服務器基礎知識

戴爾中國總部所在地-廈門CCC中國客戶服務中心1什么是服務器服務器是計算機的一種，它是網(wǎng)絡上一種為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機，它在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的控制下，安裝NOS操作系統(tǒng),將與其相連的硬盤、磁帶、打印機、Modem及昂貴的專用通訊設備提供給網(wǎng)絡上的客戶站點共享，也能為網(wǎng)絡用戶提供集中計算、信息發(fā)布及數(shù)據(jù)管理等服務。2服務器的分類問題:生產(chǎn)CPU的廠商有那些A:RISC(簡單指令集)服務器B:CISC(復雜指令集)服務器3處理器技術—RISC處理器

RISCCPU：是精簡指令集處理器。其設計思想是簡化硬件設計，硬件只執(zhí)行很有限的最常用的那部分指令，大部分復雜的操作則使用成熟的編譯技術，由簡單指令合成。RISC出現(xiàn)的結果是，可以在相對少的晶體管設計出極快的微處理器。據(jù)研究，只有大約20%的指令是最常用的，把處理器能執(zhí)行的指令數(shù)目減少到最低限度，對它們的執(zhí)行進行優(yōu)化，就可以極大地提高處理器的工作速度。一般來說，RISC處理器比同等的CISC處理器要快50%～75%，同時RISC處理器更容易設計和糾錯。

4處理器技術—常見RISC處理器RISC處理器廠商處理器類型常見處理器型號RISC服務器IBMPowerPowerPCPower4IBMRS6000/AIXIBMPseries/AIXSUNSPARCUltraSPARCIIISUNEnterprise&Fire/SolarisHP（Compaq）ALPHAAlpha21364AlphaServer/True64SGIMIPSMIPSR12000SGIOrigin/IRIXHPPA-RISCPA-8500PA-8600HP9000/HP-UX5

處理器技術—RISC與CISC服務器比較CISC服務器RISC服務器標準化很好很低性能較低高吞吐量較低高擴展性較差較好可靠性較差較好管理性較差較好可用性較低高操作系統(tǒng)Windows、Linux、UNIXforx86UNIX價格便宜很高6主要內(nèi)容處理器技術主板技術內(nèi)存技術I/O技術電源技術機箱外形技術熱插拔技術OS技術服務器性能參數(shù)7處理器技術—并行處理技術：SMPSMP（SymmetricalMulti-Processor）技術即對稱多處理技術。在一臺計算機上匯集了一組CPU，共享內(nèi)存及總線結構，處理任務隊列對稱地分布在多個CPU上。8處理器技術—處理器數(shù)量對性能的影響HarmonicmeanofTotalTPSScores0.000200.000400.000600.000800.0001000.0001200.0001400.0001600.000sys_1sys_2sys_3sys_4sys_5sys_6sys_7sys_8sys_9sys_10sys_11sys_12sys_13sys_14sys_15sys_16sys_17sys_18sys_20866X1866X21GX11GX21顆866MHzCPU1顆1GHzCPU2顆866MHzCPU2顆1GHzCPU9處理器技術—英特爾多內(nèi)核技術什么是多內(nèi)核處理器技術簡而言之，多核處理器是在一顆CPU上集成了多個完整的執(zhí)行內(nèi)核，可以同時進行多個整數(shù)或者多個浮點運算，這樣極大的提高了系統(tǒng)的利用效率，從而推動了系統(tǒng)性能的提升。

Xeon51XX雙核處理器Xeon53XX多核處理器10處理器技術—CacheLevel3Cache(MPOnly)Level2高級傳輸緩存Level1執(zhí)行追蹤緩存Level1數(shù)據(jù)緩存提供快速訪問微代碼指令集的緩存來最大化管道吞吐量12Kmicro-ops創(chuàng)新的緩存訪問算法，為快速執(zhí)行引擎減少延遲時間8KBdata與1級數(shù)據(jù)緩存和快速執(zhí)行引擎同步，提高訪問時間1MBor2MB為訪問內(nèi)存路徑提供更高的帶寬，增強了大負載服務的處理能力MPonly-4MBor8M11處理器技術—英特爾雙內(nèi)核技術不支持超線程技術的雙內(nèi)核處理器支持超線程技術的雙內(nèi)核處理器雙內(nèi)核處理器因為具有兩個完整的內(nèi)核，所以同時可以進行兩個整數(shù)或者兩個浮點運算，這樣極大的提高了系統(tǒng)的利用效率，從而推動了系統(tǒng)性能的提升。12處理器新技術—英特爾四內(nèi)核技術用于主流服務器的四核處理器，為功能強大的高密度節(jié)能型服務器提供突破性的性能與功能。53XX是將兩個51XX內(nèi)核放在一個CPU封裝里；13Core132KBL1ICache4MBSharedL2CacheFrontSideBusInterface32KBL1DCacheCore232KBL1ICache32KBL1DCacheCore332KBL1ICache4MBSharedL2CacheFrontSideBusInterface32KBL1DCacheCore432KBL1ICache32KBL1DCache前端總線高達1333MHzIntel?Core?微架構二級緩存與45nm四核保持插槽兼容ITInvestment

