服务器的基本概念

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刀片式服务器三种类型，那么这三种服务器之间究竟有什么区别，各自适合应用于哪些方面呢？服务器按外形分类：塔式服务器塔式服务器一般是大家见得最多的，它的外形及结构都与普通的PC 机差不多， 只是个头稍大一些，其外形尺寸并无统一标准。塔式服务器的主板扩展性较强，插槽也很多，而且塔式服务器的机箱内部往往会预留很多空间，以便进行硬盘，电源等的冗余扩展。这种服务器无需额外设备，对放置空间没多少要求，并且具有良好的可扩展性，配置也能够很高，因而应用范围非常广泛，可以满足一般常见的服务器应用需求。这种类型服务器尤其适合常见的入门级和工作组级服务器应用，而且成本比较低，性能能满足大部分中小企业用户的要求，目前的市场需求空间还是很大的。但这种类型服务器也有不少局限性，在需要采用多台服务器同时工作以满足较高的服务器应用需求时，由于其个体比较大，占用空间多，便显得很不适合。机架式服务器机架服务器实际上是工业标准化下的产品，其外观按照统一标准来设计，配合机柜统一使用， 以满足企业的服务器密集部署需求。 机架服务器的主要作用是为节省空间， 由于能够将多台服务器装到一个机柜上，不仅可以占用更小的空间，而且也便于统一管理。机架服务器的宽度为19 英寸，高度以 U 为单位（ 1U=1.75 英寸 =44.45 毫米），通常有 1U，2U ，3U ， 4U ，5U ， 7U 几种标准的服务器。这种服务器的优点是占用空间小，而且便于统一管理，但由于内部空间限制，扩充性较受限制，例如 1U 的服务器大都只有 1 到 2 个 PCI 扩充槽。此外，散热性能也是一个需要注意的问题， 此外还需要有机柜等设备， 因此这种服务器多用于服务器数量较多的大型企业使用，也有不少企业采用这种类型的服务器， 但将服务器交付给专门的服务器托管机构来托管，尤其是目前很多网站的服务器都采用这种方式。这种服务器由于在扩展性和散热问题上受到限制，因而单机性能比较有限，应用范围也受到一定限制，往往只专注于某在方面的应用，如远程存储和网络服务等。在价格方面，机架式服务器一般比同等配置的塔式服务器贵上二到三成。刀片服务器刀片服务器是一种HAHD(High Availability High Density，高可用高密度)的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片 ”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器， 它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。而且，也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的刀片可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的刀片，就可以提高整体性能。而由于每块刀片都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。刀片服务器比机架式服务器更节省空间，同时，散热问题也更突出，往往要在机箱内装上大型强力风扇来散热。此型服务器虽然空间较节省，但是其机柜与刀片价格都不低，一般应用于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域，如银行电信金融行业以及互联网数据中心等。总结：塔式（ Tower）优点：占用空间大，散热性好，成本比机架式机箱低，扩展性好，易于移动缺点：无法统一摆放，不适用于大规模集中计算环境，和对空间要求严格的用户机架式（ Rack）优点：占用空间小，能在有限的空间中添加更多的设备，有利于管理缺点：扩展性低，散热有时会成为问题刀片服务器（Blade）当前市场上的刀片式服务器有两大类：一类主要为电信行业设计，另一类为通用计算设计，尺寸规格都是厂商自定。服务器关键组件及选型服务器也可以分为“”和“” ，详见：“”，一般公司都采用品牌机，目前服务器做得较好的品牌有： IMB、 Dell 、 HP等等；服务器主机内部主要由： CPU、内存条、硬盘、电源、 PCI、风扇 、网卡、阵列卡等关键组建组成；服务器关键组件图解其中，硬盘是根据用户需要存放的文件大小来选择的，用户存放的文件越大，数量越多，那么对硬盘的容量需求也更大。 而硬盘生产时有标准的规格容量， 所以用户存放的文件大小超过单块硬盘容量时，就需要多块硬盘来满足用户存放文件的需求；服务器常用硬盘可分为：SATA：SerialATA接口，即串行ATA，采用串行技术以获得更高的传输速度及可靠性。目前是第二代即SATAII 。SCSI：全称为“ Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，主要应用于中、高端服务器和高档工作站。