服務器的架構和組成

1、一 ,服務器概述服務器是指在局域網(wǎng)中，一種運行管理軟件以控制對網(wǎng)絡或網(wǎng)絡資源（磁盤驅動器、打印機等）進 行訪問的計算機，并能夠為在網(wǎng)絡上的計算機提供資源使其猶如工作站那樣地進行操作。從廣義上講，服 務器是指網(wǎng)絡中能對其它機器提供某些服務的計算機系統(tǒng)（如果一個PC對外提供ftp服務，也可以叫服務器）。從狹義上講，服務器是專指某些高性能計算機，能通過網(wǎng)絡，對外提供服務。相對于普通PC來說，穩(wěn)定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在 CPU芯片組、內(nèi)存、磁盤系統(tǒng)、網(wǎng)絡等硬件和普通PC有所不同。服務器作為網(wǎng)絡的節(jié)點，存儲、處理網(wǎng)絡上80%的數(shù)據(jù)、信息，因此也被稱為網(wǎng)絡的靈魂。做一個形象的比喻：服務器

2、就像是郵局的交換機，而微機、筆記本、 PDA手機等固定或移動的網(wǎng)絡終端，就如散 落在家庭、各種辦公場所、公共場所等處的電話機。日常的生活、工作中的電話交流、溝通，必須經(jīng)過交 換機，才能到達目標電話；同樣如此，網(wǎng)絡終端設備如家庭、 企業(yè)中的微機上網(wǎng)，獲取資訊，與外界溝通、 娛樂等，也必須經(jīng)過服務器，因此也可以說是服務器在“組織”和“領導”這些設備。服務器的構成與微機基本相似，有處理器、硬盤、內(nèi)存、系統(tǒng)總線等，它們是針對具體的網(wǎng)絡應用 特別制定的，因而服務器與微機在處理能力、穩(wěn)定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在 差異很大。服務器的功能：提供服務-IP地址將一種資源共享給多個請求者-

3、數(shù)據(jù)庫將一種設備共享給多個請求者-打印機為其他系統(tǒng)開放網(wǎng)關-Web提供處理能力-數(shù)字存儲內(nèi)容-數(shù)據(jù),服務器的主要分類服務器往往被用于運行企業(yè)或個人的關鍵業(yè)務，所以對其性能與可靠性方面的要求會遠遠高于桌面電腦。一般來說服務器的 CPU內(nèi)存、網(wǎng)絡、存儲都會使用企業(yè)級部件。譬如相比桌面電腦常用的Intel酷睿系列CPU服務器的CPU往往會采用性能更穩(wěn)定強大的Intel至強（Xeon）系列或者 舊M的Power系列。而內(nèi)存也會采用帶有諸如ECC效驗等自恢復功能的高速企業(yè)級內(nèi)存。為了滿足特定的業(yè)務需求，不同種類的服務器又會在網(wǎng)絡、存儲、內(nèi)存、顯卡等方面進行強化。如電信行業(yè)采用的服務器往往會配備高速網(wǎng)卡以

4、配合高速交換機；數(shù)據(jù)倉庫應用中的服務器往往會配備高速光纖卡以便通過光纖接口（FabricChannel ）與存儲網(wǎng)絡配合。按照體系架構來區(qū)分，服務器主要分為兩類：非x86服務器：包括大型機、小型機和UNIX服務器，它彳門是使用 RISC （精簡指令集）或 EPIC處理器，并且主要采用 UNIX和其它專用操作系統(tǒng)的服務器，精簡指令集處理器主要有舊M公司的POWE和PowerPC處理器，SUNT富士通公司合作研發(fā)的SPARCL理器、EPIC處理器主要是HP與Intel合作研發(fā)的安騰處理器等。這種服務器價格昂貴，體系封閉，但是穩(wěn)定性好，性能強，主要用在金融、電信等大型企 業(yè)的核心系統(tǒng)中。x86服務器

5、：又稱CISC （復雜指令集）架構服務器，即通常所講的PC服務器，它是基于PC機體系結構，使用Intel或其它兼容x86指令集的處理器芯片和Windows操作系統(tǒng)的服務器，如舊M的System x系列服務器、HP的Proliant 系列服務器等。價格便宜、兼容性好、穩(wěn)定性差、不安全，主要用在中小企業(yè)和非關鍵業(yè)務中。CISC型 CPUCISC是英文"Complex Instruction Set Computer"的縮寫，中文意思是“復雜指令集”，它是指英特爾生產(chǎn)的x86（intel CPU勺一種命名規(guī)范）系列CPU及其兼容CPU度他廠商如AMD,VIA等生產(chǎn)的CPU）, 它

6、基于PC機（個人電腦）體系結構。這種 CPLH般者B是32位的結構，可稱為IA-32 CPU。（IA: Intel Architecture , Intel架構）。CISC型CPU目前主要有intel的服務器 CPU口 AMD勺服務器 CPU兩類。RISC型 CPURISC 是英文“Reduced Instruction Set Computing ”的縮寫，中文意思是“精簡指令集”。它是在 CISC（Complex Instruction Set Computer） 指令系統(tǒng)基礎上 發(fā)展起來的，相對于 CISC型CPU, RISC型CPU僅精簡了指令系統(tǒng)，還采用了一種叫做“超標量和超流 水線

7、結構”，架構在同等頻率下，采用 RISC架構的CPUt匕CISC架構的CPU性能高很多，這是由 CPU的技 術特征決定的。RISC型CPUT Intel和AMD勺CP唯軟件和硬件上都不兼容。根據(jù)不同的業(yè)務需求與應用場景可以將服務器架構分為通用式服務器、機架式服務器、刀片服務器 和企業(yè)服務器。下面將以 舊M System x為例介紹這些架構的組成、特點與適用場景。直立式服務器（塔式服務器）：為可獨立放置于桌面或地面的服務器，大都具有較多的擴充槽及硬盤空間.無需額外設備，插上電即 可使用，因此使用最為廣泛。外形上和立式桌面電腦很相似，不過其主板可擴展性更高。此種服務器一般使用入門級至強處理器如 E