protectionEnergy

Efficient

PerformanceQuickaccesstodataHighBandwidth4個處理器內(nèi)核BreakthroughPerformance處理器新技術—英特爾四內(nèi)核雙內(nèi)核規(guī)格對比Core1066MHzFSBXeon51XX2個處理器內(nèi)核4MBL2CacheCoreXeon53XX14主要內(nèi)容處理器技術主板技術內(nèi)存技術I/O技術電源技術機箱外形技術熱插拔技術OS技術服務器性能參數(shù)15主板技術—芯片組Chipsets：芯片組芯片組(chipsets)包括一組芯片。芯片組體現(xiàn)了主板的主要特性和規(guī)范。芯片組型號：Intel?E7230Intel?E7320Intel?E7520Intel?E5000VIntel?E5000PIntel?E850016主板技術—Intel?E5000P芯片組芯片組包括下列組件：Intel?E5000PMCHIntelESB2E輸入/輸出控制中心Intel?E5000PMCH附加的RAS特性:內(nèi)存鏡像3個可配置的x8PCIExpress*接口IntelESB2E輸入/輸出控制中心支持PCI-E和PCI-X設備6個USB2.0端口集成支持ASF功能的網(wǎng)絡控制器17

主要內(nèi)容處理器技術主板技術內(nèi)存技術I/O技術電源技術機箱外形技術熱插拔技術OS技術服務器性能參數(shù)18內(nèi)存技術—內(nèi)存發(fā)展趨勢high-speed@low-power@low-latency@low-costDDR200DDR266DDR333PC133

SDRAMPC166

SDRAMEDOPC100

SDRAMPC66SDRAMInprep.DDR400DDRII

19內(nèi)存新技術

DDR2內(nèi)存與DDR內(nèi)存的比較特征DDR

200/266/333/400DDR2

400/533/667DDR2的優(yōu)勢時鐘頻率100/133/166/200200/266/333性能最大帶寬1.6/2.1/2.7/3.2GB/s3.2/4.2/5.2GB/s帶寬數(shù)據(jù)預讀大小2bits4bits帶寬DIMM針腳184240內(nèi)存封裝方式66-pinTSOP60/84-pinBGA信號完整性BankingStructure4i4i,8i核心電壓2.5/2.5/2.61.8/1.8更低的功耗DataStrobesSingleEndedDifferential信號完整性I/O終結在主板上集成在內(nèi)存信號完整性單內(nèi)存顆粒容量64Mbit-1Gb256Mb–4Gb更大的容量20內(nèi)存新技術

DDR2內(nèi)存的優(yōu)勢更高的容量和性能可提升容量-DDR2400更高的帶寬能力優(yōu)異的散熱性能更快的頻率和更小的尺寸功耗：小于DDR40050%，小于DDR33340%更適用于刀片，機架1U-2U的應用更好的主板應用和成本DDR2集成終結和DDR需要將終結電阻設計在主板上相比21主要內(nèi)容處理器技術主板技術內(nèi)存技術I/O技術電源技術機箱外形技術熱插拔技術OS技術服務器性能參數(shù)22I/O技術—SerialATA主要用于機箱內(nèi)存儲設備的連接，不用于外置設備主機和設備使用很少數(shù)量的連接管腳對軟件支持透明成本與ATA相當信號電壓降低并支持電源管理接口速率：150/300/600MB/s操作系統(tǒng)應用程序應用程序應用程序驅動程序ATA控制器硬盤硬盤共享100MB/sSATA控制器硬盤硬盤獨享150、300MB/s23I/O技術—SATA連線接口24I/O技術—SCSISCSI——SmallComputerSystemInterface傳輸方式——并行傳輸Ultra320SCSI——傳輸速率為320MB/sSCSI硬盤容量：18GB;36GB;73GB;146GB…25

