1__ServerHardware-Interfaces.pdf

# Basis computerhardware en datacenterarchitectuur Dit studieonderwerp duikt in de fundamentele bouwstenen van computers en de geavanceerde infrastructuur van datacenters. ### 1.1 Basiscomponenten van een computer Een computer bestaat uit diverse essentiële componenten die samenwerken om functionaliteit te bieden. Deze omvatten de centrale verwerkingseenheid (CPU), Random Access Memory (RAM), opslagapparaten, het moederbord, de voedingseenheid (PSU) en koelsystemen, verbonden via interconnecties [4](#page=4). #### 1.1.1 Centrale Verwerkingseenheid (CPU) De CPU is een reeks elektrische circuits die fundamentele berekeningen uitvoert zoals laden, opslaan, vergelijken, optellen, aftrekken en verschuiven. De architectuur van een CPU wordt bepaald door de fabrikant (bijv. Intel, AMD, ARM) en het aantal bits dat tegelijkertijd wordt verwerkt (x32 of x64). De kloksnelheid, gemeten in Hertz (Hz), indiceert het aantal instructies dat per seconde kan worden uitgevoerd; bijvoorbeeld, 4 GHz staat voor 4 miljard instructies per seconde. CPU's kunnen worden geclassificeerd als CISC (Complex Instruction Set Computer), RISC (Reduced Instruction Set Computer) of EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) [5](#page=5). Een processor kan verder worden onderverdeeld in: * **Processor socket:** Een behuizing die meerdere processors koppelt aan het moederbord [5](#page=5). * **Processor core:** Een onafhankelijke verwerkingseenheid binnen een processor [5](#page=5). * **Processor thread:** Een 'logische processor' die bronnen deelt met andere threads op dezelfde core [5](#page=5). > **Tip:** Een systeem met 4 processor sockets, elk met 8 cores en 16 threads per core, heeft effectief 512 logische CPU's (LCPU's). Informatie over de CPU kan worden opgevraagd via `msinfo32` in Windows of `lscpu` in Linux [5](#page=5). #### 1.1.2 RAM en Opslag RAM (Random Access Memory) dient als snel, maar vluchtig geheugen dat dicht bij de CPU staat, waardoor het minder capaciteit heeft vanwege de hogere kosten. Opslag daarentegen is persistent, trager en biedt een zeer hoge capaciteit tegen lagere kosten. Cache is een beperkte opslagruimte binnen de CPU of op opslagapparaten voor verdere optimalisatie. Trends duiden op het verdwijnen van dit onderscheid, met toekomstige technologieën zoals kwantumcomputers die de opslagcapaciteit per bit aanzienlijk zullen vergroten [6](#page=6). #### 1.1.3 Interconnecties en Communicatie Voor servers zijn diverse interconnectietopologieën belangrijk [7](#page=7): * **Bus topology (SCSI, PATA):** Meerdere eindpunten communiceren via een gemeenschappelijk medium [7](#page=7). * **Point-to-Point:** Twee eindpunten communiceren via een privé medium, vaak richting randapparatuur (SAS, SATA) [7](#page=7). * **Ring (FC - Fibre Channel):** Elk eindpunt maakt deel uit van een lus en stuurt pakketten die niet voor hem bestemd zijn door [7](#page=7). * **Star/Tree/Mesh (iSCSI):** Meestal gerelateerd aan netwerkprotocollen [7](#page=7). De snelheid van deze verbindingen wordt bepaald door de doorvoer (throughput) en latentie (latency) [7](#page=7). #### 1.1.4 Verschillen tussen apparaten (PC, Workstation, Server) Belangrijke factoren bij de keuze van apparatuur zijn het gebruiksdoel en de kosten [8](#page=8). * **PC:** Ontworpen voor gebruiksgemak door niet-IT-professionals, draagbaarheid en robuustheid [8](#page=8). * **Desktop:** Een PC die standaard interconnecties gebruikt voor diverse randapparatuur [8](#page=8). * **Workstation:** Een PC die hoge CPU-kracht vereist [8](#page=8). * **Servers:** Stellen hoge eisen aan betrouwbaarheid, beschikbaarheid en onderhoudbaarheid (RAS - Reliability-Availability-Serviceability), standaardisatie, remote management en diagnostische tools, en professionele uitbreidingsmogelijkheden [8](#page=8). ### 1.2 Datacenterarchitectuur Een datacenter is een gespecialiseerde faciliteit voor het huisvesten en beheren van IT-apparatuur. Dit omvat niet alleen servers, maar ook netwerkapparatuur zoals switches en routers, patch panelen en KVM-switches, die vaak zijn gemonteerd in 19-inch racks [10](#page=10) [15](#page=15) [30](#page=30). #### 1.2.1 Server Form Factors Servers komen in diverse vormfactoren om te voldoen aan verschillende eisen qua dichtheid, opslag, koeling en voeding [31](#page=31). * **1U Server:** Compacte servers, ideaal voor hoge dichtheid, maar