8、5-2400, E3-1200 ,也可以使用低成本的酷睿、奔騰、賽揚系列。適用于中小型企 業(yè)的文件與打印、電子郵件與協(xié)作、防火墻、分布式分支機構等業(yè)務。機架式服務器：機架式服務器外形有別于桌面計算機，更像交換機，其使用工業(yè)標準尺寸可以安放在標準的19英寸機柜中。相比塔式服務器機架式服務器更節(jié)約空間，同時性能上也更強大。為可裝上機柜之服務器，主要作用為節(jié)省空間，機臺高度以1U為單位，1U約44mm因空間較局限，擴充性較受限制，例如1U的服務器大都只 有1到2個PCI擴充槽.此外，散熱性能成為十分重要的因素，此時，各家廠商的功力就在此展現(xiàn)了。缺點是 需要有機柜等設備，多為服務器用量較大的企業(yè)使用。

9、此種服務器一般采用中端的至強系列處理器如E5-2600、E5-4600。適用于文件與打印、零售、網(wǎng)絡基礎架構、分布式應用程序、Web服務、Web 2.0、虛擬化、光數(shù)據(jù)庫、ERP應用程序、小型 HPC安裝、ERP部署和虛擬化。刀片服務器：可算是比機架式服務器更節(jié)省空間的產(chǎn)品 .主要結構為一大型主體機箱，內(nèi)部可插上許多卡片，一張 卡片即相當于一臺服務器.當然，散熱性在此非常重要，往往各 家廠商都裝上大型強力風扇來散熱 .此型服 務器雖然空間較節(jié)省，但光是主體機箱部份可能就所費不費,除大型企業(yè)外較少使用。企業(yè)服務器企業(yè)服務器擁有更高的性能與可靠性，可以滿足嚴苛業(yè)務需求。企業(yè)服務器一般需要安置在標準

10、機 架上工作，所以外形上類似于機架式服務器，另外也有高性能的刀片版本。此類服務器一般采用高端的至 強系列處理器，例如 Xeon E7系列?？梢蕴峁┏蟮膬?nèi)存容量、內(nèi)存帶寬和存儲空間以優(yōu)化數(shù)據(jù)庫和虛擬 環(huán)境。適用于虛擬化、數(shù)據(jù)庫和企業(yè)級工作負載的平衡系統(tǒng)。以舊M System x3850 X5 and x3950 X5 為例。EM System x3850 X5基于最新一代 EM?企業(yè)級 X 架 構?技術和處理器構建，可在節(jié)能、經(jīng)濟的設計中提供卓越的性能和無與倫比的可靠性。其最大的優(yōu)點是能 提供超凡的可擴展性和靈活性，幫助客戶在正確的時間獲得正確的功能?？蛻粜枰员纫酝斓乃俣葘?解決方案部署

11、在數(shù)據(jù)中心內(nèi)并產(chǎn)生回報。x3950 X5工作負載優(yōu)化系統(tǒng)是交鑰匙式的解決方案，專為高性能數(shù)據(jù)庫或虛擬化環(huán)境而配置。多個型號均配置實現(xiàn)了處理能力、內(nèi)存、高性能存儲、網(wǎng)絡和軟件的出色平 衡，可以針對客戶的數(shù)據(jù)庫應用程序、虛擬化或SAP HANA環(huán)境自由選擇。x3850 X5服務器允許自由選擇極其靈活的配置以及內(nèi)存擴展功能。模塊化的構建模塊設計使客戶既能夠按照當前需求自定義系統(tǒng)，又 能夠應對不斷變化的工作負載?？蓮碾p處理器系統(tǒng)擴展為擁有多達 4個處理器?？梢蕴砑拥诙€系統(tǒng)，以便創(chuàng)建一個八處理器系統(tǒng)。起始配置為2個內(nèi)存DIMM,可憑借雙節(jié)點系統(tǒng)和 2個MAX5內(nèi)存擴展選件擴展至多達192個。根據(jù)環(huán)境變

12、化重新分配資源。x3850 X5能夠滿足客戶的當前需求，同時提供一種簡便、經(jīng)濟有效的升級途徑，可在客戶做好準備時更改環(huán)境。IBM System x3850 X5下一代服務器(PureSystems )如今，IT領導者正在運用各種方法努力打造智慧的運算。許多領導者使用靈活的通用系統(tǒng)構建自己 量身定制的系統(tǒng)，隨后對這些系統(tǒng)進行優(yōu)化，以滿足其特定的業(yè)務環(huán)境需求。但為了成功實現(xiàn)優(yōu)化，這些 領導者需要耗費大量的時間和精力。此外，企業(yè)領導者還會利用高級硬件設備的簡便性來打造智慧運算環(huán) 境，并當這些方法奏效之后，他們會充分利用云計算的彈性。為此舊M推出了包含最佳實踐和專家能力的PureSystems專家集成

13、系統(tǒng)。專家集成系統(tǒng)是指功能構建塊。這些構建塊是數(shù)千次部署、成熟最佳實踐、創(chuàng)新思維和IT行業(yè)領先地位的完美結晶。專家集成系統(tǒng)分為兩種類型：平臺系統(tǒng)和基礎架構系統(tǒng)。這兩種專家集成系統(tǒng)均可節(jié) 省您IT專業(yè)人員的時間和技能，使您的團隊能夠集中精力專注于創(chuàng)新和發(fā)展。這些集成式系統(tǒng)可向整個 企業(yè)各個級別的不同角色提供專家能力，無論是業(yè)務領導者、還是數(shù)據(jù)中心經(jīng)理概不例外。以 IBM PureFlexSystem為例。PureFlex System 是具有專家集成技能的完整基礎架構系統(tǒng)。這款舊M產(chǎn)品為您提供了一款集成式的計算系統(tǒng)，它將服務器、存儲設備、網(wǎng)絡、虛擬化和管理全面結合至單一結構中。PureFlex

