服务器技术基础课程资料

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1、服务器技术基础课程,课程时间：445分钟 更新日期：2008年3月,曙光信息产业（北京）有限公司,目 录,服务器基础概念 定义与分类 常用名词解释 服务器系统技术 低端服务器 小型机和二代小型机 大型计算机和机群,什么是服务器？,从理论定义来看，服务器是网络环境中的高性能计算机，它侦听网络上其它计算机(客户机)提交的服务请求，并提供相应的服务。为此，服务器必须具有承担服务并且保障服务质量的能力。 更浅显地来讲，其实服务器与个人电脑的功能相类似，均是帮助人类处理信息的工具，只是二者的定位不同，个人电脑(简称为Personal Computer，PC)是为满足个人的多功能需要而设计的，而服务器是为

2、满足众多用户同时在其上处理数据而设计的。而多人如何同时使用同一台服务器呢？这只能通过网络互联，来帮助达到这一共同使用的目的。因此服务器首先是承担众多的应用服务，其次是面向众多人，再者只有置于网络环境中才有存在的价值。,服务器在网络中的位置,服务器可以说是网络上的核心节点，是提供各种应用系统的载体。 服务器的部署越来越集中，一般集中部署在网络中心或者数据中心，大部分用户都设有专门的机房。 服务器越来越集约化，机架式服务器以及刀片服务器逐渐成为主流产品。 服务器与存储结合越来越紧密，共同构成IT系统的核心。,服务器的分类,按CPU数,单路,2路,4路,8路,16路,32路,64路,按指令集,RIS

3、C,X86,EPIC,按应用类型,邮件,数据库,FTP,Web,按功能,计算型,I/O型,其它,服务器的分类没有一个统一的标准。 从多个纬度来看服务器的分类可以加深我们对各种服务器的认识。,按CPU类型分类（1/3）,RISC架构 RISC：“Reduced Instruction Set Computing”，精简指令集计算。 它的指令系统相对简单，只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。 目前一些高端的计算机采用RISC架构，比如IBM的Power系列，HP的Alpha系列和PA-RISC系列，SUN的UltraSPARC系列，MIP

4、S公司的MIPS处理器。 通常RISC服务器搭配专有的Unix操作系统，各个厂商软硬件的专属性很强。 以下列举最新的硬件和软件信息。 IBM Power5/Power5+：IBM AIX 5L(5.2) SUN UltraSPARC IV/IV+：Solaris 10 HP Alpha Server：HP True64 Unix、OpenVMS HP PA-RISC 8800：HP-Unix 11i,按CPU类型分类（2/3）,CISC架构 CISC：“Complex Instruction Set Computing”，复杂指令集计算。 从计算机诞生以来，人们一直沿用CISC指令集方式。在C

5、ISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不是最好。由于这种执行系统的指令不等长，指令的条数比较多，编程和设计处理器时都比较麻烦，但基于CISC的指令架构系统设计的软件应用已非常普遍，所以微处理器一直都在走CISC的发展之路。 CISC架构的服务器主要以IA架构（Intel Architecture，英特尔架构）的服务器为主，市场上最大的两家处理器厂商就是Intel和AMD。 通常所说的x86平台也就是CISC架构。,按CPU类型分类（3/3）,EPIC架构（VLIW） EPIC：“Explic

6、itly Parallel Instruction Computing”，显示并行指令集计算。 采用这一指令系统的处理器就是Intel基于IA-64架构的Itanium系列。 EPIC和VLIW有很大的关系。VLIW的英文名称为“Very Long Instruction Work”，中文名为“超长指令集字”，它是美国的Multiflow和Cydrome公司于20世纪80年代设计的体系结构，目前主要应用于Trimedia（全美达）公司的Crusoe和Efficeon系统的处理器中，AMD64处理器系列也借鉴了这一指令系统。而Intel最新的IA-64架构的EPIC（显示并行指令计算）也是从VL

7、IW指令系统中分离出来的。,目 录,服务器基础概念 定义与分类 常用名词解释 服务器系统技术 低端服务器 小型机和二代小型机 大型计算机和机群,常用名词解释（1/2）,PC服务器 通常是指基于Intel或者AMD处理器的通用服务器 由于PC服务器是从微型计算机发展而来，和PC都采用相同的体系结构，因此就称为PC Server。 x86服务器 X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的，IBM 1981年推出的世界第一台PC机中的CPUi8088(i8086简化版)使用的也是X86指令，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片，以后就将X86指令集和X87指

