云計算服務器演示版

云計算服務器掌握服務器基礎(chǔ)知識熟悉服務器硬件組件熟悉服務器軟件功能學習完本課程，您應該能夠：21.服務器基礎(chǔ)知識2.服務器硬件組件3.服務器軟件功能目錄3服務器是網(wǎng)絡環(huán)境中的高性能計算機，它偵聽網(wǎng)絡上的其他計算機（客戶機）提交的服務請求，并提供相應的服務，為此，服務器必須具有承擔服務并且保障服務的能力

什么是服務器4服務器分類——CPU個數(shù)單路服務器（UP－UnitProcessor）雙路服務器（DP—DualProcessor）多路服務器-4路（MP－MultiProcessor）多路服務器-8路（MP－MultiProcessor）5服務器分類——處理器架構(gòu)X86服務器-----CISC(ComplexInstructionSetComputer）X86系統(tǒng)IA-32、EM64T、AMD64RISC構(gòu)架服務器-----RISC（ReducedInstructionSetComputing）power、SPARC處理器（IBM、oracle小型機）專用平臺、專用系統(tǒng)大型應用后臺密集集中處理IA-64服務器----EPIC(ExplicitlyParallelInstructionComputers）IA-64安騰處理器（Hpsuperdome）6服務器特點處理能力強I/O性能高管理能力強擴展性好可用性好可靠性高71.服務器基礎(chǔ)知識2.服務器硬件組件3.服務器軟件功能8目錄服務器硬件組件電源硬盤內(nèi)存PCI-e主板RAID卡CPU9CPU110CPU介紹CPU是CentralProcessingUnit（中央微處理器）的縮寫，它是計算機中最重要的一個部分，由運算器、控制器和寄存器組成CPU分類小型機市場X86市場11CPU關(guān)鍵參數(shù)主頻主頻也叫時鐘頻率，單位是MHz，用來表示CPU的運算速度。CPU的主頻＝外頻×倍頻系數(shù)外頻CPU的基準頻率，單位也是MHz/GHz。外頻是CPU與主板之間同步運行的速度，而且目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內(nèi)存相連通，實現(xiàn)兩者間的同步運行狀態(tài)前端總線頻率前端總線(FSB)頻率(即總線頻率)是直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度。由于數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬＝(總線頻率×數(shù)據(jù)位寬)/812CPU關(guān)鍵參數(shù)13緩存：緩存是指可以進行高速數(shù)據(jù)交換的存儲器，它先于內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù)，因此速度很快L1

Cache(一級緩存)由靜態(tài)RAM組成，分數(shù)據(jù)緩存和

指令緩存結(jié)構(gòu)較復雜，速度最快，容量較小通常32-256K，

分存數(shù)據(jù)L1dCache和存指令L1iCacheL2

Cache(二級緩存)分內(nèi)部和外部兩種芯片內(nèi)部的芯片二級緩存運行速度與主頻相同，而外部的二級緩存則只有主頻的一半L3

Cache(三級緩存)L3緩存的應用可以進一步降低內(nèi)存延遲，同時提升大數(shù)據(jù)量計算時處理器的性能，L3緩存可以達到10M以上IntelCPU處理器的Tick-Tock演進策略

Merom

架構(gòu)新架構(gòu)Merom65nmTOCKPenryn新工藝45nmTICKNehalem架構(gòu)新架構(gòu)Nehalem45nmTOCKWestmere32nm新工藝TICKSandyBridge架構(gòu)SandyBridge32nm新架構(gòu)TOCKIvyBridge22nm新工藝TICKHaswell