met beperkte opslag en aandacht voor koeling en geluid. Ze gebruiken vaak horizontale slots en hebben doorgaans één voeding [31](#page=31). * **2U, 3U, 4U Servers:** Grotere form factors die meer opslagruimte, meer uitbreidingsmogelijkheden en krachtigere koelingsoplossingen bieden [30](#page=30) [35](#page=35). * **Blade Servers:** Deze uiterst compacte servers (bv. 14 blades in 6U) bieden hoge dichtheid en schaalbaarheid. Ze maken gebruik van gedeelde power modules, fans en switches in een chassis, wat resulteert in minder kabels en centraal beheer. Blade servers bieden flexibele installatie van netwerk- en opslagmodules en ingebouwde redundantie. Nadelen zijn de vaak beperkte verwerkingskracht per blade, vendor lock-in, de hoge kosten indien niet volledig benut, en intensieve koelingsbehoeften [37](#page=37) [39](#page=39). #### 1.2.2 Opslag in Datacenters Opslagarchitecturen variëren van Direct Attached Storage (DAS) tot Network Attached Storage (NAS) en Storage Area Networks (SAN) [47](#page=47). * **Direct Attached Storage (DAS):** Eenvoudige opslag direct gekoppeld aan een server. Kan bestaan uit losse schijven of DAS-enclosures, inclusief JBODs (Just-a-Bunch-Of-Disks). Biedt hoge prestaties maar beperkte schaalbaarheid en back-upmogelijkheden. Daisy-chaining van DAS-enclosures is mogelijk [50](#page=50) [51](#page=51) [52](#page=52). * **Network Attached Storage (NAS):** Bestandsgebaseerde opslag die via het netwerk toegankelijk is, gebruikmakend van protocollen zoals CIFS (Windows) en NFS (Unix). NAS-systemen zijn ideaal voor heterogene besturingssystemen, eenvoudig op te zetten en uit te breiden. Een nadeel is de schaalbaarheid van prestaties, die vaak beperkt wordt door de LAN-prestaties. Diensten als OneDrive, Dropbox en Google Drive vallen onder deze categorie van netwerkgebaseerde opslag [49](#page=49) [53](#page=53) [54](#page=54). * **Storage Area Network (SAN):** Een speciaal netwerk dat blokgebaseerde opslag biedt, gekoppeld aan servers. SAN's bieden hogere redundantie en schalen zeer goed op het gebied van prestaties en capaciteit. Twee belangrijke SAN-technologieën zijn Fibre Channel (FC) en iSCSI (Internet Small Computer System Interface). iSCSI maakt gebruik van reguliere Ethernet-hardware, terwijl FC aangepaste hardware en software vereist [55](#page=55) [57](#page=57) [58](#page=58) [60](#page=60). * **iSCSI Terminologie:** * **iSCSI Target:** De iSCSI 'server' die Logical Unit Numbers (LUNs) aanbiedt [59](#page=59). * **iSCSI Initiator:** De iSCSI 'client' die verbinding maakt met LUNs [59](#page=59). Voordelen van SAN zijn gecentraliseerde back-up, disaster recovery en schaalbaarheid, maar ze zijn duurder en vereisen dat het bestandssysteem LUN-deling ondersteunt [60](#page=60). #### 1.2.3 Disk Interfaces Verschillende interfaces worden gebruikt om schijven aan te sluiten [61](#page=61): * **Parallel ATA (PATA):** Vroeger bekend als IDE, gebruikt voor CD-spelers en harde schijven. Beperkt tot twee apparaten per connector en een maximale kabellengte van 45 cm [63](#page=63). * **SCSI (Small Computer System Interface):** Oudere technologie die zowel interne als externe interfaces ondersteunde. Elk SCSI-controller kan tot 15 apparaten adresseren met een unieke SCSI ID. Wordt nog steeds gebruikt voor tapestreamers [64](#page=64) [65](#page=65). * **Serial ATA (SATA):** Hedendaagse standaard voor desktops en laptops, met verschillende versies (SATA I, II, III) die snelheden bieden van 1.5 Gbps tot 6 Gbps. SATA is een point-to-point systeem, wat complexiteit vermindert. eSATAp combineert eSATA met USB voor externe connectiviteit [66](#page=66) [67](#page=67). * **Serial Attached SCSI (SAS):** Implementeert het SCSI-protocol over SATA-interfaces, met voordelen zoals point-to-point communicatie, geen prestatieverlies en ondersteuning voor meer apparaten per controller. SAS is onder bepaalde omstandigheden compatibel met SATA. Diverse interne en externe SAS-connectoren bestaan, zoals SFF-8482, SFF-8087 en SFF-8088 [70](#page=70) [71](#page=71). * **U.2 en M.2:** Moderne interfaces die PCI Express-protocollen kunnen gebruiken (NVMe) naast SATA, waardoor hogere prestaties mogelijk zijn [69](#page=69). #### 1.2.4 Card Slot Interfaces Uitbreidingskaarten worden via verschillende slot interfaces op het moederbord aangesloten [74](#page=74): * **PCI (Peripheral Component Interconnect):** Een bussysteem waarbij