SAS： Serial Attached SCSI接口，即串行SCSI，采用串行技术以获得更高的传输速度。目前仍然是第一代。SSD：固态存储硬盘(Solid State Disk)其特别之处在于没有机械结构，以区块写入和抹除的方式作读写的功能，与目前的传统硬盘相较，具有低耗电、耐震、稳定性高、耐低温等优点。选择硬盘的几点考虑：成本： 同等容量下， SAS硬盘略高于SCSI , SCSI硬盘高于SATA， ATA 硬盘被淘汰；MTBF： SAS硬盘与 SCSI 相当， SCSI硬盘高于SATA；可扩展性： SAS/SATA扩展能力较强，SCSI 扩展能力一般，ATA较差；热插拔： SAS 、 SCSI 和 SATA均支持；性能： SSD高于 SAS， SAS硬盘高于SCSI ， SCSI 硬盘高于SATA， SATA高于 ATA；转速： SAS硬盘与 SCSI 相当， SAS高于 SATA。为了提高磁盘I/O 存取速度，缩小内存和磁盘的性能差距，增强数据安全性及容错能力，有效利用磁盘空间，降低数据I/O 对 CPU资源的占用， 提高计算系统的整体工作性能，需要将服务器硬盘做成来满足用户的需求，而做磁盘阵列需要“”的功能来实现，一般品牌服务器都自带简易阵列卡；Raid Raid 的基本概念什么是 Raid?Raid Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列；RAID 是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘，数据是以分段的方式顺序存放于磁盘阵列中；RAID（独立磁盘冗余阵列） 是指把多个独立的硬盘组合成为一个较大的逻辑阵列。 数据存储在磁盘的此阵列，并带有附加的冗余信息。冗余信息可以是数据本身（镜像） ，也可以是从多个数据块（ RAID4 或 RAID5）计算出的奇偶校验信息。使用 RAID后，操作系统不再处理单个硬盘，而是把整个磁盘阵列当作一个逻辑硬盘来处理。Raid 技术的三大特点：通过对硬盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少硬盘的机械寻道时间，提高数据存取速度；通过对一阵列中的几块硬盘同时读取，减少硬盘的机械寻道时间，提高数据存取速度；通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现对数据的冗余保护。Raid 的级别包括：Raid 0Raid 1Raid 3Raid 5Raid 10Raid 6Raid 7Raid 1ERaid 5ERaid 5ERaid 30Raid 50各级别 Riad 的功能，详见： “各级 Riad 功能介绍 .ppt ”。Raid 的实现方法有两种：软件 RAID：用软件的方法来实现硬件 RAID：用专门的控制芯片来完成，控制芯片可以做成 RAID 卡的形式，也可以集成在主板上。用软件实现RAID利用操作系统提供的软件RAID 功能来实现RAID。就像由解压软件在电脑中看VCD、 DVD一样，软件 RAID的功能借助特定的软件来实现。在 Windows 2000 Server 、WindowsXP和 Linux中，都提供了以软件形式实现RAID 的功能；硬件 RAID 的实现通过 ROMB和外插 RAID 卡实现， 硬件 RAID 是采用集成的阵列卡或专用的阵列卡来控制硬盘驱动器， 这样可以极大节省服务器系统CPU和操作系统的资源。从而使网络服务器的性能获得很大的提高。ROMBRAID与外插卡同样包含缓存、电池等部件，ROMB在主板上有专门的子卡插槽，不占用主板的 PCI 扩展 IO 槽。 RAID 卡外插在主板的PCI 扩展 IO 槽上。PCI 的基本概念什么是 PCI 总线 ?PCI（ PeripheralComponent Interconnect）总线是一种高性能局部总线，是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。在数字图形、 图像和语音处理，以及高速实时数据采集与处理等对数据传输率要求较高的应用中，采用 PCI 总线来进行数据传输，可以解决原有的标准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。PCI 总线发展示意图什么是 PCI-Express?PCI Express（以下简称PCI-E）采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统 PCI 总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI-E 的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。