服务器技术基础v1.0

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1、服务器技术基础服务器技术基础服务器概述服务器概述 超大规模集成电路技术的进步和成本下降超大规模集成电路技术的进步和成本下降 计算机软硬件资源共享的需求计算机软硬件资源共享的需求 计算机网络应运而生计算机网络应运而生 信息资源共享变革的过程中，服务器（网络信息资源设备）充当了信息资源共享变革的过程中，服务器（网络信息资源设备）充当了 非常重要的角色非常重要的角色所谓服务器，就是计算机网络中一种为客户机提供各种服务的计算机 。它在网络操作系统的管理与控制下，与其相连的硬盘、磁带、打印 机及专用通信设备提供给网络上的客户机共享，也能为网络用户提供 集中计算、数据库管理和Web应用等服务。1. 1.服

2、务器为多个用户提供服务时更可靠服务器为多个用户提供服务时更可靠服务器可以可靠地处理多个用户的多项任务。服务器在设服务器可以可靠地处理多个用户的多项任务。服务器在设 计上适于同时执行多项任务、易于性能升级、利于保证业务计上适于同时执行多项任务、易于性能升级、利于保证业务 的正常运作。与一般的的正常运作。与一般的PCPC相比，服务器不但具有更快的数据相比，服务器不但具有更快的数据 传输和更强大的硬盘驱动器，还可配备多个处理器和大的内传输和更强大的硬盘驱动器，还可配备多个处理器和大的内 存，因此性能达到了最优。存，因此性能达到了最优。服务器的功能服务器的功能 2. 2.服务器具有更高的可伸缩性和可用

3、服务器具有更高的可伸缩性和可用服务器具有可靠的冗余功能（例如：服务器具有可靠的冗余功能（例如：RAIDRAID控制器），可控制器），可 以确保网络始终用于关键业务运作。以确保网络始终用于关键业务运作。n n作为最重要的网络资源设备，服务器的应用先后经历了文作为最重要的网络资源设备，服务器的应用先后经历了文 件服务器、数据库服务器、件服务器、数据库服务器、Internet/IntranetInternet/Intranet通用服务器和通用服务器和 专用功能服务器等多种角色的演进与并存。专用功能服务器等多种角色的演进与并存。 服务器的功能分类服务器的功能分类 文件服务器 数据库服务器数据库服务器

4、Internet/IntranetInternet/Intranet通用服务器通用服务器 功能服务器功能服务器 一路服务器 二路服务器 四路服务器服务器的服务器的CPUCPU数量分类数量分类内存技术内存技术 内存条由内存芯片、内存条由内存芯片、SPDSPD（系列参数预置检测）芯片、系列参数预置检测）芯片、少量电阻等辅助元件以及印刷电路板（少量电阻等辅助元件以及印刷电路板（PCBPCB）组装而成组装而成。内存条的结构内存条的结构 内存芯片俗称内存颗粒，内存芯片是内存条的关键元件内存芯片俗称内存颗粒，内存芯片是内存条的关键元件 ，它的性能决定了内存条的性能。 ，它的性能决定了内存条的性能。 芯片类

5、型取决于内存芯片的工作方式，常用的内存芯片芯片类型取决于内存芯片的工作方式，常用的内存芯片 类型有以下几种：类型有以下几种： EDO DRAMEDO DRAM SDRAMSDRAM RDRAMRDRAM DDR SDRAMDDR SDRAM内存芯片内存芯片 SDRAM（Synchronous DRAM）的中文名字是“同步 动态随机存储器”，这就是著名的PC100和PC133规范所广泛 使用的内存类型，它的带宽为64bit，3.3 V电压，目前产品 的最高速度可达5ns。它是与CPU使用相同的时钟频率进行 数据交换，它的工作频率是与CPU的外频同步的，不存在 延迟或等待时间。SDRAMSDRAM