uitbreidingskaarten via riser cards kunnen worden aangesloten. De PCI-bus ondersteunt snelheden tot 132 MBps bij 33 MHz (32-bit) of 264 MBps bij 66 MHz (32-bit) [75](#page=75). * **PCI-X:** Een verbeterde versie van PCI, voornamelijk gebruikt in servers, met 64-bit adressering en hogere frequenties, tot 528 MBps (66 MHz, 64-bit) of zelfs 4264 MBps (533 MHz, 64-bit) [76](#page=76). * **AGP (Accelerated Graphics Port):** Ontworpen om de beperkingen van PCI voor grafische kaarten te overwinnen, met snelheden tot 2133 MBps (AGP 8X). AGP werd voornamelijk gebruikt in desktops en workstations [77](#page=77). * **PCI Express (PCI-E):** De moderne standaard die PCI, PCI-X en AGP vervangt. PCI-E is een point-to-point verbinding, wat zorgt voor meer doorvoer, lagere pin-aantallen en betere schaalbaarheid. De link kan variëren van x1 tot x32 lanes, met snelheden die per generatie toenemen (bijv. 1 GBps per lane voor PCIe 3.0, 2 GBps per lane voor PCIe 4.0). Het maximale stroomverbruik per PCIe-interface is 75 Watt [78](#page=78) [79](#page=79). > **Tip:** Hoewel een slot mechanisch x16 kan zijn, betekent dit niet altijd dat het elektrisch ook 16 lanes ondersteunt. Riser cards worden vaak gebruikt in servers om meer plug-in kaarten aan te sluiten [80](#page=80). --- # Datacenterbeheer en kosten Dit onderdeel behandelt de financiële aspecten van datacenters, waaronder de totale eigendomskosten (TCO), rendementspercentage (ROI) en terugverdientijd, evenals de beheer-, onderhouds- en beveiligingsaspecten. ### 2.1 Kostenaspecten van datacenters De kosten van datacenters zijn veelzijdig en omvatten zowel initiële investeringen als doorlopende operationele uitgaven. #### 2.1.1 Total Cost of Ownership (TCO) De TCO vertegenwoordigt de totale kosten die gepaard gaan met het bezitten van een IT-infrastructuur gedurende de gehele levenscyclus. Dit omvat een breed scala aan componenten: * Hardware [13](#page=13). * Software [13](#page=13). * Datacenterkosten (bv. ruimte, stroom, koeling) [13](#page=13). * Managementkosten [13](#page=13). De kosten voor energie zijn een significant en stijgend onderdeel van de datacenteruitgaven. De energie per server blijft toenemen. Momenteel wordt voor elke dollar die aan hardware wordt uitgegeven, vijftig cent aan energie besteed. Deze energiekosten zullen naar verwachting in de komende vier jaar met 54% stijgen [11](#page=11). > **Tip:** Het goed begrijpen van de TCO is cruciaal voor een accurate budgettering en strategische besluitvorming met betrekking tot IT-investeringen. #### 2.1.2 Return on Investment (ROI) en terugverdientijd Naast de kosten is het ook belangrijk om de potentiële winst en de tijd die nodig is om de investering terug te verdienen te evalueren. * **Terugverdientijd (Payback Period):** Dit is de periode waarin de initiële investering is terugverdiend. Factoren die de terugverdientijd beïnvloeden zijn onder meer de TCO, de tijd tot de markt (go-to-market time) en potentiële verkoopopbrengsten [13](#page=13). * **Return on Investment (ROI):** ROI meet de winstgevendheid van een investering. Het antwoordt op de vraag welk rendement een investering zal opleveren [13](#page=13). > **Tip:** Houd bij het berekenen van de terugverdientijd en ROI rekening met zowel directe als indirecte kosten en opbrengsten om een realistisch beeld te krijgen. ### 2.2 Beheer en onderhoud van datacenters Het effectief beheren en onderhouden van een datacenter is essentieel voor de operationele stabiliteit en efficiëntie. #### 2.2.1 Componenten van beheeruitgaven De uitgaven voor datacenterbeheer kunnen worden onderverdeeld in verschillende categorieën [12](#page=12): * Initiële systeem- en software-implementatie: 19% [12](#page=12). * Planning voor upgrades, uitbreiding en capaciteit: 15% [12](#page=12). * Upgrades, patches, etc.: 15% [12](#page=12). * Systeemmonitoring: 13% [12](#page=12). * Systeemonderhoud: 12% [12](#page=12). * Migratie: 11% [12](#page=12). * Onderhoud en tuning: 8% [12](#page=12). * Overig: 7% [12](#page=12). #### 2.2.2 Hoge beschikbaarheid versus rampenherstel (Disaster Recovery) Er is een belangrijk onderscheid tussen het continu draaiende houden van systemen (hoge beschikbaarheid) en het herstellen van diensten na een calamiteit (rampenherstel). * **Return to Operations (RTO):** Dit bepaalt hoeveel tijd nodig is om de bedrijfsvoering te hervatten na een incident [14](#page=14). * **Recovery