I/O技術—SASSAS——SerialAttachedSCSI是U320并行SCSI的繼承者傳輸方式——串行傳輸，與SerialATA(SATA)相同SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接口，此接口的設計是為了改善存儲系統(tǒng)的效能、可用性和擴充性，提供與串行ATA(SerialATA，縮寫為SATA)的兼容性。26I/O技術—SAS的優(yōu)勢及發(fā)展趨勢點到點的技術減少了地址沖突以及傳輸速度的下降，為每個設備提供了專用的信號通路保證最大的帶寬；全雙工方式下的數(shù)據(jù)操作保證最有效的數(shù)據(jù)吞吐量；兼容SATA配置,支持同一平臺上SAS和SATA的共用；更細的電纜搭配更小的連接器，提高系統(tǒng)的散熱和通風能力；27I/O技術—PCI/PCI-X多個設備共享總線及帶寬即插即用支持電源管理支持突發(fā)方式傳輸數(shù)據(jù)并行信號數(shù)據(jù)信號和控制信號分開較高總線帶寬帶寬=總線的寬度*總線時鐘頻率*每條數(shù)據(jù)線在一個時鐘周期內(nèi)傳輸字位28I/O技術—PCI-XPCI-X（eXtend）PCI-X是在PCI的基礎上開發(fā)的。這項技術是由Compaq、IBM和HP公司等幾家公司倡導，一些廠商聯(lián)合開發(fā)的，是為了在系統(tǒng)設計中更好地發(fā)揮Intel?公司高速芯片的優(yōu)勢而研究出來的。PCI速度33MHz，PCI-X133MHzPCI-X對傳統(tǒng)PCI設備向后兼容，降頻使用在相同的頻率下，PCI-X將能提供比PCI高14-35%的性能（上圖）工作頻率隨設備變化，4個設備時66MHz，總帶寬533M/s；2個設備時100MHz，總帶寬800M/s；1個設備133MHz，總帶寬1066M/s。29I/O技術—PCI/PCI-X插槽5V32bit5V64bit3.3V64bit3.3V32bitPCI33PCI33PCI66PCI-xPCI&PCI-X使用相同的插槽接口，但應注意外插卡和插槽的配合關系。30

I/O技術—PCIExpressPCIExpressX1鏈路一路單向傳輸通道一路單向接收通道一個通路包括兩隊信號對（4根）2.5Gb/sX32鏈接由32個通路組成（32x4）80Gb/s吞吐率8b/10b編碼PCIExpress與MCH（北橋）芯片直接連接每個終端的專用帶寬沒有I/O橋延遲31I/O技術—PCIExpress插接方式PCIExpress卡

筆記本電腦卡

服務器與PC外插卡連接器插槽X1,X4,X8,X16更多用于PC的I/O卡更多用于服務器的I/O卡圖形加速卡X1X4X8X16連接器插槽大小32I/O技術—PCIExpress的應用服務器對PCI-X與PCIExpress同時支持對于I/O要求嚴格的應用獨享帶寬芯片組將持續(xù)支持PCIExpress設備桌面PC高性能的圖形加速卡–16XPCIExpressPCIExpressX1可以支持1394andUSB2筆記本PC減小附加卡的尺寸更好的支持熱插拔功能更低的功耗33I/O技術—PCIExpress特性低成本，低延遲和最大的互連效率多條，可伸縮串行通路，不需要協(xié)議和電氣的改變。同步數(shù)據(jù)分發(fā)的高帶寬應用高帶寬，低引腳應用，優(yōu)化性能封裝和可用面積設計的有效成本控制的硅片組件支持熱插拔34I/O技術—兩種總線特性的比較PCI與PCI-X*PCIExpress*帶寬共享獨享帶寬與針腳效率低高系統(tǒng)擴展和延遲復雜,高簡潔,低PCI兼容性兼容兼容成本/性能可擴展性差高未來I/O的需求不支持服務質量(QoS)通過虛擬通道和傳輸級別來支持QoS35RAID技術RAID是由美國加州大學伯克利分校的D.A.Patterson教授在1988年提出的。RAID是RedundentArrayofInexpensiveDisks的縮寫，直譯為“廉價冗余磁盤陣列”，也簡稱為“磁盤陣列”。后來RAID中的字母I被改作了Independent，RAID就成了“獨立冗余磁盤陣列”，但這只是名稱的變化，實質性的內(nèi)容并沒有改變。簡單地講，RAID技術就是利用多個硬盤的組合提供高效率及冗余的功能。36RAID的優(yōu)點傳輸速率高。在RAID中，可以讓很多磁盤驅動器同時傳輸數(shù)據(jù)，而這些磁盤驅動器在邏輯上又是一個磁盤驅動器，所以使用RAID可以達到單個磁盤驅動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID最初想要解決的問題。因為當時CPU的速度增長很快，而磁盤驅動器的數(shù)據(jù)傳輸速率無法大幅提高，所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。RAID最后成功了。

