服務(wù)器主要技術(shù)

1、服務(wù)器的基本知識 2010年9月 硬件系統(tǒng)部匯報提綱技術(shù)瓶頸X5架構(gòu)簡述X5的技術(shù)核心X3架構(gòu)簡述服務(wù)器的冗余 技術(shù)瓶頸 隨著企業(yè)的發(fā)展和業(yè)務(wù)變化，IT基礎(chǔ)設(shè)施會因新增加的應(yīng)用和計劃外的增長變得越發(fā)復(fù)雜，企業(yè)日益增長的業(yè)務(wù)需要更多的服務(wù)器和存儲設(shè)備來支持，同時也帶來了復(fù)雜度和資金投入的增加。三種以上的服務(wù)器平臺帶來的管理難題讓IT人員越來越頭痛。另外一個大問題是，所購買的服務(wù)器中大部分使用率都不高，這意味著客戶在IT架構(gòu)中的投入未能被最有效地使用。企業(yè)正在為IT環(huán)境快速增長所帶來的復(fù)雜性和高額成本投入煩惱不已簡介IBM X5的架構(gòu)IBM將會推出其第五代服務(wù)器架構(gòu)EX5，以往X架構(gòu)只運(yùn)用到4路和

2、8路等多路服務(wù)器上，新一代的EX5將全面涵蓋到IBM X86服務(wù)器之上，不僅僅包括4路和8路服務(wù)器，在普通的雙路服務(wù)器和刀片服務(wù)器中也將采用EX5架構(gòu)，這將極大的增強(qiáng)IBM中低端服務(wù)器產(chǎn)品的整理能力IBM X5 架構(gòu)的優(yōu)勢通過獨(dú)特的擴(kuò)展功能來提供最大內(nèi)存快速的集成數(shù)據(jù)訪問 節(jié)點(diǎn)分區(qū)功能提供極高的靈活性 提供面向目標(biāo)工作負(fù)載的優(yōu)化配置技術(shù)核心該eX5芯片組是思科推出的統(tǒng)一計算（UCS）系統(tǒng)內(nèi)存擴(kuò)展能力的反擊，思科“內(nèi)存擴(kuò)展技術(shù)”的關(guān)鍵是在主板上使用了名為Catalina的緩沖芯片，可以將CPU每通道DIMM數(shù)從原來的2-4個擴(kuò)展到8個，由于每個至強(qiáng)5500 CPU有3個DDR3內(nèi)存通道，每臺刀片

3、有兩個CPU，這樣就一共有了48個DIMM插槽；如果出于成本考慮使用4GB內(nèi)存條，內(nèi)存容量為192GB，如果使用8GB內(nèi)存條，最大內(nèi)存容量就達(dá)到了384GB 截圖X5 架構(gòu)的技術(shù)核心整合在處理器/內(nèi)存控制器中，通過最小化前端總線的阻塞和充分降低延遲而提高系統(tǒng)的整體性能，這一性能的改善相比于x86架構(gòu)的設(shè)計是非常顯著的虛擬化平臺VMware Infrastructure 為數(shù)據(jù)中心管理和優(yōu)化套件，適用于高響應(yīng)能力的數(shù)據(jù)中心。具有動態(tài)，高效，可用的特點(diǎn)虛擬化平臺 IBM Systems x擁有世界最先進(jìn)的虛擬化技術(shù)（VMware, Xen,Virtual Iron, Hyper)，幫助您整合服務(wù)器

4、系統(tǒng)，降低硬件支出和管理成本： 節(jié)省數(shù)據(jù)中心空間并提高靈活性，可將服務(wù)器利用率從 5-12% 提高至 85%X3架構(gòu)的核心X3架構(gòu)的核心是第三代企業(yè)級X-架構(gòu)芯片組Hurricane，它為x366提供了集成的處理器和內(nèi)存控制器，從而顯著縮短內(nèi)存延遲，這款芯片組是由一支跨平臺的架構(gòu)設(shè)計團(tuán)隊為x系列服務(wù)器特別設(shè)計的，他們的研發(fā)成果包括IBM著名的創(chuàng)新技術(shù)，如：Cell芯片，Power芯片，藍(lán)色基因超級計算機(jī)。 X3 架構(gòu)與上一代產(chǎn)品x365服務(wù)器相比，性價比顯著提高。切實減少了處理器到內(nèi)存的延遲，這一點(diǎn)對于企業(yè)商業(yè)負(fù)載來說十分重要。擬XceL4v動態(tài)服務(wù)器高速緩存可提供智能高速緩存功能，內(nèi)存延遲極