14、System性能提供的預置專家能力可幫助企業(yè)領導者簡化管理，靈活部署使用統(tǒng)一管理的虛擬和硬件資源的集成模式。高效性和操作的靈活性有助于支持業(yè)務領導者以更低的成本快速部署IT服務。止匕外，PureFlex System建立在數(shù)十年的專家能力基礎上。因此，它能夠支持您深入集成并集中管理綜合全面的開放式基礎架構系統(tǒng)。這樣，您有望顯著降低管理和部署系統(tǒng)所需的技能成本和培訓成本。按照用途分類如下:文件服務器:文件服務器根據(jù)客戶端的請求，對數(shù)據(jù)進行存儲、檢索及更新。打印服務器：有了打印服務器，就不必在每個客戶端上安裝打印機。并且，打印服務器支持各種打印機類型及打 印隊列。22數(shù)據(jù)庫服務器:數(shù)據(jù)庫服務器的主

15、要功能就是從磁盤存儲、搜索、檢索及更新數(shù)據(jù)Email服務器Email服務器作為電子郵件的存儲庫及路由器，負責將電子郵件發(fā)送到目的地Web服務器Web服務器用于寄存Web網(wǎng)頁，并可運行服務器密集型Web應用?；A服務器-DNSDNS服務器負責處理客戶端的名稱解析請求?；A服務器DHCPDHCP服務器負責處理客戶端的IP地址請求*九虛擬化服務器虛擬化平臺能夠使多操作系統(tǒng)在相同的物理硬件上同時運行。三.舊M的x86服務器舊M的x86服務器主要是System X系列(以X開頭的服務器均為 X系列服務器的型號)。 舊M System x系列服務器是基于Intel和AMD勺x86架構處理器而開發(fā)的，主要面

16、向中小型企業(yè)。從最初的PC服務器發(fā)展到現(xiàn)今的企業(yè)級 x系列服務器架構，舊M System x經(jīng)歷了四代的演變，融合了舊M開發(fā)大型主機的40多年經(jīng)驗，能夠向用戶提供低成本、高可用性、高可靠性及可擴展的企業(yè)級應用服務器。同時舊M Systemx還向用戶提供了一系列靈活的系統(tǒng)管理工具，使得系統(tǒng)的維護更為便捷和高效。舊M公司的服務器產(chǎn)品包括 IBM System z, IBM System i, IBM System p, IBM SystemStorage和IBM System x。如圖所示， 舊M采用了在大型機和小型機( 舊M System z , IBM System i和IBM System

17、p)多年來的技術優(yōu)勢和深厚積累，比如群集擴展性能，高可靠性，高可用性和高可管理性，把一系列領先技術(光通道、遠程聯(lián)接診斷、超級并行交換開關、熱插拔和熱添加)系統(tǒng)地移植到System x服務器，從而使 舊M System x系統(tǒng)地吸收了 舊M四十多年來在高可靠企業(yè)計算系統(tǒng)方面的技術精華。IBM System x的名字起源于 舊M的PC服務器，后來更名 Netfinity ,然后更名為 eServer xSeries , 現(xiàn)在是System x ,但貫穿其中不變的是 舊M企業(yè)級x系列服務器架構(Enterprise X-Architecture ), 為用戶提供了以前舊M僅向大型機和其它高端系統(tǒng)用

18、戶提供的高級功能。如下表所示，舊M System x具有高可用性，高靈活性，開放性，高性能和高擴展性，簡化的可管理 性，虛擬化，強大的支持和可服務性。IBMSystem x 特點實現(xiàn)高可用性 熱插拔和冗余 預測故障分析(Predictive Failure Analysis: PFA 高級內(nèi)存- Chipkill- 在線備用- 內(nèi)存鏡像- 熱插拔和熱添加內(nèi)存矢量校準冷卻(CalibratedVector Cooling )身靈活性 平臺選擇 升級選擇和選項 集成RAID 集成主板管理控制器(Baseboard ManagementControllers: BMC ) eXtended I/O

19、領先的每瓦性能長期穩(wěn)定性和兼容性開放性最新技術和標準 B合作伙伴納入管理高性能和高擴展性 X3/X4架構 按需擴展（XpandOnDemand簡化的可管理性BMC和 RSA IBM Director-多平臺-多供應商-插件-企業(yè)集成 Power Executive服務能力和支持光通路診斷組件的顏色編碼 IBM服務和支持-多平臺-多供應商-軟件支持電子服務代理商虛擬化 VMware銷售和支持（IBM BladeCenter HS21 XM 刀片服務器和 舊M System x3850 M2服務器集成 VMwareESXServer 3i ）IBM Director虛擬化管理器為了

20、滿足日益增長的 Web 2.0企業(yè)和數(shù)據(jù)中心的需求，2008年4月23日，IBM發(fā)布了互聯(lián)網(wǎng)級服務 器舊M System x iDataplex ,提供量身定制的互聯(lián)網(wǎng)級數(shù)據(jù)中心，在相同的電源和散熱模塊封裝中容納更 多的處理器，更高效地利用空間。IBM System x iDataPlex是一款互聯(lián)網(wǎng)級的解決方案，可幫助客戶克服在電源、散熱和物理空間方面的限制。iDataPlex解決方案采用創(chuàng)新的設計，將基于 Intel處理器的處理融入到了節(jié)點、機架和數(shù)據(jù) 中心內(nèi)，可以提高電源和散熱效率并獲得所需的計算密度。iDataPlex解決方案圍繞Flex Node技術構建,提供了定制的解決方案，以滿足