可以提供容錯功能。這是使用RAID的第二個原因，因為普通磁盤驅動器無法提供容錯功能，如果不包括寫在磁盤上的CRC(循環(huán)冗余校驗)碼的話。RAID容錯是建立在每個磁盤驅動器的硬件容錯功能之上的，所以它提供更高的安全性。

RAID比起傳統(tǒng)的大直徑磁盤驅動器來，在同樣的容量下，價格要低很多。37RAID的級別

RAID級別

相對優(yōu)點

相對缺點RAID0存取速度最快，沒有容錯

RAID1完全容錯，成本高

RAID3寫入性能最好，沒有多任務功能

RAID4具備多任務及容錯功能，Parity磁盤驅動器造成性能瓶頸

RAID5具備多任務及容錯功能，寫入時有overheadRAID0+1/RAID1+0速度快、完全容錯，成本高RAID6具備多塊容錯能力38RAID5功能介紹12315231243945硬盤1硬盤3硬盤4硬盤2645639主要內(nèi)容處理器技術主板技術內(nèi)存技術I/O技術電源技術機箱外形技術熱插拔技術OS技術服務器性能參數(shù)40電源技術—電源分類電源分類：ATXPC電源、IntelPC電源標準SSIEPS服務器電源,Intel低端服務器電源標準SSITPS服務器電源，Intel服務器薄電源標準MPS及DPS的高端電源,Intel中高端服務器電源標準41電源技術—熱插拔冗余電源特性熱插拔特性熱插拔的幾種形式:直流輸出端與交流端同在插拔面,即交流電從背板上引入,拔出時，先斷交流電,后斷直流輸出線;插入時相反,常用交流輸入線在模塊上,當拔出模塊時,交流電還在電源模塊上,模塊還工作.插入時相反.此方式幾乎不用.不管交流電在哪一面,當拔出時電源模塊的管理電路發(fā)出一觸發(fā)信號使電源快速關斷,輸出端才拔開,插入時相反.臺達電源用此方式.常用熱插拔時需要實現(xiàn)同步:

一個模塊插拔時,另一個模塊不能宕機或停一下再起來42

電源技術—熱插拔冗余電源特性（續(xù)）冗余特性:1+1,此時每個模塊承擔50%的輸出功率,當一個模塊拔出時,另一個模塊承擔100%輸出功率；2+1,有三個模塊,每個模塊承擔輸出功率的1/3,當拔出一個模塊,其余兩個模塊各承擔50%的輸出功率;(注1)均流特性：實際電流不是均衡的；1+1時,可能一個40%或30%的電流，另一個60%或70%，甚至更大；加入均流電路是必要的，特別是對于2+1電源來說尤為重要(注2)；1+1冗余電源,總輸出功率為單個電源模塊的功率；2+1冗余電源,總輸出功率小于兩個模塊總輸出功率之和,原因為電流均衡誤差問題(注3)；43主要內(nèi)容處理器技術主板技術內(nèi)存技術I/O技術電源技術機箱外形技術熱插拔技術OS技術服務器性能參數(shù)44機箱外形技術—機架式機箱機架式（Rack）：外觀尺寸及裝配尺寸SSIRack規(guī)范，可以放在標準的19英寸機柜中。如：我們通常所說的1U、2U機箱，“U”是個通用工業(yè)機架高度標準，1U＝1.75英寸=44.45mm優(yōu)點：有統(tǒng)一的標準，利于大規(guī)模部署；所支持的系統(tǒng)能在有限的空間實現(xiàn)高密度計算；缺點：擴展性低，散熱挑戰(zhàn)比較大；通常所支持的系統(tǒng)噪聲較大；1U機箱