6、RambusRambus内存内存 Rambus内存，也就是RDRAM内存， Direct Rambus DRAM（DRDRAM）“接口动态随机存储器”，是由美国 Rambus公司研发的高速DRAM技术。它将RISC（精简指令集） 引入其中，依靠高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量。它 具有相对SDRAM较高的工作频率（不低于300MHz），但其数 据通道接口带宽较低，只有16bit，当工作时钟为400MHz时， Rambus利用时钟的上沿和下沿分别传输数据，因此它的数据 传输率能达到400x16x2/8=1.6GB/S，若是两个通道，就是 3.2GB/S。高性能存储技术高性能存储技术 1 1S

7、CSISCSI接口接口 uSCSI适配器通常使用主机的DMA（直接内存取）通道把 数据传送到内存，可以降低系统I/O操作时的CPU占用率。 SCSI接口可以连接硬盘、光驱、磁带机和扫描仪等外设。 外设通过专用线缆和终端电阻与SCSI适配卡相连，SCSI线 缆把SCSI设备串联成菊花链。 uSCSI总线支持数据的快速传输。最近几年主要采用的是 80Mbps和160Mbps传输率的U1tra2和U1tra3标准。 目前常用的目前常用的SCSISCSI系列系列 类类型Narrow（窄）Wide（宽宽） 接口传输传输 速率接口传输传输 速率FastFast SCSI10 MB/SFast Wide S

8、CSI20MB/SUltra Ultra SCSI20MB/SUltra Wide SCSI40MB/S Ultra2Ultra2 SCSI40MB/SUltra2 Wide SCSI80MB/SUltra 3160MB/SUltra 4320MB/SUltra 5640MB/S高性能存储技术高性能存储技术 2 2RAID(RAID(独立磁盘冗余阵列独立磁盘冗余阵列) ) uRAID（Redundant Array of Independent Disks）技术是将 若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘 阵列由阵列控制器管理。 u磁盘阵列有许多特点：首先，提高了存储容量；其次，

9、多台磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率；第三， 采用校验技术，提高了可靠性。RAIDRAID技术目前常用的系列技术目前常用的系列级别级别技术术描述速度容错错能力 RAID 0磁盘盘分段 没有校验验 数据磁盘盘并行I/O，存取速度 提高最大数据无备备份RAID 1磁盘镜盘镜 像 没有校验验 数据读读数据速度有提高数据100%备备份RAID 2磁盘盘分段+汉汉 明码码数据 纠错纠错没有提高 允许单许单 个磁盘错盘错RAID 3磁盘盘分段+奇 偶校验验专专用校验验 数据 盘盘 磁盘盘并行I/O，速度提高 较较大允许单许单 个磁盘错盘错 ，校 验盘验盘 除外RAID 4磁盘盘分段+奇 偶校验验异步

10、专专用 校验验 数据 盘盘 磁盘盘并行I/O，速度提高 较较大 允许单许单 个磁盘错盘错 ，校 验盘验盘 除外RAID 5磁盘盘分段+奇 偶校验验校验验数据 分布存 放于多 盘盘 磁盘盘并行I/O，速度提高 较较大，比RAID 0稍慢允许单许单 个磁盘错盘错 ，无 论论哪个盘盘高性能存储技术高性能存储技术 3. 3. 可伸缩的网络连接存储技术可伸缩的网络连接存储技术 创建独立的可伸缩网络数据存储主要有两种方法：网络 附加存储（NAS，Network Attached Storage）和存储区域网 络（SAN，Storage Area Network）。控制与管理技术控制与管理技术 1 1ISC

11、ISC服务器控制技术服务器控制技术 ISC（Intel Server Control）是一种网络监控 技术，只适用于使用Intel架构的带有集成管 理功能主板的服务器。采用这种技术后，用 户在一台普通的客户机上，就可以监测网络 上所有使用Intel主板的服务器，监控和判断 服务器是否“健康”。 控制与管理技术控制与管理技术 2 2EMPEMP应急管理端口应急管理端口 EMP（Emergency Management Port）是服务器主 板上所带的一个用于远程管理服务器的接口。远程 控制机通过EMP Console控制界面可以对服务器进 行下列工作： （1）打开或关闭服务器的电源。 （2）重新