21、客戶對計算能力、存儲密度和聯(lián)網(wǎng)的特殊業(yè)務需求。圖1.2顯示了舊M System x iDataplex外觀圖，其最突出的三大優(yōu)點是節(jié)能，高密度計算和易用。1）節(jié)能：iDataPlex服務器配備了水冷裝置來取代空氣制冷設備，其適用于互聯(lián)網(wǎng)級數(shù)據(jù)中心的靈活設計其能耗僅為40%,大幅減少散熱成本；最小化甚至免除空調開支。（參見文獻2）2）高密度計算：iDataplex獨特的機架設計專門經(jīng)過優(yōu)化，可以大大節(jié)省占地空間。創(chuàng)新的機架體系 架構與標準1U機架相比使服務器密度提高了一倍以上，計算密度提高了5倍。（參見文獻2）3）易用：借助布滿可輕松管理的組件的智能機架，iDataPlex解決方案可以整合信息提

22、供單點參考，快速一瞥便可以知曉一切是否工作正常。iDataPlex服務器使用前端訪問式布線易于維修和管理，您無需操作后面板便可以完成工作。其自定義設計能支持應用軟件和工作負載的特殊需求，iDataPlex服務器的機箱在工廠中已經(jīng)完成整體的配置，全面的測試和集成，然后整機出廠直接交付給用戶。iDataplex是一種交鑰匙式的解決方案，由于在工廠中已經(jīng)完成了所有的集成工作，這樣用戶第一天就可以開始iDataplex并且iDataplex采用包括Linux操作系統(tǒng)和集群管理技術xCat在內(nèi)的工業(yè)標準化組件，從而減少了服務器的運行成本和有助于第三方廠商的集成。IBM企業(yè)級X系列服務器架構在2007年，

23、舊M推出了第四代企業(yè)級 x系列服務器架構（Enterprise X-Architecture ）。第四代企業(yè)級x系列服務器架構提供無與倫比的解決方案，允許利用16、32甚至64個并行處理單元或“內(nèi)核”。第四代EXA技術能夠在可擴展性、可靠性、可用性和卓越的設計之間維護系統(tǒng)均衡，以便通過一個高能效的產(chǎn)品來滿足數(shù)據(jù)庫處理、企業(yè)應用主機托管及通過虛擬化整合服務器等要求。下表簡單地回顧了舊M企業(yè)級x系列服務器架構的歷史和各個階段的主要特點。企業(yè)級x系列服務器架構推出時間及機型主要特點第一代2002 年 x440內(nèi)存鏡像32MB XceL4服務器加速緩存第二代2003 年 x445 熱插拔內(nèi)存 聚集I/

24、O提高40% 延時降低12% 64MB XceL4服務器加速緩存第三代2005 年 x366 雙總線架構 支持x86 64位擴展（EM64T） 96MB XceL4服務器加速緩存 支持PCI-X 2.0 ,所有槽66MHz第四代2007 年 x3850 M2 處理器獨占白前端總線（FSB） 前端總線（FSB）頻率從667 MH遍高至 11066 MHz 內(nèi)存帶寬從333 MHz提高到67 MHz 內(nèi)存容量提高4倍 支持4核 提供系統(tǒng)管理虛擬化模塊組（embeddedhypervisor capability）:內(nèi)嵌 4GB VMWare ESX 3iU盤舊M企業(yè)級x系列服務器架構吸收了舊M 4

25、0多年來在大型機和小型機方面的設計精華，通過簡化管理、降低成本和提高可用性，降低了用戶的總擁有成本。其主要包含以下技術：XpandOnDeman暇需擴展PCI-X I/O 和 Active PCI-X I/O高級內(nèi)存子系統(tǒng)XceL4服務器加速緩存XpandOnDeman散需擴展XpandOnDeman能夠按照系統(tǒng)擴展，提供根據(jù)客戶需求付費的可擴展性，從而保護了客戶的現(xiàn)有投資。通過使用業(yè)內(nèi)標準的硬件，XpandOnDemancdT以輕松實現(xiàn)更高性能。比如只需要通過XpandOnDeman數(shù)據(jù)跳線連接4臺4路x3950 M2服務器（Intel 6核至強處理器）就可升級為1臺16路服務器（96個In

26、tel處理器內(nèi)核）。這些功能使用戶可以根據(jù)需求變化來動態(tài)增加處理器和內(nèi)存容量。下圖顯示了使用 舊M System x3950 M2來進行XpandOnDeman按需擴展，動態(tài)地增加處理器，內(nèi)存和磁盤控制器PCI-X IO 和 Active PCI-X IO當前PCI總線帶寬不夠支持新興的10 Gbps （或更高）I/O環(huán)境。舊M與其他公司于1998年提出并實現(xiàn)了 PCI-X標準，主要用來解決日益增長的高速設備（高速以太網(wǎng)卡，光纖通道，Ultra3 SCSCS配卡等）和多處理器集群間通信所帶來的總線帶寬瓶頸。IBM System x服務器支持最新的PCI-X標準，其成倍提高了 PCI總線帶寬，緩

27、解了 I/O瓶頸。IBM System x服務器支持Active PCI-X 允許用戶無需關閉服務器就可添加或更換Active PCI 和Active PCI-X 卡，支持如下特性：?熱插拔：允許用戶更換故障或即將發(fā)生故障的適配器，無需重啟?熱添加：提供簡便升級，允許用戶在服務器運行時添加新適配器（舊M是業(yè)界第一家提供這一特性的廠商）?故障切換：在主適配器故障時允許備份適配器負責運行所有正在處理的業(yè)務高級內(nèi)存系統(tǒng)IBM System x使用了很多先進的內(nèi)存技術，其主要包含以下四種技術：1）Chipkill 內(nèi)存：Chipkill內(nèi)存最初是由20年前的IBM大型機發(fā)展過來的，ChipKill最初