5、低，以至于不必需物理四級緩存。具備集成探測過濾器和遠(yuǎn)程目錄功能的嵌入式動態(tài)隨機(jī)訪問內(nèi)存(DRAM)。3個擴(kuò)展端口，運(yùn)行速度均高達(dá)6.4GB/秒，在業(yè)界速度最快。高達(dá)266MHz的Active PCI-X 2.0，是上一代的兩倍，并向后兼容傳統(tǒng)PCI和PCI-XX3架構(gòu) 大幅降低處理器、I/O 通訊和遠(yuǎn)程記憶讀取的延遲時間至前一代架構(gòu)的3/1，以提升性能整合高端虛擬功能，強(qiáng)化服務(wù)器穩(wěn)固性并提供隨需擴(kuò)充能力 整合snoop過濾功能，加速商業(yè)應(yīng)用程序運(yùn)算擁有內(nèi)嵌式內(nèi)存和內(nèi)嵌式DRAM ，大幅提升處理器間的通訊速度增加內(nèi)存鏡像和單一位錯誤控制等功能，確保虛擬儲存器零當(dāng)機(jī) 高可靠性、可用性和擴(kuò)充性的建置

6、，如嵌入式動態(tài)隨機(jī)儲存器(eDRAM)、動態(tài)內(nèi)存 (Active Memory) 、遠(yuǎn)程系統(tǒng)管理與安全的高度整合等。 服務(wù)器冗余雙機(jī)熱備份 該方案是由兩臺服務(wù)器系統(tǒng)和一個外接共享磁盤陣列柜（也可沒有，而是在各自的服務(wù)器中采取RAID卡）及相應(yīng)的雙機(jī)熱備份軟件組成 單機(jī)容錯技術(shù) 在一臺服務(wù)器實現(xiàn)高性能容錯的，它的容錯能力要遠(yuǎn)比服務(wù)器群集和雙機(jī)熱備份中容錯能力要高，所以更加適合那些如證券、電信、金融、醫(yī)療等對容錯能力特別苛刻的行業(yè) 服務(wù)器冗余雙機(jī)熱備份 服務(wù)器冗余雙機(jī)熱備份 1 雙機(jī)熱備模式即目前通常所說active/standby 方式 2 雙機(jī)互備模式，是兩個相對獨(dú)立的應(yīng)用在兩臺機(jī)器同時運(yùn)行，

7、但彼此均設(shè)為備機(jī)，當(dāng)某一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，另一臺服務(wù)器可以在短時間內(nèi)將故障服務(wù)器的應(yīng)用接管過來，從而保證了應(yīng)用的持續(xù)性 3 雙機(jī)雙工模式：是目前cluster（群集）的一種形式，兩臺服務(wù)器均為活動，同時運(yùn)行相同的應(yīng)用，保證整體的性能，也實現(xiàn)了負(fù)載均衡和互為備份 服務(wù)器冗余單機(jī)備份 最大的優(yōu)勢就在于它能夠自動分離故障模塊，在不中斷運(yùn)行的情況下，進(jìn)行模塊調(diào)換，對損壞的部件進(jìn)行維護(hù)，并且在一切物理故障消除后，系統(tǒng)會自動重新同步運(yùn)行，從而有效的解決了客戶的后顧之憂 服務(wù)器冗余磁盤鏡像:將相同的數(shù)據(jù)分別寫入兩個磁盤中:磁盤雙聯(lián):為鏡像磁盤增加了一個I/O控制器,就形成了磁盤雙聯(lián),使總線爭用情況得到改善

8、;RAID:廉價冗余磁盤陣列（Redundant array of inexpensive disks）的縮寫。顧名思義,它由幾個磁盤組成,通過一個控制器協(xié)調(diào)運(yùn)動機(jī)制使單個數(shù)據(jù)流依次寫入這幾個磁盤中。RAID3系統(tǒng)由5個磁盤構(gòu)成,其中4 個磁盤存儲數(shù)據(jù),1個磁盤存儲校驗信息。如果一個磁盤發(fā)生故障,可以在線更換故障盤,并通過另3個磁盤和校驗盤重新創(chuàng)建新盤上的數(shù)據(jù)。RAID5將校驗信息分布在5個磁盤上,這樣可更換任一磁盤,其余與RAID3相同。I/O卡:對服務(wù)器來說,主要指網(wǎng)卡和硬盤控制卡的冗余。網(wǎng)卡冗余是在服務(wù)器中插上雙網(wǎng)卡。冗余網(wǎng)卡技術(shù)原為大型機(jī)及中型機(jī)上的技術(shù),現(xiàn)在也逐漸被PC服務(wù)器所擁有。

9、PC服務(wù)器如 Micron公司的NetFRAME9200最多實現(xiàn)4個網(wǎng)卡的冗余,這4個網(wǎng)卡各承擔(dān)25的網(wǎng)絡(luò)流量?？蛋毓镜乃?ProSignia/Proliant服務(wù)器都具有容錯冗余雙網(wǎng)卡。PCI總線:代表Micron公司最高技術(shù)水平的產(chǎn)品NetFRAME 9200采用三重對等PCI技術(shù),優(yōu)化PCI總線的帶寬,提升硬盤、網(wǎng)卡等高速設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速度。CPU:系統(tǒng)中主處理器并不會經(jīng)常出現(xiàn)故障,但對稱多處理器（SMP）能讓多個CPU分擔(dān)工作以提供某種程度的容錯。 電源容錯：多配置一個電源，出現(xiàn)錯誤，電源自動換成新電源。服務(wù)器冗余檢查循環(huán)冗余檢查（Cyclical Redundancy Check