12、设置服务器，甚至包括主板BIOS和 CMOS的参数。 （3）监测服务器内部情况，如温度、电压、风扇 情况等。 机箱技术机箱技术 1 1立式机立式机 立式机箱的高度通常为18 到27英寸。微型立式机箱大 约有14英寸高，中型立式机 箱通常是16英寸左右。 机箱技术机箱技术 2 2机架安装式机架安装式 机架系统可由显示器、磁 盘驱动器、不间断电源（ UPS）、网络组件和服务器 组成。机架机箱的扩展概念 是将服务器分成若干个独立 的部分，它们通过一个服务 器子网络进行通信。 服务器应用系统的架构服务器应用系统的架构 Client/ServerClient/Server模式模式 客户机客户机/ /服务

13、器（服务器（C/SC/S，Client/ServerClient/Server）是一种基于服务器）是一种基于服务器 的网络，在这种模式中，其中一台或几台较大的计算机集的网络，在这种模式中，其中一台或几台较大的计算机集 中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器。而将其它中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器。而将其它 的应用处理工作分散到网络中客户端去做，构成分布式的的应用处理工作分散到网络中客户端去做，构成分布式的 处理系统。处理系统。 显 示 逻 辑事务处理 逻 辑数据处理 逻 辑数据数据库库库库Browser/Browser/ServerServer模式模式 在在Browser/Serv

14、erBrowser/Server模式中，一般可分为：表示层（模式中，一般可分为：表示层（ PresentationPresentation）、功能层（）、功能层（Business LogicBusiness Logic）、数据层（）、数据层（Data Data ServiceService）等三个相对独立的单元。如图所示）等三个相对独立的单元。如图所示图 Browser/Server三层体系结构 服务器的性能与配置服务器的性能与配置服务器硬件的冗余服务器硬件的冗余 在系统设计中对关键部件进行冗余设计，可以大大提高系统 的可用性。冗余技术的基础是合理有效地对系统的运行状态 进行监控，在及时发现故

15、障的前提下启动冗余部件。 （1）磁盘冗余。 （2）电源冗余。 （3）网卡冗余。 （4）冷却冗余。 （5）双机冗余。服务器的性能与配置服务器的性能与配置数据吞吐能力数据吞吐能力 服务器对I/O的要求表现在总线带宽、I/O插槽数量等几个方 面。总线带宽是指系统事务处理的快慢，而I/O插槽数量则 表现在其扩展能力上。PC服务器的I/O标准主要有两种：一 是Future I/O技术，一是NGIO技术，现在两者已统一成 SYSTEM I/O。这种I/O技术的宗旨是提高服务器CPU向网卡 或存储磁盘阵列传输数据的速度和可靠性，一般采用SF（ Switched Fabric）方法，就像微型网络一样交换信息，

16、其最大优点是系统内单一部件失效不会导致整台计算机瘫痪。 服务器的性能与配置服务器的性能与配置可管理性可管理性 良好的可管理性主要包括人性化的管理界面，硬盘、内存、电源、处理 器等主要部件便于拆装、维护和升级；具有方便的远程管理和监控功能 和具有较强的安全保护措施等。 可扩展性可扩展性/ /可伸缩性可伸缩性 可扩展性主要包括处理器和内存的扩展能力。 易用性易用性 主要表现在是否包括详细、全面而又易于查阅的各类文档； 是否具有在线查询的用户导航软件；是否容易获得系统运行 状态的各种信息；是否预装有可以对整个系统运行状况进行 监控和报警的管理软件；是否具有可使用户易于对系统进行 维护的详细指导资料等。 当前主流服务器介绍IBM开放硬件简介IBM OpenPower的服务器 ZPXI