Point Objective (RPO):** Dit specificeert hoeveel data verloren mag gaan tijdens een incident [14](#page=14). Het paradoxale aspect hierbij is dat hoge beschikbaarheid (HA) gericht is op het continu draaien totdat het echt niet meer kan, zelfs als dit datalekken veroorzaakt. Rampenherstel (DR) daarentegen focust op het stoppen van operaties wanneer datalekken dreigen, met als zekerheid dat de overeengekomen gegevens hersteld kunnen worden [14](#page=14). **Voorbeelden van Hoge Beschikbaarheid (HA):** * Redundante voeding [14](#page=14). * Dubbele netwerkkaarten (NICs) [14](#page=14). * RAID-configuraties voor opslag [14](#page=14). * ECC RAM (Error-Correcting Code Memory) [14](#page=14). **Voorbeelden van Rampenherstel (DR):** * Data replicatie [14](#page=14). > **Tip:** Zorg ervoor dat de RTO- en RPO-doelstellingen van uw organisatie realistisch zijn en aansluiten bij de bedrijfskritische behoeften en het beschikbare budget. ### 2.3 Datacenterbeveiliging Beveiliging is een fundamenteel aspect van datacenterbeheer, met specifieke implementaties op verschillende niveaus. Dit omvat fysieke beveiliging, netwerkbeveiliging en data-integriteit [17](#page=17). > **Tip:** Beveiliging is een doorlopend proces en vereist regelmatige updates, audits en training van personeel om effectief te blijven tegen nieuwe dreigingen. ### 2.4 Vergelijking TCO/ROI: Server/Datacenter versus Cloud Het berekenen van de TCO en ROI verschilt significant tussen on-premise servers en datacenters enerzijds, en cloudoplossingen anderzijds. Cloudmodellen verschuiven vaak van CAPEX (kapitaaluitgaven) naar OPEX (operationele uitgaven), wat impact heeft op de financiële analyse [28](#page=28). > **Tip:** Wanneer u cloudoplossingen evalueert, kijk dan verder dan de directe abonnementskosten en neem ook zaken als datatransferkosten, overhead en potentieel vendor lock-in mee in de TCO-berekening. --- # Virtualisatie en software-defined technologieën Dit onderwerp verkent de fundamentele concepten van virtualisatie op verschillende niveaus van de infrastructuur, inclusief processor-, geheugen- en opslagvirtualisatie, en beschrijft de evolutie naar software-defined datacenters en cloudoplossingen [19](#page=19) [20](#page=20). ### 3.1 Process virtualisatie Process virtualisatie omvat het creëren van een virtuele omgeving voor de uitvoering van processen. Dit stelt meerdere besturingssystemen of toepassingen in staat om op één fysieke machine te draaien, waarbij de onderliggende hardware wordt geabstraheerd [20](#page=20). ### 3.2 Memory virtualisatie Memory virtualisatie is het proces waarbij fysiek geheugen wordt geabstraheerd en beheerd op een manier die de beschikbare geheugenbronnen efficiënter toewijst en deelt tussen verschillende processen of virtuele machines. Een **hypervisor** speelt hierbij een cruciale rol, omdat deze het fysieke geheugen beheert en toewijst aan verschillende gastbesturingssystemen of applicaties. Het besturingssysteem en de applicaties communiceren met de hypervisor om toegang te krijgen tot het virtuele geheugen [21](#page=21). ### 3.3 Storage virtualisatie Storage virtualisatie biedt een geconsolideerd en geabstraheerd beeld van opslagbronnen, ongeacht hun fysieke locatie of het onderliggende opslagmedium. Dit maakt flexibeler beheer van opslagruimte mogelijk, zoals het aggregeren van meerdere opslagapparaten tot één logische pool. Diensten zoals OneDrive, Dropbox en Google Drive maken gebruik van opslagvirtualisatie om gebruikers toegang te geven tot hun bestanden, vaak via cloudgebaseerde oplossingen. Een **SAN (Storage Area Network)** is een voorbeeld van een infrastructuur die opslagvirtualisatie kan ondersteunen [22](#page=22). ### 3.4 Software-defined networking (SDN) Software-defined networking (SDN) is een benadering om netwerkbeheer te ontkoppelen van de onderliggende hardware, door middel van software. Dit stelt beheerders in staat om netwerkfunctionaliteit op een flexibele en programmeerbare manier te beheren, wat essentieel is voor moderne datacenters [23](#page=23). ### 3.5 Evolutie naar Software-Defined Datacenters en Cloud De overgang naar software-defined technologieën heeft geleid tot de ontwikkeling van software-defined datacenters en cloudoplossingen. Dit proces verloopt vaak in stappen [19](#page=19) [24](#page=24) [25](#page=25) [26](#page=26): * **Hyperconvergente infrastructuur (HCI):** Combineert