28、是為美 國航空航天局（NASA的“探路者”探測器赴火星探險而研制。它是舊M公司為了解決服務器 ECC （ErrorChecking and Correcting ）內(nèi)存技術的不足而開發(fā)的。 ECC#信息進行8比特編碼時，只能改正 1比特的錯誤和檢查到（但不改正）2比特的錯誤。而Chipkill內(nèi)存提供對每個DRAW存糾正2比特錯誤的能力,進一步提高了服務器的可靠性。2）Memory ProteXion ： Memory ProteXion 最初開發(fā)用于IBM 大型機并且多年來用于IBM System z 和IBM System i 服務器，用來幫助保護不出現(xiàn)由于硬內(nèi)存錯誤導致的突發(fā)故障。它的工

29、作方式是：如果系統(tǒng)檢測到DIMM內(nèi)存上有壞扇區(qū)，它將把數(shù)據(jù)寫到備用扇區(qū)以實現(xiàn)這一目的。Memory ProteXion在DIMMB別工作，可糾正多位元 DRAMt誤并進一步防止數(shù)據(jù)丟失。3）內(nèi)存鏡像：在該項技術中，內(nèi)存的管理方法與RAID配置中磁盤鏡像非常類似。在這種情況下，主內(nèi)存條上數(shù)據(jù)的精確映射被鏡像到備用內(nèi)存條。結果是，如果一根內(nèi)存條出現(xiàn)故障，鏡像的內(nèi)存條將變?yōu)橹鲀?nèi)存條。在更換了故障內(nèi)存條之后，主內(nèi)存條內(nèi)存中的數(shù)據(jù)將鏡像復制到新內(nèi)存條。4） 熱添加 / 熱插拔內(nèi)存：在系統(tǒng)不關機的情況下熱添加/熱插拔內(nèi)存，從而動態(tài)添加主存，增強性能。內(nèi)存鏡像和熱插拔支持允許同步讀寫獨立的和冗余的內(nèi)存卡，從

30、而提供無與倫比的高級數(shù)據(jù)保護。Xcel4XceL4服務器加速緩存（Server Accelerator Cache ）是集成在 SMPT展模塊中的 DDR（雙倍速率） 內(nèi)存，可實現(xiàn)Intel 處理器、主存儲器和I/O 設備間的高速性能，通過降低處理器需要訪問主內(nèi)存的次數(shù)來獲取更多的數(shù)據(jù)，可以將總體系統(tǒng)性能提高20。IBM System x每個SMPT展模塊都包括一個 32MB （或更高）XceL4緩存。當客戶從4路向8路擴展 時，無論他們選擇向4路中添加另一個SMPT展模塊還是將兩個 4路系統(tǒng)連接在一起，均能從添加另一個 32MBXceL4緩存中受益。同樣，在16路配置中，無論配置方式是2x8

31、路還是4x4路，客戶均能從128MBXceL4 緩存中受益。易于管理的硬件基于硬件和軟件的系統(tǒng)管理功能是IBM System x 服務器和刀片服務器系列產(chǎn)品的一個重要的亮點。這些功能使IBM 服務器更容易管理，并提供全面的警報和基于任務的管理。不管是入門級配置還是大型高端企業(yè)環(huán)境，良好的服務器系統(tǒng)管理都是全面減少總成本擁有的關鍵，因此IBM System x 從最初的設計開始就非常重視提供良好的系統(tǒng)管理軟件，從而減少用戶的總擁有成本。舊M隨System x服務器和刀片服務器一起提供了一組完備的系統(tǒng)管理工具，以幫助客戶解決在服務器的使用期內(nèi)所遇到的現(xiàn)實問題，在成本節(jié)約和提高可用性方面實現(xiàn)量化的效

32、益。這樣，客戶可以相應地 從投資中獲得更多的回報，并可以讓珍貴的人力資源物盡其用。根據(jù)所管理的元素和側重點的不同，客戶的系統(tǒng)管理任務在邏輯上可以分為以下三層：1） 具體設備的單點管理；2）跨設備的多系統(tǒng)平臺管理;3）異構可擴展的企業(yè)級運營高級管理。上層的系統(tǒng)管理任務往往依賴于下層的系統(tǒng)管理任務的支持。例如第二層的多系統(tǒng)平臺管理“IBMDirector ”依賴于第一層的單點管理“動態(tài)系統(tǒng)分析（ DSA ”和硬件BMC第三層的企業(yè)級運營高級管理 "IBM Tivoli基礎架構管理”依賴于第二層的平臺管理“ 舊M Director 向上集成模塊（Upward Integration Mod

33、ules: UIMs ）”。如圖1.4所示，單點管理處于系統(tǒng)管理的最底層，主要有：（1）基于硬件的系統(tǒng)管理，如MM/AMMBMC和RSA-II卡；（2）基于軟件的系統(tǒng)管理，如動態(tài)系統(tǒng)分析（ Dynamic System Analysis ）和易捷升級系統(tǒng)包 （UpdateXpress System Pack ）。這一層主要關注單一硬件設備類型的點對點管理。平臺管理處于系統(tǒng)管理的中間層，主要有舊M Director 軟件。這一層主要關注中小型企業(yè)的跨設備 綜合管理。高級管理處于系統(tǒng)管理的最上層，主要有IBM Tivoli 軟件（包括舊M Director 的向上集成）和第三方公司的系統(tǒng)管理軟件（