X1X4X8X16各类 PCI 速度总线名称位宽（比特）工作频率最高速度备注3233 MHz133 MB/sPCI 1.0PCI6433 MHz266 MB/sPCI 2.26466 MHz533 MB/s6466 MHz533 MB/sPCI-X 1.064100 MHz800 MB/s向下兼容， 2004 年以前为服务器主流64133 MHz1.06 GB/s64266 MHz2.1 GB/sPCI-X 2.064533 MHz4.3 GB/s2002 年 7 月推出前两个频率的标准规范。11 月开始开发 PCI-X 1066 。641066 MHz8.6 GB/sX12.5 GHz250 MB/sX22.5 GHz500 MB/s推出进度稍晚于 PCI-X 2.0 。X42.5 GHz1 GB/sPCI ExpressX82.5 GHz2 GB/sX162.5 GHz4 GB/s速度与 PCI-X 533相当。X322.5 GHz8 GB/s速度与 PCI-X 1066相当。服务器网卡服务器网卡， 其主要作用是用于服务器与交换机等设备之间的连接, 而不象普通PC机网卡主要是连接PC机以构建网络。服务器专用网卡具有特殊的网络控制芯片，它可以从主CPU 中接管许多网络任务，使主CPU“集中精力”运行网络操作和应用程序。因为服务器与普通PC工作站的最大不同在于，服务器的CPU是不停的在工作，处理着大量的数据; 而普通 PC的 CPU的空闲时间比较多，只有在工作站工作时才比较忙。服务器网卡可以分为以下四类：1、服务器主板集成网卡：目前服务器主板上都有集成的网卡，而且以千兆为主，单路服务器通常配有单千兆网卡（也有配单百兆网卡的）；两路及两路以上服务器一般都会配有集成双千兆网卡，并且通常两块网卡之间可以实现网卡绑定功能。2、外插单千兆RJ45 以太网卡： 这类网卡通常在服务器需要三块网卡的时候采用，用来扩充服务器网卡的数量，以提高服务器的网络带宽性能。这类网卡入门比较简单，采用传统的CAT5类网线连接，价格也较便宜。3、外插千兆FC以太网卡： 这类网卡还是采用以太网的协议进行数据传输，但采用了光纤接口，连接时也要采用多模或单模光纤线缆进行连接，这类网卡价格要比传统的RJ45 网卡贵一些，性能也会好一些。注意：请不要将此类网卡与HBA（光纤通道卡）混为一谈，两者虽然都采用的光纤接口，但后者是用于连接光纤存储的专用设备，采用了FC 的协议。4、外插多端口以太网卡：对于对网络带宽要求更高的用户来说，他们需要多端口的网卡，采用多端口网卡，可以提供几倍以上的网络带宽数据吞吐，比如：大型网站的WEB服务器及游戏服务器等应用都有可能需要这样的网卡。一般品牌服务器基本都有标配的内存， 而用户为提高服务器运行速度， 可以根据主板上的内存插槽再另外扩展，选择内存条时，应根据主板的参数与插槽来选择；服务器内存与PC内存的区别：服务器内存性能更高、兼容性更好、可靠性更高服务器是企业信息系统的核心，因此对内存的可靠性非常敏感。服务器上运行着企业的关键业务，内存错误可能造成服务器宕机并使数据永久丢失。服务器内存大多都带有buffer（缓存器）， register （寄存器）， ecc（错误纠正代码） ，具有普通 pc 内存所不具备的高性能、高兼容性和高可靠性。内存条发展示意图当前主流的内存使用的服务器内存颗粒是DDR3 和 FBD服务器内存的典型技术Buffer（缓存器）：具有 Buffer 的内存读写速度有较大提高，Unbuffer 表示不具有高速缓存。UnbufferedRegistered（寄存器）：Register 技术主要是调整时钟信号，保证内存之间的信号同步，提高驱动能力.BufferedECC（错误检查纠正） ：ECC可发现 2bit 错误，并纠正1bit 错误；Non-ECCNon-ECCECC一般情况下服务器内存都具有ECC功能，只有较低端的服务器采用普通台内存时不具有此功能；服务器电源服务器电源功率的选择：市场上常见的是300W 和 400W 两种，对于个人用户来说选用300W 的已经够用，而对于服务器来说，因为要面临升级以及不断增加的磁盘阵列，就需要更大的功率支持它，为此使用 400W 或更高功率的电源比较合适。服务器选择这是主要针对对系统稳定性要求比较高的服务器，冗余一般有二重冗余和三重冗余；服务器的电源标准有两类：ATX 标准 用于低端服务器或工作站。输出功率一般在125 瓦 350 瓦之间。通常采用20Pin(20 针 )的双排长方形插座给主板供电。当前 Pentium4 处理器平台的电源规范为ATX12V，增加了一个4Pin 的 12V 电源输出端，以便更好地满足Pentium4 的供电要求SSI标准 SSI（ Server System Infrastructure ）规范是 IA 服务器的电源规范，SSI规范的推出是为了规范服务器电源技术，降低开发成本， 延长服务器的使用寿命而制定的，主要包括服务器电源规格、背板系统规格、服务器机箱系统规格和散热系统规格冗余特性：1+1,此时每个模块承担50%的输出功率 ,当一个模块拔出时,另一个模块承担100%输出功率；2+1,有三个模块 ,每个模块承担输出功率的1/3,当拔出一个模块,其余两个模块各承担50%的输出功率。