compute, storage en netwerkfunctionaliteit in één geïntegreerde oplossing, beheerd door software [24](#page=24). * **Hybride Cloud:** Een architectuur die verschillende cloudomgevingen (privé en publiek) integreert, waardoor gegevens en applicaties tussen deze omgevingen kunnen worden gemigreerd [19](#page=19) [25](#page=25). * **Multicloud:** Het gebruik van meerdere cloud computing-diensten van verschillende cloudproviders. Dit biedt flexibiliteit en voorkomt vendor lock-in [19](#page=19) [26](#page=26). Het concept van software-defined is essentieel omdat het een grotere mate van flexibiliteit, schaalbaarheid en efficiëntie in datacenteroperaties mogelijk maakt [27](#page=27). > **Tip:** Begrijpen hoe virtualisatie op de verschillende lagen (processor, geheugen, opslag) werkt, is cruciaal om de basis te leggen voor software-defined architecturen. > **Tip:** De verschillende cloudmodellen (private, public, hybrid, multi) zijn directe toepassingen van virtualisatie en software-defined principes op een grotere schaal. [ ] bevat belangrijke conceptuele vragen die gerelateerd zijn aan dit onderwerp, zoals het verschil tussen redundantie, disaster recovery en veerkracht, beveiligingsimplementaties, totale eigendomskosten (TCO) en return on investment (ROI) in verschillende infrastructuren, en de specifieke kenmerken van DAS, SAN en NAS, evenals hyperconverged, hybride en multicloud-oplossingen [28](#page=28). --- # Opslagtechnologieën en interfaces Dit gedeelte behandelt de verschillende opslagoplossingen zoals DAS, NAS en SAN, en de onderliggende diskinterfaces zoals SATA en SAS, die cruciaal zijn voor dataopslag en -toegang in computersystemen [47](#page=47). ### 4.1 Opslagoplossingen Er zijn drie primaire architecturen voor het aansluiten van opslagapparaten: Direct Attached Storage (DAS), Network Attached Storage (NAS) en Storage Area Network (SAN). Deze verschillen voornamelijk in hoe de opslag is verbonden met de servers en clients, en hoe deze wordt beheerd en geschaald. Cloudopslagoplossingen zoals OneDrive, Dropbox en Google Drive passen niet direct in deze klassieke indeling, omdat ze opereren op netwerkniveau en vaak abstractie bieden van de onderliggende fysieke opslaginfrastructuur [47](#page=47) [48](#page=48) [49](#page=49). #### 4.1.1 Direct Attached Storage (DAS) DAS is de meest basale vorm van opslag, waarbij opslagapparaten direct zijn verbonden met een enkele server [47](#page=47). * **Kenmerken:** * Eenvoudig in opzet en beheer [50](#page=50). * Hoge prestaties, omdat de verbinding direct is en niet via een netwerk loopt [50](#page=50). * Beperkte schaalbaarheid en flexibiliteit [50](#page=50). * Beperkte mogelijkheden voor back-up en disaster recovery direct via de DAS-structuur [50](#page=50). * **Componenten:** * Kan bestaan uit interne schijven in de server of externe opslagbehuizingen (DAS enclosures) [51](#page=51). * RAID-controllers worden vaak gebruikt binnen DAS-opstellingen om redundantie en prestaties te verbeteren [51](#page=51). * JBODs (Just-a-Bunch-Of-Disks) zijn ook een vorm van DAS, waarbij schijven direct aan de controller worden gekoppeld zonder intelligente beheerfuncties [51](#page=51). * **Connectiviteit:** * DAS-behuizingen kunnen 'daisy-chained' worden, wat betekent dat meerdere behuizingen achter elkaar worden geschakeld op dezelfde controller [52](#page=52). #### 4.1.2 Network Attached Storage (NAS) NAS-apparaten zijn gespecialiseerde servers die aan een netwerk zijn gekoppeld en bestandsgebaseerde opslagdiensten leveren aan clients [47](#page=47). * **Kenmerken:** * Ideaal voor heterogene besturingssystemen (Windows, Unix/Linux) omdat ze netwerkprotocollen gebruiken [53](#page=53) [54](#page=54). * Eenvoudig in te stellen en uit te breiden met capaciteit [54](#page=54). * **Nadelen:** * Schaalbaarheid van prestaties kan problematisch zijn, vaak gelimiteerd door de netwerkbandbreedte (LAN-prestaties) [54](#page=54). * Gevoelig voor 'reguliere' netwerkprestatieverminderingen, zoals die kunnen optreden bij het gebruik van Wi-Fi [54](#page=54). * **Protocollen:** * Common Internet File System (CIFS), voornamelijk gebruikt door Windows [53](#page=53). * Network File System (NFS), voornamelijk gebruikt door Unix-achtige systemen [53](#page=53). * Deze protocollen maken het mogelijk om NAS-volumes 'te mounten' via het netwerk [53](#page=53). #### 4.1.3 Storage Area Network (SAN) Een