8、令集统称为X86指令集。由于Intel X86系列及其兼容CPU（如AMD 等）都使用X86指令集，所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。 因此目前的PC服务器阵营都可以称为x86服务器。 IA-32 IA-32（Intel Architecture），英特尔体系架构，英特尔从486开始采用，也就叫X86-32架构，在同一时间内可以处理32位二进制数据。后来其它厂商兼容此架构的也叫IA-32架构。,常用名词解释（2/2）,IA-64 IA-32服务器在发展到8路Xeon服务器以后，体系结构已经开始成为制约服务器性能提高的瓶颈。因此，HP和Intel自1994年开始合作开发IA-64

9、架构的处理器，希望通过把HP在RISC领域的十年工作经验和超长指令字结合起来，在微处理器级上改进性能，以增加指令级上的并行性。就是代号为安腾(Itanium)，IA-64就是指安腾处理器，现在是Itanium2。 x86-64 有时会简称为“x64”，是64位微处理器架构及其相应指令集的一种，也是Intel x86架构的延伸产品。“x64”最先由AMD设计，推出时称为“AMD64”，后来Intel也推出了类似的64位架构，称为“EM64T”，业内就将当前的AMD64和Intel EM64T的产品统称为x86-64，很多软件都有针对x86-64平台的专用版本。,PC服务器是国内厂商关注的重点,处

10、理器（Processor） 芯片组（ Chipset、System Board) 内存（Memory） 硬盘（Disk） I/O插槽（Bus） 网络（Net） 电源（Power） 输入输出设备（CD、Floppy、Keyboard、Mouse） 外设接口（Port） 机箱等附件（Mechanical）,PC服务器主要组成部件,目 录,服务器基础概念 服务器系统技术 处理器技术 芯片组及主板技术 内存技术 硬盘及RAID技术 其它硬件技术 操作系统等基础软件 低端服务器 小型机和二代小型机 大型计算机和机群,PC服务器CPU的发展历程,1995年Intel推出了第一款PC服务器或者工作站用的处理

11、器。 2003年之前一直都是Intel一家独大，以至于PC服务器统称为IA架构(英特尔架构)。 2003年AMD推出了划时代意义的AMD64架构，称为x86-64体系，打破了Intel的垄断地位。,CPU的几个关键参数（1/2）,主频 主频也叫时钟频率，单位是MHz/GHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频外频倍频系数。很多人以为认为CPU的主频指的是CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力是没有直接关系的。当然，主频和实际的运算速度是有关的，主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。 外频

12、外频是CPU的基准频率，单位也是MHz/GHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。 前端总线频率 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽(总线频率数据带宽)/8。,CPU的几个关键参数（2/2）,外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数

13、据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次；而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz64bit8Byte/bit=800MB/s。 缓存 缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。 L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓

14、存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好。 在一些高端处理器中还有L3 缓存，也是为了提高处理器读取数据的效率。 制造工艺 指在硅材料上生产CPU时内部各元器材的连接线宽度，一般用微米/纳米表示。微米值越小制作工艺越先进，CPU可以达到的频率越高，集成的晶体管就可以更多。目前Intel和AMD的都已经达到了95纳米、65纳米的制造工艺，明年将达到45纳米的制作工艺。,CPU最新热点技术概览,64位技术 之前的RISC平台全是纯64位架构，包括后来的Itanium 03年AMD推出兼容3

15、2位的x86-64，大家才开始讲64位，05年下半年就全部是64位了 目前AMD凭借基于AMD64的Opteron在服务器市场达到了20%25%以上的份额 双核技术、多核技术 01年IBM的双核Power4、04年HP双核PA-8800、SUN双核UltraSPARC IV AMD已经在推第二代Socket F的双核，Intel的代表则是第三代的WoodCrest Intel在2006年底推出了四核心芯片，AMD在2007年第二季度推出 其它技术 90nm制程转向65nm、45nm制程 高缓存（双核Xeon每核2MB L2或者4MB共享缓存） 防病毒（AMD的NX bit、Intel的Exec

16、ute Disable Bit） 省电（Intel的DBS按需转换技术、AMD的Power Now!）,Intel的几项技术和最新产品线,优势 1、特定软件3Dmax、Maya、Office、Photosho较明显提升性 2、适合多任务批处理工作 3、Windows XP经过优化 劣势 1、单任务性能下降 2、出错几率增大 3、大多程序没有经过优化,Intel超线程技术-HT,双核给操作系统和应用层提供物理的两个处理内核，而超线程是虚拟的内核 超线程是把一个物理处理器。 对操作系统而言，看成两个逻辑处理器，用以提高处理器的利用率 Intel 的方法 在超线程模式，CPU 的缓存被“逻辑的处理器”划分，每一个逻辑处理器占用一定容量的缓存，而在 AMD的双核中， 每个物理的核独占自己专有的缓存 采用超线程技术的处理器仍然无法解决前端总线的瓶颈，而 AMD 的双核技术基于直连架构 并不是所有的应用程序都能从超线程技术中获益,双核与超线程的比较,Intel官方是给EM64T这样定义的：EM64T全称Extended Memory