
  54.      This leads to the next point in designing the perfect server, the
  55. speed of the adapter cards.  One of the great misbeliefs lately is that
  56. Bus Mastering Adapters are faster than Non-Bus Masters.  This may not
  57. necessarily be true in all installations.  In a lightly loaded server, a
  58. Bus Master adapter can actually take more time setting up the data
  59. transfer than the data transfer itself takes to accomplish.  Bus Mastering
  60. adapters are good in heavily loaded situations where the concern is to
  61. reduce the overall total CPU load on the file server, but it has been
  62. shown many times that under many conditions, Non-Bus Mastering devices run
  63. faster.  Also, for the most part, the best option is to always use the
  64. maximum bus width devices your computer supports, i.e., in an EISA server
  65. use 32 bit adapters.
  66.  
  67.      Next, of course, is the amount of RAM the server has available for
  68. Cache Memory.  NetWare, being an I/O Engine, moves data between devices. 
  69. To do this, NetWare needs to have someplace to put that data while it's
  70. waiting for those devices to become available, or while one of those
  71. devices is fulfilling the data request NetWare has made of it.  The more
  72. RAM the server has available to it, the more data it can buffer while
  73. waiting for LAN cards and Disk Controllers to clear.  Also, because of
  74. NetWare's File Caching and Directory Hash/Caching, the more RAM available
  75. to the system, the more likely it is that a disk request will come from
  76. RAM and not from the physical disk itself, and as we all know, RAM is
  77. faster than any hard disk available.
  78.  
  79.      And, speaking of hard disks, we come upon that which is nearest and
  80. dearest to me personally.  The Disk Channel.  A disk channel designed for
  81. high performance means more to me than anything else in the server, since
  82. a poorly designed disk channel will make even the best server, and fastest
  83. LAN cards look slow.  First we should look at the disk drives themselves. 
  84. Although there have been many different disk technologies that have come
  85. and gone (MFM, RLL, ESDI) there are two that are in their prime today, IDE
  86. and SCSI.  Below is a chart that shows the maximum data throughput of each
  87. of these devices:
  88.  
  89. IDE = 4 MB/s 
  90. SCSI = 5 MB/s 
  91. SCSI-II = 7.5 MB/s
  92. SCSI-II FAST = 10 MB/s
  93. SCSI-II WIDE = 20 MB/s (Not readily available yet)
  94. SCSI-II DOUBLE WIDE = 40 MB/s (Theoretical, no devices
  95.                                exist today)
  96.  
  97. Additionally, below is a chart of the data path width for each of these
  98. devices:
  99.  
  100. IDE = 8 bit data path
  101. SCSI = 8 bit data path
  102. SCSI-II = 8 bit data path
  103. SCSI-II FAST = 8 bit data path
  104. SCSI-II WIDE = 16 bit data path
  105. SCSI-II DOUBLE WIDE = 32 bit data path
  106.  
  107.      Again, as you can see, the wider the data path the more actual data
  108. throughput per second and thus the faster the data transfer.  But, just
  109. having a fast hard disk isn't all there is to it.  Again, BUS Width comes
  110. into play, a 32 bit controller will be significantly faster than an
  111. equivalent 16 bit adapter, so it's a combination of a fast drive and a
  112. fast controller that will best serve data transfers in a NetWare file
  113. server.  But yet, this is still not all there is.
  114.  
  115.      SCSI Host Adapters have the unique ability to send a command to a
  116. disk on the SCSI bus and then detach from that disk while waiting for the
  117. disk to finish the requested task.  This is known as SCSI Disconnect, and
  118. can be a major benefit to disk channel performance.  This is due to the
  119. fact that multiple disks on the same SCSI Bus can be performing tasks all
  120. at the same time, independent of the other disks on the bus.  When using
  121. NetWare's Disk Spanning capabilities this can allow multiple disks to
  122. fulfill file requests at one time utilizing NetWare's Data Scattering
  123. capabilities.
  124.  
  125.      But, this is still not all there is.  NetWare has the unique ability
  126. to do split seeks across multiple disk channels in a Duplexed
  127. controller/drive configuration.  This means that a Duplexed set of disks
  128. can be seeking the same data across the disk channels at one time thus
  129. providing up to a 100% performance benefit during disk reads.