34、比如HP Openview和CA Unicenter ）。企史毅落坦度乎臺*瑾，二前歸將葡、苛占解工矍工注星中小笛自酒獻不普勒即慚克b把兄，企韭輯嘉里胃里,號片雅嘉瑞景法皿嘴砒抬財彈負就則耳事履海鄴情婢睦，歸性心骸，災 旌南總置舉,JT皂麥工即轉受妙壬18理Ex5在2012年3月3日，IBM公司在北京舉行了其面向下一代X86服務器的eX5體系架構發(fā)布會，并現(xiàn)場展示了即將在月底英特爾 Nehalem-EX發(fā)布之后推向市場的三款 eX5服務器新品：4路服務器System x3850 X5 雙路服務器 System x3690 X5 和刀片服務器 BladeCenter HX5 。eX5的創(chuàng)新優(yōu)勢:

35、MAX5生能優(yōu)化中心，可以實現(xiàn)最大 3TB的內(nèi)存擴展空間；高性能的eXFlash極速存儲套件，使用主流的 SSD固態(tài)硬盤技術；虛擬化 IO 可以實現(xiàn)帶寬的虛擬化，根據(jù)應用實現(xiàn)帶寬的分配；eX5五大創(chuàng)新之四：FlexNode靈動分區(qū)帶來的模塊化擴展，全面供貨，可以實現(xiàn)多臺設備的堆疊；eX5五大創(chuàng)新之五：舊M OnForeverTM自動失效切換帶來高可靠性，可以實現(xiàn)堆疊組中任何一臺設備 DOWN1,將程序自動切換到現(xiàn)有正常機器運行。四.SMP、NUMAMPP#系結構從體系結構來看，目前廣泛應用于關鍵業(yè)務領域的商用服務器大體可以分為三類，即對稱多處理器 結構(SMP： Symmetric Multi

36、-Processor) ，非一致存儲訪問結構(NUMA： Non-Uniform Memory Access) 以及海量并行處理結構(MPP： Massive Parallel Processing) 。SMP吉構是指服務器中多個 CPU對稱工作，無主次或從屬關系。各CPU共享相同的物理內(nèi)存，每個 CPU訪問內(nèi)存中的任何地址所需時間是相同的，因此SMPfe被稱為一致存儲器訪問結構。對SMP服務器進行擴展的方式包括：增加內(nèi)存、使用更快的 CPU增加CPU擴充I/O、更多的外部設備(通常是磁盤存儲)。 SMP!務器的主要特征是共享， 系統(tǒng)中所有資源(CPU內(nèi)存、I/O等)都是共享的。也正是由于這種

37、特征， 導致了 SMP服務器的主要問題，那就是它的擴展能力非常有限：每一個共享的環(huán)節(jié)都可能造成SMP!務器擴展時的瓶頸；對SMP而言，最受限制的是內(nèi)存，每個CPU必須通過相同的內(nèi)存總線訪問相同的內(nèi)存資源； 隨著CPUB量的增加，內(nèi)存訪問沖突將迅速增加， 造成CPU源的浪費，CPU性能的有效性大大降低。由于SMPft擴展能力上的限制，人們開始探究如何進行有效地擴展從而構建大型系統(tǒng)的技術，NUM硼是這種努力下的結果之一。利用 NUM徽術，可以把幾十個 CPU(甚至上百個CPU組合在一個服務器內(nèi)。CPU利用率最好的情況是之至4個CPUNUMA艮務器的基本特征是：具有多個 CPU模塊（或稱為Build

38、ing Block、節(jié)點）；每個CPU模塊由多 個CPU（如4個）組成，并且具有獨立的本地內(nèi)存、I/O槽口等；節(jié)點之間通過互連模塊進行連接和信息交互；每個CPU可以訪問整個系統(tǒng)的內(nèi)存，顯然，訪問本地內(nèi)存的速度將遠遠高于訪問遠地內(nèi)存（系統(tǒng)內(nèi)其 他節(jié)點的內(nèi)存）的速度，這也是非一致存儲訪問NUMA勺由來。由于這個特點，為了更好地發(fā)揮系統(tǒng)性能，開發(fā)應用程序時需要盡量減少不同CPU模塊之間的信息交互。利用NUM戚術，可以較好地解決原來 SM僚統(tǒng)的擴展問題，在一個物理服務器內(nèi)可以支持上百個CPUNUM強術的主要問題是，由于訪問遠地內(nèi)存的延時遠遠超過本地內(nèi)存，因此當CPU數(shù)量增加時，系統(tǒng)性能無法線性增加。和

39、NUMM同，MPPg供了另外一種進行系統(tǒng)擴展的方式，它由多個SMP!務器通過一定的節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)絡進行連接，協(xié)同工作，完成相同的任務，從用戶的角度來看是一個服務器系統(tǒng)。其基本特征如下：由多個SMP服務器（每個SMP服務器稱節(jié)點）通過節(jié)點互連網(wǎng)絡連接而成，每個節(jié)點只訪問自己的本地資源（內(nèi)存、存儲等），是一種完全無共享結構；擴展能力最好，理論上其擴展無限制，目前的技術可實現(xiàn)512個節(jié)點互連。在MPP系統(tǒng)中，每個SM沖點也可以運行自己的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，但和NUMAF同的是，它不存在異地內(nèi)存訪問的問題。換言之，每個節(jié)點內(nèi)的CPU不能訪問另一個節(jié)點的內(nèi)存。節(jié)點之間的信息交互是通過節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)絡實現(xiàn)的，這個