10、），就是在每個數(shù)據(jù)塊（稱之為幀）中加入一個FCS（Frame CheckSequence，幀檢查序列）。FCS包含了幀的詳細(xì)信息，專門用于發(fā)送/接收裝置比較幀的正確與否。如果數(shù)據(jù)有誤，則再次發(fā)送。這是一種數(shù)據(jù)傳輸檢錯功能，對數(shù)據(jù)進(jìn)行多項式計算，在每個數(shù)據(jù)塊（稱之為幀）中加入一個FCS（Frame Check Sequence 幀檢查序列）并將得到的結(jié)果附在幀的后面，F(xiàn)CS包含了幀的詳細(xì)信息，專門用于發(fā)送/接收裝置比較幀的正確與否。接收設(shè)備也執(zhí)行類似的算法，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。若CRC校驗不通過，系統(tǒng)重復(fù)向硬盤復(fù)制數(shù)據(jù)，陷入死循環(huán)，導(dǎo)致復(fù)制過程無法完成 RAID 簡介提高傳輸速率和提

11、供容錯功能是最大的優(yōu)點(diǎn) RAID是一種把多塊獨(dú)立的硬盤（物理硬盤）按不同的方式組合起來形成一個硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數(shù)據(jù)備份技術(shù)。組成磁盤陣列的不同方式成為RAID級別 RAID0（無差錯控制的帶區(qū)組）要實現(xiàn)RAID0必須要有兩個以上硬盤驅(qū)動器，RAID0實現(xiàn)了帶區(qū)組，數(shù)據(jù)并不是保存在一個硬盤上，而是分成數(shù)據(jù)塊保存在不同驅(qū)動器上 RAID1（鏡象結(jié)構(gòu)）RAID控制器必須能夠同時對兩個盤進(jìn)行讀操作和對兩個鏡象盤進(jìn)行寫操作 RAID2（海明碼校驗）RAID 2同RAID 3類似， 兩者都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上， 條塊單位為位或字節(jié)。然而RAID 2 使

12、用一定的編碼技術(shù)來提供錯誤檢查及恢復(fù) RAID3（奇偶校驗碼的并行傳送）這種校驗碼與RAID2不同，只能查錯不能糾錯。它訪問數(shù)據(jù)時一次處理一個帶區(qū)，這樣可以提高讀取和寫入速度,它像RAID 0一樣以并行的方式來存放數(shù)據(jù)，但速度沒有RAID 0快 RAID4：帶奇偶校驗碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)RAID4和RAID3很象，不同的是，它對數(shù)據(jù)的訪問是按數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的，也就是按磁盤進(jìn)行的，每次是一個盤 RAID5：分布式奇偶校驗的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)它的奇偶校驗碼存在于所有磁盤上，其中的p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗值，其它的意思也相同。RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯。因為奇偶校驗碼在不同的

13、磁盤上，所以提高了可靠性，允許單個磁盤出錯。RAID 5也是以數(shù)據(jù)的校驗位來保證數(shù)據(jù)的安全，但它不是以單獨(dú)硬盤來存放數(shù)據(jù)的校驗位，而是將數(shù)據(jù)段的校驗位交互存放于各個硬盤上。這樣，任何一個硬盤損壞，都可以根據(jù)其它硬盤上的校驗位來重建損壞的數(shù)據(jù)。硬盤的利用率為n-1。 但是它對數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好，而且控制器的設(shè)計也相當(dāng)困難 RAID6：兩種存儲的奇偶校驗碼的磁盤結(jié)構(gòu)它是對RAID5的擴(kuò)展，主要是用于要求數(shù)據(jù)絕對不能出錯的場合。當(dāng)然了，由于引入了第二種奇偶校驗值，所以需要N+2個磁盤，同時對控制器的設(shè)計變得十分復(fù)雜，寫入速度也不好 RAID7：優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)RAID7所有的I/O傳送均是同步進(jìn)行的，可以分別控制，這樣提高了系統(tǒng)的并行性，提高系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的速度；每個磁盤都帶有高速緩沖存儲器，實時操作系統(tǒng)可以使用任何實時操作芯片，達(dá)到不同實時系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進(jìn)行管理和監(jiān)視，可以對校驗區(qū)指定獨(dú)立的傳送信道以提高效率。可以連接多臺主機(jī)，因為加入高速緩沖存儲器，當(dāng)多用戶訪問系統(tǒng)時，訪問時間幾乎接近于0。