2+1 随机性较大 ,在大系统功率时可用三个模块来实现2+1 冗余 ,两个模块实现非冗余,但是系统功率必须小于两个模块功率之和减去均流误差的功率;在系统功率小于一个模块功率时,可用两个模块实现1+1,但是当系统功率大于一个模块功率时1+1 可能引起过载。服务器 CPU服务器 CPU生产商及生产系列主要有：Intel公司生产的Xeon 系列和 Itanium系列；AMD公司生产的Opteron 系列；IBM 公司生产的Cell 系列和 Power 系列；Sun 公司生产的Niagara 系列。IBM 和 SUN生产的处理器市场上很少，一般都选用Intel平台和 AMD平台的服务器，结合公司实际需求，推荐选用一款：“四核英特尔?至强? E5620 ” CPU。Intel Xeon CPU产品线：Intel单路多核Xeon CPU：Intel Xeon 3400系列Intel双路多核Xeon CPU：Intel Xeon 5600系列Intle四路多核Xeon CPU：Intel Xeon 7500系列Nehalem XeonXeon 75005600公司网络规划方案文件共享为了实现 “统一管理公司电脑里的文件，且局域网内用户可以通过相应的权限进行访问”，公司需要采购一台“文件服务器”作为基础设备；目前公司有 41 台办公电脑，合计所有电脑上的工作资料占用磁盘空间将近3T。随着人员的增加， 存放到服务器里的文件越来越多，占用服务器磁盘空间也越来越大，以及还需要对上传到服务器里的文件进行备份，所以预计文件服务器的硬盘至少需要5T 可用磁盘空间；根据以上要求，推荐以下三套服务器配置方案：配置方案一（一）、品牌型号配置、价格（二）、可选评价：说明为什么要推荐这款配置（为什么选用*G 的硬盘 * 块，因为要做RIAD*）如果选用2 台服务器，请说明为什么。配置方案二（一）、品牌型号配置、价格（二）、可选评价：说明为什么要推荐这款配置（为什么选用*G 的硬盘 * 块，因为要做RIAD*）如果选用2 台服务器，请说明为什么。配置方案三（一）、品牌型号配置、价格（二）、可选评价：说明为什么要推荐这款配置（为什么选用*G 的硬盘 * 块，因为要做RIAD*）如果选用2 台服务器，请说明为什么。移动办公为了实现 “公司员工到外地出差时可以用随带的笔记电脑连入公司的局域网，的权限来访问公司局域网共享的文件，并且可以在公司的服务器上传下载文件”能通过预设，公司需要采购一台“VPN 路由器”作为基础设备来实现“移动办公”；（一）、品牌型号功能介绍、价格（二）、品牌型号功能介绍、价格（三）、品牌型号功能介绍、价格文件服务器设置方案： （采用什么技术来做，以及说明步骤，如：备注2）VPN 路由器设置方案： （采用什么技术来做，以及说明步骤，如：移动办公”）备注 1：公司原办公楼的网络布线非常杂乱（设备柜内），没有合理的规划过，如果出现故障便很难维护； 没有中心机房或设备间，没有合适的环境放置文件服务器（因为服务器需要机架支撑，为了网络通讯稳定，服务器应直接端接到主干设备上（三层交换机），总设备与主干设备都应放置到设备间或设备柜里，并且线序要整齐）。临时办公楼一楼有个设备间，适合放置服务器，但因为电信光缆接入在原办公楼一楼的楼梯下（男洗手间旁边），所以需要从原办公楼接一根网线到临时办公楼一楼的设备间里。或者由电信公司将总线接入到临时办公楼一楼的设备间里。为了避免服务器断电后导致数据丢失，应在设备间配备UPS 不间断电源，保证服务器和主要网络设备的稳定。备注 2：目前公司的局域网共享布置方式：所有员工都将工作的文件整理至电脑 E 盘“工作资料”文件夹，共享权限仅： “总经理”、“分管领导” 、“部门领导”以及“同部门同事”可以访问，其他人无权访问。局域网共享权限设置方式：1、 41台电脑操作系统全部统一为Windows XP professional ；2、 41台电脑计算机名规划为：PC01-PC41，描述为：部门 -职务 -姓名；3、 41台电脑用户规划为：计算机使用人姓名，密码：使用人自定义（网络管理员统计）；4、在每个员工电脑上添加“总经理”、“分管领导” 、“部门领导” 、“同部门同事”电脑用户，身份设置为User，并设置为隐藏用户；5、在每个员工电脑的E 盘建立“工作资料”文件夹，右击共享与安全权限设置；6、权限设置：删除everyone ，添加“总经理” “分管领导” “部门领导” “同部门同事” ；7、每个员工将自己工作上的文件整理，然后放入E 盘的“工作资料”文件夹。访问局域网共享文件方法：双击打开网上邻居单击查看工作组电脑双击要访问的电脑