SAN is een apart, high-speed netwerk dat exclusief is bedoeld voor opslagverkeer, waardoor servers toegang krijgen tot blok-gebaseerde opslag [47](#page=47) [55](#page=55). * **Kenmerken:** * **Voordelen:** * Biedt hoge redundantie en disaster recovery mogelijkheden [57](#page=57) [60](#page=60). * Goede beheerbaarheid door centralisatie [60](#page=60). * Prestaties en capaciteit schalen zeer goed op, zonder afname van link-snelheid [60](#page=60). * Grote afstanden tussen servers en opslag zijn mogelijk [60](#page=60). * **Nadelen:** * LUN (Logical Unit Number) sharing vereist ondersteuning van het bestandssysteem [60](#page=60). * Duurder in aanschaf en implementatie dan DAS of NAS [60](#page=60). * Bedrijven die reeds in Fibre Channel hebben geïnvesteerd, kunnen terughoudend zijn met het overstappen naar iSCSI [60](#page=60). * **Technologieën:** * **Fibre Channel (FC):** Een gevestigde SAN-oplossing die sinds 1994 bestaat. Vereist zowel specifieke hardware als software [58](#page=58). * **iSCSI (Internet Small Computer System Interface):** Werd populair rond 2006 en maakt gebruik van standaard Ethernet-hardware, hoewel specifieke software vereist is [58](#page=58). * **iSCSI Terminologie:** * **iSCSI Target:** De 'server' die opslag (LUNs) aanbiedt binnen het SAN [59](#page=59). * **iSCSI Initiator:** De 'client' die verbinding maakt met de LUNs die door de targets worden aangeboden. Initiator software is vaak ingebouwd in besturingssystemen zoals Windows [59](#page=59). > **Tip:** SAN is ideaal voor omgevingen die hoge prestaties, schaalbaarheid en beschikbaarheid vereisen, zoals databaseservers en virtualisatieclusters. ### 4.2 Diskinterfaces Diskinterfaces bepalen hoe opslagapparaten fysiek worden aangesloten op het moederbord en hoe data wordt overgedragen. De belangrijkste interfaces worden hieronder besproken [61](#page=61). #### 4.2.1 Parallel ATA (PATA) PATA, voorheen bekend als IDE (Integrated Drive Electronics), was een veelgebruikte interface voor harde schijven en CD/DVD-spelers in werkstation- en desktopcomputers [63](#page=63). * **Kenmerken:** * Elke IDE-connector ondersteunt maximaal twee apparaten [63](#page=63). * Moederborden konden 1, 2 of 4 IDE-connectoren hebben [63](#page=63). * Maximale kabellengte is beperkt tot 45 centimeter voor platte kabels [63](#page=63). #### 4.2.2 SCSI (Small Computer System Interface) SCSI is een oudere interface die zowel interne als externe aansluitingen kon bieden. Hoewel het vroeger veel gebruikt werd voor harde schijven, CD-spelers en scanners, wordt het tegenwoordig voornamelijk nog gebruikt voor tapestreamers [64](#page=64). * **Kenmerken:** * Gebruikt parallelle SCSI-commando's, waarbij de SCSI-bus open blijft tijdens de communicatie [64](#page=64). * Er zijn veel verschillende connectortypen, wat compatibiliteitsproblemen kan veroorzaken [64](#page=64). * **SCSI Adressering:** * Per SCSI-controller kunnen maximaal 15 apparaten worden aangesloten, elk met een unieke SCSI ID (0 tot 15) [65](#page=65). * ID nummer 7 is gereserveerd voor de controller zelf [65](#page=65). * Apparaten kunnen worden aangesproken met een combinatie van controller-ID en SCSI-ID, bijvoorbeeld SCSI 0:2 [65](#page=65). #### 4.2.3 Serial ATA (SATA) SATA is de opvolger van PATA en wordt veelvuldig gebruikt in desktopcomputers en laptops. Het maakt gebruik van seriële datatransmissie, wat resulteert in dunnere en flexibelere kabels, wat gunstig is voor airflow [62](#page=62) [66](#page=66). * **Versies en Snelheden:** * SATA150 (1.5 Gbps) - ook wel SATA I genoemd [66](#page=66). * SATA300 (3 Gbps) - ook wel SATA II genoemd [66](#page=66). * SATA600 (6 Gbps) - ook wel SATA III genoemd [66](#page=66). * **Voeding:** * SATA Power connector levert 12V, 5V en 3.3V spanning [66](#page=66). * **Connectiviteit:** * SATA is een point-to-point systeem, geen bus-systeem, wat betekent dat er geen speciale adressering nodig is: één connector, één kabel, één apparaat [67](#page=67). * Dit vermindert het risico op prestatievermindering [67](#page=67). * Externe SATA-connectoren (eSATA) zijn mogelijk, maar vereisen externe voeding. Dit is opgelost met eSATAp, een combinatie van eSATA en USB [67](#page=67). * De praktische kabellengte voor SATA is ongeveer 50 centimeter [67](#page=67). > **Belangrijke Opmerking:** Er kan een aanzienlijk verschil zijn tussen de mechanische SATA-connector en het daadwerkelijke