2U機箱7U機箱4U機箱45

機箱外形技術—塔式機箱塔式（Tower）：立式放置的服務器機型；Tower機型在外觀尺寸上要求沒有Rack嚴格，可以根據(jù)外觀需求來適度調整，而Tower機型中“U”的尺寸指的是機箱的寬度尺寸；Tower機型通常獨立使用，為了保證數(shù)據(jù)安全常在機箱面板上裝鎖；優(yōu)點：散熱性好，噪音相對較低成本比機架式機箱低擴展性好，易于移動缺點：大規(guī)模集中部署比較困難不適用于對空間要求嚴格的用戶46機箱外形技術—刀片式機箱刀片式（Blade）：更加緊密堆疊的服務器組，每一個刀片實際上就是一臺完整服務器，可以根據(jù)應用的增長添加新的刀片來提升性能。適合進一步對空間要求嚴格的用戶，如電信機房，數(shù)據(jù)中心，ISP接入中心，高性能計算等用戶。刀片式服務器通常也符合RACK機箱的標準，例如PE1955為7U刀片式服務器。優(yōu)點：占用空間更少（比同等服務器數(shù)量的機架式機箱）密度高，成本低，靈活度高布線集成在機箱背板上，沒有雜亂的線纜缺點各個廠商有不同的標準，產(chǎn)品間缺乏兼容性單個刀片的性能低于普通服務器B70047

主要內(nèi)容處理器技術主板技術內(nèi)存技術I/O技術電源技術機箱外形技術熱插拔技術OS技術服務器性能參數(shù)48熱插拔技術—熱插拔部件熱插拔風扇熱插拔電源熱插拔PCI熱插拔硬盤49熱插拔技術—PCI熱插拔架構ACPIBIOS操作系統(tǒng)Platform!Hot-PlugSystemDriverAdapterDriver#1AdapterDriver#N...Hot-PlugServicePCI總線熱插拔控制器AdapterCard#NAdapterCard#1S/WLayersH/WLayersHot-PlugPrimitivesPCIBusslotslotUserAttentionIndicatorbusandpowerswitches!APIManagementAgent!OSVendorPlatformVendorAdapterVendor50主要內(nèi)容處理器技術主板技術內(nèi)存技術I/O技術電源技術機箱外形技術熱插拔技術OS技術服務器性能參數(shù)51

OS技術—常見操作系統(tǒng)MicrosoftWindows系列服務器操作系統(tǒng)+SP(常用)RedHatLinuxAS3/4(常用)--用于中小型部門及大型企業(yè)級的操作系統(tǒng)SCOOpenServer5.0.6/7--用于中小型企業(yè)操作系統(tǒng)平臺；關鍵業(yè)務應用SCOUnixWare7.1.4--是基于Intel和AMD處理器,新一代面向網(wǎng)絡計算模式的企業(yè)級的高級操作系統(tǒng)。NovellNetware6.5+SP2--主要應用于證券行業(yè)SUNSolaris8.X/9.X--包括x86和sparc版本，性能和網(wǎng)絡服務優(yōu)秀52OS技術—WindowsServer2003WindowsServer2003是微軟迄今最快、最可靠和最安全的服務器操作系統(tǒng)。WindowsServer2003版本標準版：4CPU/4G(IA32),4CPU/32G(X64)企業(yè)版：8CPU/32G(IA32),8CPU/1T(IA32),8CPU/64G(IA64)數(shù)據(jù)中心版:32CPU/64G(IA32),64CPU/1T(X64),64CPU/1T(IA64)Web版：作為Web服務器使用，支持2CPU/2G。WindowsServer2003R2版本基于WindowsServer2003SP1簡化服務器管理，增強訪問管理控制53OS技術—RedHatLinux用于中小型企業(yè)的Linux系統(tǒng)。采用最穩(wěn)定的Linux操作系統(tǒng)技術，目前聯(lián)想使用的版本有RedhatLinux9.0、RedHatEnterpriseLinux3.0/