  130.  
  131.      So, to provide the highest performance disk subsystem for a NetWare
  132. server it would be best to build it using multiple SCSI-II Fast/Wide Host
  133. Adapters and drives in a duplexed set.  This gives the highest available
  134. of drive heads to seek data at one time, thus providing the highest actual
  135. data throughput.
  136.  
  137.      This leads us to the last place to check into performance, the LAN
  138. adapters.  There are several things to consider in this area, actual data
  139. throughput of the LAN Adapter and aggregate data throughput based on the
  140. total number of LAN adapters installed in the server.  Following is a
  141. chart of the maximum theoretical data throughput's of the major LAN
  142. protocols (thanks to Jeff Chumbley of Thomas Conrad Corp. for this chart)
  143.  
  144.                       Theoretical Maximum Throughput
  145.   KBps
  146.     8000|                                                7809
  147.     7000|
  148.     6000|
  149.     5000|
  150.     4000|
  151.     3000|
  152.     2000|                                     1800
  153.     1000|                         1200
  154.      500|             480
  155.        0|___214____________________________________________________
  156.            ARCNET   4Mbps-TRN    Ethernet   16Mbps-TRN    TCNS
  157.  
  158.      But again, just using a fast LAN card isn't all there is.  Because of
  159. the differences in the way the protocols work (Ethernet being a collision
  160. detection system for example), the number of nodes attached to the LAN
  161. card in the server, the type of cabling used and the types of applications
  162. used/data generated on the network can affect overall performance.  This
  163. is where NetWare's ability to perform internal routing and support of
  164. multiple LAN adapters in the file server comes into play.  Having multiple
  165. LAN adapters in the server increases the overall LAN bandwidth available
  166. to the server.  
  167.  
  168.      For example, having one Ethernet Adapter gives you the ability to
  169. have a 1200k bandwidth, installing a second Ethernet Adapter provides up
  170. to a 100% bandwidth increase providing up to 2400k bandwidth.  Adding a
  171. third Ethernet adapter provides up to another 50% performance benefit
  172. pushing total bandwidth up to 3600k.  The overall performance benefit per
  173. LAN card remains the same, assuming all the LAN cards are of equivalent
  174. performance, this linear performance benefit can be skewed by adding a LAN
  175. card of different performance characteristics, for example, putting a 16
  176. Mb/s Token Ring adapter into the same server with 5 ArcNet adapters.
  177.  
  178.      As you may have seen by now, the file server CPU type hasn't been
  179. mentioned.  Well, now it's time to mention it.  Basically, the CPU in the
  180. file server will have little impact on the overall network performance, as
  181. long as a couple of things hold true:
  182.  
  183. 1)   The CPU isn't saturated by servicing all the
  184.      installed interface adapters.
  185. 2)   The CPU isn't saturated by trying to run NLM's.
  186.  
  187.      Basically, a 486SX chip will perform as well as a basic NetWare
  188. server as a DX/2-66 chip.  Things to keep in mind,  NetWare does not make
  189. use of a floating point processor and since the only difference between a
  190. 486SX and a 486DX chip is the floating point processor NetWare will run
  191. the same.  Also, since a DX/2 chip only doubles the internal operations of
  192. the CPU and since NetWare isn't a CPU intensive system NetWare won't see
  193. much benefit.  Basically, since NetWare spends most of it's time dealing
  194. with those external devices, such as LAN cards and Disk controllers
  195. doubling the internal CPU speed doesn't do anything to increase the speed
  196. at which those interface adapters move data.
  197.  
  198.      So, in summary, to design the best file server you can have you
  199. should choose a CPU size and speed based on the number and type of
  200. interface devices installed, as well as the NLM processes it will need to
  201. support;
  202. choose a bus width/speed to provide the best throughput for the number of
  203. requests made by your users; choose a disk drive/controller type that
  204. provides you with adequate throughput to service all your users data
  205. requests and the LAN protocol and number of LAN cards necessary to provide
  206. a consistent level of data throughput without saturating a single LAN
  207. segment.