protocol dat over de draad wordt gebruikt. Een SATA-poort kan bijvoorbeeld ook PCI Express-protocollen ondersteunen, vooral bij modernere interfaces zoals M.2 [68](#page=68). #### 4.2.4 M.2 M.2 is een relatief nieuwe interface die zich tussen 'Drive interfaces' en 'Card Slot interfaces' bevindt. Het maakt intern gebruik van een PCI Express x4 interface, maar kan twee verschillende protocollen ondersteunen: SATA of NVMe [69](#page=69). #### 4.2.5 Serial Attached SCSI (SAS) SAS is de opvolger van parallel SCSI en gebruikt SCSI-protocollen over een seriële interface die lijkt op SATA [62](#page=62) [70](#page=70). * **Voordelen ten opzichte van SCSI:** * SAS is point-to-point, in tegenstelling tot de bus-structuur van SCSI, wat prestatieverminderingen en 'skews' voorkomt [70](#page=70). * Ondersteunt meer apparaten per controller (tot 65.535, vergeleken met 16 voor SCSI) [70](#page=70). * Hogere snelheden [70](#page=70). * **Compatibiliteit:** * SAS is onder bepaalde omstandigheden compatibel met SATA [70](#page=70). * **Connectoren:** * Diverse connectortypen bestaan, zowel intern (zoals SFF-8482, SFF-8087) als extern (zoals SFF-8470, SFF-8088) [71](#page=71). #### 4.2.6 U.2 U.2 (voorheen SFF-8639) is een interface die ook wordt gebruikt voor opslagapparaten, met name in enterprise-omgevingen, en kan verschillende protocollen ondersteunen, waaronder NVMe over PCI Express [62](#page=62). ### 4.3 Toekomstige Ontwikkelingen * **NVM Express (NVMe):** Non-Volatile Memory Express wordt steeds belangrijker in servers, met name via PCI Express storage cards en in de toekomst mogelijk via geheugenkaarten. Hoewel M.2 en U.2 ook NVMe kunnen gebruiken, zijn dedicated PCI Express SSD's momenteel populairder in enterprise-opstellingen [73](#page=73). * **Quantum Computers:** Quantum computing belooft een fundamentele verschuiving in opslagtechnologie, waarbij een bit veel meer informatie dan een enkel 0 of 1 zal kunnen opslaan, waardoor de traditionele scheiding tussen RAM en opslag mogelijk verdwijnt [6](#page=6). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | CPU (Central Processing Unit) | De centrale verwerkingseenheid, het "brein" van een computer dat basisberekeningen uitvoert zoals laden, opslaan, vergelijken, optellen, aftrekken en verschuiven. | | RAM (Random Access Memory) | Snel, vluchtig geheugen dat dicht bij de CPU staat en wordt gebruikt om data op te slaan tijdens de actieve werking. Vanwege de hoge kosten is de capaciteit beperkter dan bij opslag. | | Opslag (Storage) | Persistent geheugen dat data opslaat, zelfs wanneer de stroom is uitgeschakeld. Dit is langzamer dan RAM maar biedt een veel hogere capaciteit tegen lagere kosten. | | Cache | Een kleine, zeer snelle geheugenopslag die zich binnen de CPU of in de buurt van de opslag bevindt, gebruikt voor verdere optimalisatie van datatoegang. | | Bus topologie | Een netwerkarchitectuur waarbij meerdere apparaten communiceren over een gemeenschappelijk medium, zoals bij SCSI of PATA. | | Point-to-point communicatie | Een netwerkarchitectuur waarbij twee apparaten direct met elkaar communiceren via een privéverbinding, zoals bij SAS en SATA. | | Ring topologie | Een netwerkarchitectuur waarbij elk apparaat deel uitmaakt van een lus en pakketten doorstuurt die niet voor hem bestemd zijn, zoals bij Fibre Channel. | | Throughput | De hoeveelheid data die gedurende een bepaalde periode kan worden getransporteerd, een belangrijke maatstaf voor de snelheid van interconnecties en communicatie. | | Latency | De snelheid waarmee een enkele data-eenheid kan worden getransporteerd, eveneens een cruciale factor voor prestaties bij data-overdracht. | | RAS (Reliability-Availability-Serviceability) | Een reeks kenmerken die essentieel zijn voor servers en datacenters, gericht op het waarborgen van betrouwbaarheid, beschikbaarheid en onderhoudsgemak. | | TCO (Total Cost of Ownership) | De totale kosten die gepaard gaan met het bezitten en exploiteren van een IT-systeem gedurende de levenscyclus, inclusief hardware, software, datacenter- en beheerkosten. | | ROI (Return on Investment) | De winst die een investering genereert ten opzichte van de kosten ervan, een financiële maatstaf om de rentabiliteit van een project te beoordelen. | | RTO (Recovery Time Objective) | De maximale toegestane tijd die een bedrijf mag nemen om na een storing weer operationeel te zijn. | | RPO (Recovery