架構(gòu)Haswell22nm新架構(gòu)TOCKFuture14nm新工藝TICKIntelCPU命名規(guī)則連字符后的第一個數(shù)字，它代表處理器最多支持的CPU個數(shù)，有1、2、4、8四種規(guī)格，分別代表了單路、雙路、四路和八路產(chǎn)品線（E3E5E7）產(chǎn)品家族連字符后的第二個數(shù)字，它代表處理器封裝接口形式，一共有2，4，6，8四種規(guī)格連字符后第三和第四位代表編號序列，一般是數(shù)字越大產(chǎn)品核數(shù)越多，性能越高，價格也更貴“L”前綴代表低功耗處理器版本構(gòu)架V2IVB-EPV3HASwell-EP15CPU架構(gòu)至強E5-2600v3，雙路基于HASwell-EP架構(gòu)：內(nèi)存：每CPU支持4*channel，每個channel可以驅(qū)動3個DIMM條，兩個CPU最大可擴展24根DIMM條（每根最大支持128GB）PCIE：每個CPU處理器支持PCIE3.040條LanePCH：外擴支持SATA3.0QPI：兩個CPU之間通過QPI互聯(lián)，支持9.6Gbps、8Gbps不同速率DDR4DDR4DDR4DDR4DDR4DDR4DDR4DDR416主板217主板介紹主板(Motherboard,Mainboard)是服務器的主要核心部分，承載其他組件的各種接口和內(nèi)部通信，如CPU、內(nèi)存、擴展卡、存儲等。集成管理軟件（如HDM）可對各組件實時監(jiān)控、運行狀態(tài)統(tǒng)計和觸發(fā)告警18主板芯片組介紹CODECSPIFlas芯片組是一組共同工作的集成電路（“芯片”），它負責將服務器的核心——微處理器和其他部分相連接，是決定主板級別的重要部件芯片組的作用：CPU的類型主板總線頻率擴展槽的種類與數(shù)量擴展接口的種類與數(shù)量（USB、串口等）19主板內(nèi)部接口CPU槽位PCI-E插槽內(nèi)存插槽SAS接口PCIeRiser卡插槽20主板外部接口通常服務器主板外部接口為USB、VGA顯示接口和網(wǎng)絡接口、電源接口，還包括多種HBA接口如FC、iSCSI等網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接口VGA顯示接口USB接口電源接口21

內(nèi)存322內(nèi)存介紹內(nèi)存(Memory)也被稱為內(nèi)存儲器，其作用是用于暫時存放CPU中的運算數(shù)據(jù)，以及與硬盤等外部存儲器交換的數(shù)據(jù)。內(nèi)存是由內(nèi)存芯片、電路板、金手指等部分組成的內(nèi)存芯片電路板金手指23內(nèi)存的發(fā)展SIMM內(nèi)存（Single

In-lineMemory

Modules：單邊接觸內(nèi)存模組）80286主板采用此內(nèi)存，接口為30

PIN，容量只有256KBEDODRAM內(nèi)存（Extended

Date

Out

RAM：外擴充數(shù)據(jù)模式存儲器）在486及早期的Pentium電腦上應用，容量有4~16MBSDRAM內(nèi)存（Synchronous

Dynamic

random

access

memory：同步動態(tài)隨機存儲器）在INTEL賽揚和AMDK6時代普遍應用，其輸入輸出信號保持與系統(tǒng)外頻同步，因此速度明顯超越EDO內(nèi)存，頻率166MHZ，容量已達256MBRambusDRAM內(nèi)存Intel與Rambus聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品，其采用了新一代高速簡單內(nèi)存架構(gòu)，基于RSIC使得整個系統(tǒng)性能得到提高，頻率可達1066MHZ，最高容量512MBDDR內(nèi)存（Dual

Date

Rate

SDRAM：雙倍速率SDRAM簡稱DDR）最新DDR4內(nèi)存隨INTEL的Haswell-E平臺發(fā)布，金手指變成彎曲狀，頻率高達4266MHZ，容量可達128GB24UDIMM（UnbufferedDIMM）由于在CPU和內(nèi)存之間沒有任何緩存，因此同頻率下時延較小RDIMM（RegisteredDIMM）為了保證并行傳輸?shù)挠行?，在地址控制總線上增加了寄存器驅(qū)動功能LRDIMM（LoadReducedDIMM）使用新的技術(shù)和較低的工作電壓，在數(shù)據(jù)線上增加buffer，極大減低了Data線負載DDR內(nèi)存分類25