40、過程一般稱為數(shù)據(jù)重分配（Data Redistribution） 。MPFW務器的主要問題是：需要一種復雜的機制來調度和平衡各個節(jié)點的負載和并行處理過程。目前一些基于MPPK術的服務器往往通過系統(tǒng)級軟件（如數(shù)據(jù)庫）來屏蔽這種復雜性?；诖祟悢?shù)據(jù)庫來開發(fā)應用 時，不管后臺服務器由多少個節(jié)點組成，開發(fā)人員所面對的都是同一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，而不需要考慮如何調 度其中某幾個節(jié)點的負載。NUMAf MPP的區(qū)另I通過分析NUM厭口 MPP服務器的內(nèi)部架構和工作原理不難發(fā)現(xiàn)其差異所在。節(jié)點互聯(lián)機制不同。NUMA勺節(jié)點互聯(lián)機制是在同一個物理服務器內(nèi)部實現(xiàn)，當某個CPU需要進行遠地內(nèi)存訪問時，它必須等待，這也是N

41、UMA艮務器無法實現(xiàn)CPU曾加時性能線性擴展的主要原因。而MPP的節(jié)點互聯(lián)機制是在不同的SMP服務器外部通過I/O實現(xiàn)的，每個節(jié)點只訪問本地內(nèi)存和存儲，節(jié)點之間的信息交互與節(jié)點本身的處理是并行進行的。因此，MP唯增加節(jié)點時性能基本上可以實現(xiàn)線性擴展。內(nèi)存訪問機制不同。在NUMA艮務器內(nèi)部，任何一個CPUW以訪問整個系統(tǒng)的內(nèi)存，但遠地訪問的性能遠遠低于本地內(nèi)存訪問，因此在開發(fā)應用程序時應該盡量避免遠地內(nèi)存訪問。在MPF!艮務器中，每個節(jié)點只訪問本地內(nèi)存，不存在遠地內(nèi)存訪問的問題。哪種服務器技術更適合于數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境？回答這個問題，需要從數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境本身的負載特征入手。典型的數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境具有大量復雜

42、的數(shù)據(jù)處理 和綜合分析，要求系統(tǒng)具有很高的I/O處理能力，并且存儲系統(tǒng)需要提供足夠的I/O帶寬與之匹配。從NUM舞構來看，它可以在一個物理服務器內(nèi)集成許多CPU使系統(tǒng)具有較高的事務處理能力，由于遠地內(nèi)存訪問時延遠長于本地內(nèi)存訪問，因此需要盡量減少不同CPU模塊之間的數(shù)據(jù)交互。顯然，NUM麋構當用于數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境時，由于大量復雜的數(shù)據(jù)處理必然導致大量的數(shù)據(jù)交互，將使CPU勺利用率大大降低。相對而言，MPFW務器架構的并行處理能力更優(yōu)越，更適合于復雜的數(shù)據(jù)綜合分析與處理環(huán)境。當然，它需要借助于支持 MP限術的關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來屏蔽節(jié)點之間負載平衡與調度的復雜性。另外，這種并行處理能力也與節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)絡有

43、很大的關系。顯然，適應于數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境的MPP服務器，其節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)絡的I/O性能應該非常突出，才能充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的性能。服務器衡量標準深入解讀TPC體系TPC-C基準程序用來衡量整個IT系統(tǒng)的性能，而不是評價服務器或某種硬件系統(tǒng)的標準，其中性能 由tpmC衡量。TPC-H所報告的性能計量單位被稱為“ TPC-H復合式每小時查詢性能單位（Qphh） ”，反映 出了系統(tǒng)處理查詢的多方面能力。TPC體系是影響最大的評測基準之一。TPC（TransactionProcessing Performance Council ，事務處理性能委員會） 是由數(shù)十家會員公司創(chuàng)建的非贏利組織，總部設在美國。TPC不

44、給出基準程序的代碼，而只給出基準程序的標準規(guī)范。任何廠家或其他測試者都可以根據(jù)規(guī)范，最優(yōu)地構造出自己的測試系統(tǒng)（ 測試平臺和測試程序）。為保證測試結果的完整性，被測試者 （通常是廠家）必須提交給TPC一套完整的報告， 包括被測系統(tǒng)的詳細配置、分類價格和包含5年維護費用在內(nèi)的總價格。該報告必須由TPC授權的審核員 核實（TPC本身并不做審計）。TPC在全球只有不到10名審核員，而且全部在美國。TPC推出過11套基準程序，分別是正在使用的 TPC-App TPC- H TPC-G TPC-W過時的TPC-A、TPC-R TPC-D和TPC-R以及因為不被業(yè)界接受而放棄的TPC-S （Server專

45、門測試基 準程序）、TPC-E （大型企業(yè)信息服務測試基準程序）和 TPC-Client/Server 。目前最為“流行”的 TPC-C是聯(lián)機事務處理（OLTP）的基 準程序，于1992 年 7 月完成，后被業(yè)界逐漸接受。TPCC標準作為一家非盈利性機構，事務處理性能委員會（TP。負責定義諸如TPC-C TPC-H和TPC-W基準測試之類的事務處理與數(shù)據(jù)庫性能基準測試，并依據(jù)這些基準測試項目發(fā)布客觀性能數(shù)據(jù)。TPC基準測試采用極為嚴格的運行環(huán)境，并且必須在獨立審計機構監(jiān)督下進行。委員會成員包括大多數(shù)主要數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品廠商以及服務器硬件系統(tǒng)供應商。相關企業(yè)參與TPC基準測試以期在規(guī)定運行環(huán)境中獲得客

46、觀性能驗證，并通過應用測試過程中所使 用的技術開發(fā)出更加強健且更具伸縮性的軟件產(chǎn)品及硬件設備。TPC-C是一種旨在衡量聯(lián)機事務處理（OLTR）系統(tǒng)性能與可伸縮性的行業(yè)標準基準測試項目。這種基 準測試項目將對包括查詢、更新及隊列式小批量事務在內(nèi)的廣泛數(shù)據(jù)庫功能進行測試。許多 IT 專業(yè)人員將TPC-C視為衡量“真實” OLTP系統(tǒng)性能的有效指示器。TPC- C基準測試針對一種模擬訂單錄入與銷售環(huán)境測量每分鐘商業(yè)事務（tpmC）吞吐量。特別值得一提的是，它將專門測量系統(tǒng)在同時執(zhí)行其它四種事務類型（如支 付、訂單狀態(tài)更新、交付及證券級變更）時每分鐘所生成的新增訂單事務數(shù)量。獨立審計機構將負責對基 準