Point Objective) | Het maximale verlies aan data dat acceptabel is na een storing, bepaald door het tijdstip tot wanneer data hersteld moet kunnen worden. | | High Availability (HA) | Systemen die ontworpen zijn om continu te blijven draaien, zelfs bij falen van individuele componenten, om operationele continuïteit te garanderen. | | Disaster Recovery (DR) | Een plan en set procedures om de IT-infrastructuur en bedrijfsprocessen te herstellen na een grote ramp of storing. | | Datacenter | Een faciliteit die wordt gebruikt om grote hoeveelheden computersystemen en bijbehorende componenten, zoals servers, opslagsystemen en netwerkapparatuur, te huisvesten en te beheren. | | Virtualisatie | Het proces van het creëren van een virtuele (software-gebaseerde) versie van iets, zoals een besturingssysteem, server, opslagapparaat of netwerkbronnen, in plaats van een fysieke versie. | | Hypervisor | Software die het mogelijk maakt om meerdere besturingssystemen tegelijkertijd op één enkele fysieke machine te draaien. | | Storage Virtualization | Het aggregeren van fysieke opslag uit meerdere netwerkopslagapparaten in wat lijkt op één enkel opslagapparaat dat wordt beheerd vanaf een centrale locatie. | | Software-Defined Networking (SDN) | Een benadering van netwerkbeheer die programma-gestuurde netwerkconfiguratie, gedrag en beheer mogelijk maakt door de controle- en dataplane te scheiden. | | Hyperconverged Infrastructure (HCI) | Een IT-infrastructuur die server-, opslag- en netwerkfunctionaliteit combineert in een software-gedefinieerde, geïntegreerde oplossing. | | Hybrid Cloud | Een cloud computing-omgeving die een combinatie gebruikt van on-premises (private cloud) en publieke cloud services, met orkestratie tussen de twee. | | Multi-Cloud | Het gebruik van cloud computing-diensten van meerdere cloud providers (bijvoorbeeld AWS, Azure, Google Cloud) om te profiteren van hun specifieke sterktes en om vendor lock-in te vermijden. | | Rack Mount Server | Een server die is ontworpen om gemonteerd te worden in een standaard 19-inch rackkast, waarbij de hoogte wordt gemeten in 'U' (eenheden). | | Blade Server | Een modulaire server die in een chassis wordt geplaatst en componenten zoals voeding, koeling en netwerkverbindingen deelt met andere blades in hetzelfde chassis. | | IPMI (Intelligent Platform Management Interface) | Een standaard voor out-of-band beheer van servers, waarmee beheer op hardwareniveau kan worden uitgevoerd, ongeacht de status van het besturingssysteem. | | iLO (Integrated Lights-Out) | Hewlett Packard Enterprise's specifieke implementatie van out-of-band serverbeheer, vergelijkbaar met IPMI. | | iDRAC (Integrated Dell Remote Access Controller) | Dell's specifieke implementatie van out-of-band serverbeheer, vergelijkbaar met IPMI. | | SAS (Serial Attached SCSI) | Een interfaceprotocol dat SCSI-commando's over een seriële verbinding transporteert, ontworpen voor hogere prestaties en meer apparaten per controller dan parallelle SCSI. | | SATA (Serial Advanced Technology Attachment) | Een seriële interface die voornamelijk wordt gebruikt voor het verbinden van opslagapparaten zoals harde schijven en SSD's met het moederbord. | | DAS (Direct Attached Storage) | Opslag die direct is aangesloten op een enkele computer of server, zonder een netwerkverbinding. | | NAS (Network Attached Storage) | Een opslagapparaat dat via een netwerk (meestal Ethernet) toegankelijk is voor meerdere clients en bestandsgebaseerde toegang biedt. | | SAN (Storage Area Network) | Een speciaal netwerk (vaak Fibre Channel of iSCSI) dat exclusief is toegewijd aan opslagapparaten, en block-level toegang biedt aan servers. | | iSCSI (Internet Small Computer System Interface) | Een protocol dat SCSI-commando's over TCP/IP-netwerken transporteert, waardoor SAN-functionaliteit over standaard Ethernet kan worden gerealiseerd. | | LUN (Logical Unit Number) | Een identificatienummer dat wordt gebruikt om een opslagapparaat of -volume binnen een SAN of bij iSCSI te identificeren. | | NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory) | Een type RAM dat gegevens behoudt, zelfs wanneer de stroom is uitgeschakeld, vaak gebruikt voor configuratiegegevens. | | PCI Express (PCIe) | Een snelle seriële computeruitbreidingsbusstandaard die de PCI-bus vervangt en gebruikt wordt voor grafische kaarten, netwerkkaarten en andere uitbreidingskaarten. |