硬盤426硬盤介紹硬盤是服務器主要的存儲媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動器中27硬盤分類按轉(zhuǎn)速分按尺寸分按種類分SATA硬盤SAS硬盤FC硬盤SSD硬盤3.5”硬盤2.5”硬盤1.8”硬盤PCI-E卡15000轉(zhuǎn)/分10000轉(zhuǎn)/分7200轉(zhuǎn)/分28硬盤分類——SATA硬盤SATA是SerialATA的縮寫，即串行ATA由于采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而得名。SATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對傳輸指令（不僅僅是數(shù)據(jù)）進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４薪涌谶€具有結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔的優(yōu)點SATA3目前支持6Gbit/s高速傳輸速率SATA電纜硬盤分類——SAS硬盤SAS電纜SAS(SerialAttachedSCSI)即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術(shù)，和現(xiàn)在流行的SerialATA(SATA)硬盤相同，都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，并通過縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接口。此接口的設(shè)計是為了改善存儲系統(tǒng)的效能、可用性和擴充性，并且提供與SATA硬盤的兼容性SAS2.0目前支持6Gbit/s高速傳輸速率30硬盤分類——SSD硬盤固態(tài)硬盤（SolidStateDisk）用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成數(shù)據(jù)存取速度快防震抗摔沒有噪音、發(fā)熱低工作溫度范圍大重量小優(yōu)勢成本高容量小數(shù)據(jù)損壞后難以恢復寫入壽命有限容易受到某些外部因素的干擾劣勢31硬盤技術(shù)——評價硬盤關(guān)鍵參數(shù)評價機械硬盤的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)接口速率容量尺寸主軸轉(zhuǎn)速平均尋道時間數(shù)據(jù)傳輸率MTBF（平均故障間隔時間）S.M.A.R.T（自監(jiān)測、分析與報告技術(shù)）支持RAID控制器533服務器RAID卡RAID卡就是用來實現(xiàn)RAID功能的板卡，通常是由I/O處理器、硬盤控制器、硬盤連接器和緩存等一系列零組件構(gòu)成的writethrough：系統(tǒng)的寫入請求直接寫入硬盤，

安全性很高，性能很低writeback：系統(tǒng)的寫入請求先存放到緩存，再根據(jù)時機統(tǒng)一回寫到硬盤中，由于緩存的寫速度遠遠高于磁盤，所以這種方式性能可以大大提高，但是一旦掉電數(shù)據(jù)就會丟失，需配合緩存電池實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護ChipsetPCI控制器RAM控制器FLASHSCSI控制器硬盤2硬盤1硬盤3RAID卡34服務器RAID卡—緩存緩存（Cache）是RAID卡與外部總線數(shù)據(jù)交換的緩沖區(qū)，RAID卡先將數(shù)據(jù)儲存在緩存中，再由緩存與外邊部據(jù)總線做數(shù)據(jù)交互。極快的緩存存取速度和大緩存容量，大大提高RAID的讀寫速率，是RAID卡中不可缺少的重要組成部分

35服務器RAID卡—緩存電池緩存電池是為了保證服務器掉電情況下，RAID卡緩存中數(shù)據(jù)的安全。有兩種保護機制BBWC（Battery-BackedWriteCache）使用電池供電，一般保持72小時。必須在規(guī)定時間內(nèi)將服務器上電，把緩存數(shù)據(jù)刷入硬盤FBWC（Flash-BasedWriteCache）使用Flash做緩存數(shù)據(jù)的存儲，掉電時將緩存中的數(shù)據(jù)寫入Flash中存儲。寫入速度快，一般在幾秒鐘內(nèi)完成這一過程，永久有效，無時間限制

36常用RAID控制卡P441P440H240P440arP84037PCI-E638PCI-E接口介紹PCI-E接口采用串行傳輸數(shù)據(jù)，每個連接設(shè)備都有專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且有很高數(shù)據(jù)傳輸頻率39PCI擴展槽分類PCIPCI-XPCI-E1.0PCI-E2.0PCI-E3.0PCI-E16XPCI-E8XPCI-E4X主板擴展槽40PCI-E介紹PCIExpress（以下簡稱PCI-E）是新一代的總線接口。它采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機總線的共享并行架構(gòu)，每個設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬x16x1x4x841PCI-E卡速率PCI-E不同規(guī)格/通道帶寬對比（單向）PCI-E1.XPCI-E2.XPCI-E3.0X1250MB/s500MB/s1GB/sX41GB/s2GB/s4GB/sX82GB/s4GB/s8GB/sX164GB/s8GB/s16GB/sPCI-E支持向下兼容：PCI-EX16插槽上可插X8/X4的卡PCI-E3.0可向下兼容PCI-E2.042

電源643服務器電源介紹電源是服務器的供電裝置交流穩(wěn)壓電源：能夠提供一個穩(wěn)定電壓和頻率的電源稱交流穩(wěn)定電源直流穩(wěn)壓電源：能為負載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置冗余電源：由芯片控制電源進行負載均衡，當一個電源出現(xiàn)故障時，另一個電源馬上可以接管其工作，在更換電源后，又是兩個電源協(xié)同工作44電源的分類451.服務器基礎(chǔ)知識2.服務器硬件組件3.服務器軟件功能目錄46服務器軟件-BIOSBIOS—