47、測試結果進行公證，同時，TPC將出據(jù)一份全面徹底的測試報告。這份測試報告可以從TPCWeb站點（）上獲得。TPC-E- OLTP聯(lián)機事務處理測試新模型20年前，美國的 TPC（事務處理性能委員會，Transaction Processing Performance Council） 成立之時，或許并沒有想到其 TPC系列測試標準會如此受業(yè)界關注。作為國際上權威的服務器性能測試組織。 目前在國際上幾乎所有IT界的知 名廠商（如IBM、HR SUN英特爾等）都是TPC的會員。OLTPM試模型一直是 TPC組織的重點測試標準，TPC-C的前身TPC-A就是TPC組織發(fā)布的第一個測 試標準。由于TPC

48、-C逼真地 模擬了 OLTP應用，在發(fā)布后逐漸得到廣大用戶的認可，使用tpmC作為其計算機系統(tǒng)性能評價體系基礎的用戶數(shù)量逐年上升。不過，隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，TPC-C的一些問題也慢慢暴露出來。首先，隨著 B2R B2c等新型應用逐漸興起，TPC-C現(xiàn)有的倉庫管理系統(tǒng)測試模型已經(jīng)距離目 前的OLTP用戶應用模式越來越遠，5種作業(yè)需求也不足以覆蓋用戶現(xiàn)有的典型操作；其次，眾多的測試設備投入使得TPC-C測試給廠商帶來了較大的壓力，這并不是TPC組織愿意看到的，因此 TPC組織于2007年3月推出了全新的OLTP試標準一一TPC-E,意在用這個測試標準取代 TPC-C測試，從而對上述問題起 到

49、解決作用。TPC-E在測試模型上進行了巨大的革新與改進。TPC-E是以美國紐約證券交易所為模型，該測試模擬了一系列后端處理數(shù)據(jù)以及證券公司前端客戶在股票交易市場的典型行為賬戶查詢、在線交易和市場 調研。與TPC-C測試模型相比，TPC-E更加強調模型的高仿真性，其模型微縮模擬了全球最大電子股票交易 市場美國納斯達克股市的日常業(yè)務 流程， 模型架構完成了從C/S 架構到 B/S 架構的過渡，是典型的互聯(lián)網(wǎng)時代OLTP性能測試基準。同時，數(shù)據(jù)類型更加豐富，由3類擴展為10類，模擬的交 易條件更復雜。TPC-H關注查詢能力TPC-H是一種決策支持基準。它包含一整套面向商業(yè)的特殊查詢和并發(fā)數(shù)據(jù)修改內(nèi)容

50、。該基準中選擇的查詢和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)都具有廣泛的全行業(yè)關聯(lián)性。這種測試基準所描述的決策支持系統(tǒng)可檢查大量的 數(shù)據(jù)，所執(zhí)行的查詢也具有很高的復雜度。TPC-H所報告的性能計量單位被稱為“ TPC-H復合式每小時查詢性能單 位” （TPC-H Composite Query-per-Hour Performance Metric - QphHSize ,反映的是系統(tǒng)處理查詢的多方面能力，包括查詢執(zhí)行時選定的數(shù)據(jù)庫大小、單個流提交查詢 時的查詢處理能力，以及多個并發(fā)用戶提交查詢時的查詢吞吐量。TPC-H的價格/性能比計量單位的表達方式為。應用性能參考SPECSPECl!標準性能評估公司（Standa

51、rd Performance Evaluation Corporation ）的簡稱。SPEdl由 計算機廠商、系統(tǒng)集成商、大學、研究機構、咨詢等多家公司組成的非營利性組織，這個組織的目標是建立、維護一套用于評估計算機系統(tǒng)的標準。與TPC體系注重在線處理能力和數(shù)據(jù)庫查詢能力不同，SPEC#系中最廣為人知的兩個子項，是衡量CPU內(nèi)存卜iE能的CPU2000和Web服務器性能的web2005另外還有一個衡量 Java服務器性能的jbb2005 , 近年來也逐漸受到關注。除了 TPC家族，SPECt族也是廣為人知的一大體系。SPEC旨標體系由Standard PerformanceEvaluatio

52、n Corp. 制定，目前主要包括針對 CPU性能的SPEC CPU2000已有CPU2006但尚無數(shù)據(jù)）、針 對 Web服務器的SPECweb2005針對高性能計算的 SPEC HPC2002f SPEC MPI2006針對Java應用的 jAppServer2004與JBB2005,以及對圖形系統(tǒng)、網(wǎng)絡和郵件服務器的測試指標。SPEC CPU 2006SPEC CPU 2006是SPEC!織推出的CPU系統(tǒng)評估軟件最新版，在早些年，業(yè)界使用的是其上一個 版本 SPEC CPU 2000 和 SPEC CPU 2000一樣，SPEC CPU 2006M括了 CINT2006和 C FP2006 兩個子項目， 前者用于測量和對比整數(shù)性能，而后者則用于測量和對比浮點性能，SPEC CPU 2006中對SPEC CPU 2000中的一些測試進行了升級，并拋棄/ 加入了一些測試，因此兩個版本測試得分并沒有可比較性。SPEC CPUM試中，測試系統(tǒng)的處理器、內(nèi)存子系統(tǒng)和使用到的編譯器（SPEC CPl供的是源代碼，并且允許測試用戶進行一定的編譯優(yōu)化）都會影響最終的測試性能，而I/O （磁盤）、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)和圖形子系統(tǒng)