服务器基础知识培训

1、服务器概述服务器关键组件及技术培训内容服务器概述、服务器基本概念什么是服务器？u 服务器是计算机的一种，是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机；u 服务器在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务。 u 服务器英文名称为Server。u X86架构服务器u RISC架构服务器u EPIC架构服务器（IA-64）、服务器按处理器架构分类u 域控制服务器（Domain Server）u 文件服务器（）u 打印服务器（Print Server）u 数据库服务器（Database

2、 Server）u 邮件服务器（E-mail Server）u Web服务器（Web Server）u 多媒体服务器（MultimediaServer）u 通讯服务器（Communication Server）u 终端服务器（Terminal Server）u 基础架构服务器（Infrastructure Server）u 虚拟化服务器（Virtualization Server）、服务器按功能应用分类硬件的选型和配置需根据用户业务压力的大小进行选配Internet文件/打印服务器办公用机内部 Web 系统邮件系统数据库系统通讯服务器、服务器按功能应用分类塔式（Tower）立式放置的服务器机型

3、；外形以及结构都跟立式PC差不多，但服务器机箱比PC机箱体积更大，Tower机型在外观尺寸上要求没有Rack严格，可预留更多扩展空间。机架式 （Rack）外观尺寸及装配尺寸符合标准尺寸，可以放在标准高度的机架中。高度用“U”来计量， “U”为通用工业机架高度标准；1U1.75英寸=44.445mm刀片式服务器（Blade）是一种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。刀片式服务器目前最适合群集计算和提供互联网服务。 4、服务器按外观分类u 7U 机箱带有14个服务器u 7U 中有 28 颗

4、处理器u 每个机柜带有6个机箱u 每个 42U 机柜中有168 个CPUu 7U 机箱带有7个服务器u 7U 中有14 颗处理器u 每个机柜带有6个机箱u 每个 42U 机柜中有 84 个 CPU7U7U4、服务器按外观分类刀片式服务器（Blade）u 处理能力强CPU的区别u I/O性能强内存、硬盘、PCI接口u 管理能力强服务器管理监控系统u 可靠性强数据保护技术、服务器操作系统 u 可用性高热插拔、电源技术u 扩展性强5、 服务器与PC机的区别u PC服务器专注于数据吞吐能力u PC服务器可用性与可靠性更高u PC服务器在图像处理方面性能较差硬盘/IO槽7*24小时集成显卡5、 服务器与

5、工作站的区别6、 服务器与小型机的区别u 两者采用了不同的体系架构u PC服务器具有良好的工业标准u PC服务器较高的性能价格比u PC服务器良好的易用性，降低企业整体TCO可靠性(reliability)可用性(availability)可管理性(manageability)安全性(security)可扩展性(scalability)6、 服务器性能评价标准PC服务器关键组件及技术风扇电源网卡硬盘内存PCICPU1、 服务器关键组件图解2、 服务器关键组件介绍u CPUu 内存u 硬盘u Raidu PCIu HBAu 网卡u 电源u 热插拔技术2、 服务器关键组件介绍CPU中央处理器（CP

6、U，Central Processing Unit）是一块集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。 计算机的性能在很大程度上由CPU的性能决定，而CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括CPU的工作频率、Cache容量、指令系统和逻辑结构等参数。u 主频：主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常，主频越高，CPU处理数据的速度就越快；u 缓存：实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由

7、于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小； u 核心数：般情况下每个核心都有一个线程，几核心就有几线程，但是intel发明了超线程技术，可以让单核模拟多核心工作，intel的超线程可以让单核心具有两个线程，双核四线程 ；u 线程数 ：线程数多当然速度就快,但功耗就大 ；Intel Xeon CPU产品线：n Xeon（至强）服务器CPU产品系列；rIntel单路多核Xeon CPU：Intel Xeon 3000系列rIntel双路多核Xeon CPU：Intel Xeon 5000系列Intle四路多核Xeon CPU：Intel Xeon 7000系列2、 服务器关键组件介绍CPU2

8、、 服务器关键组件介绍CPU序号 用户数服务器配置130E5 2640v2,2.0GHz，8corex2245E5 2650v2,2.6GHz，8corex2360E5 2690v2,3.0GHz，10corex22、 服务器关键组件介绍内存Buffer（缓存器）Register（寄存器）ECC （错误检查纠正） 内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完

9、成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。 服务器内存与PC内存的区别：n性能更高n兼容性更好可靠性更高2、 服务器关键组件介绍内存UnbufferedBuffer（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。Registered（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Buffered2、 服务器关键组件介绍内存ECC（错误检查纠正）： ECC可发现2bit错误，并纠正1bit错误； 一般情况下服务器内存都具有ECC功能，只有较低端

10、的服务器采用普通台内存时不具有此功能；Non-ECCNon-ECCECC2、 服务器关键组件介绍内存服务器内存的其他典型技术：n Chipkilln 内存镜像内存热备2、 服务器关键组件介绍硬盘服务器常用硬盘可分为：n SATA： Serial ATA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。n 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 。n SAS：Serial Attache

11、d 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。n 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。2、 服务器关键组件介绍硬盘SAS硬盘SATA硬盘SSD硬盘SCSI硬盘2、 服务器关键组件介绍硬盘评价机械硬盘的关键技术参数通常有：n容量n尺寸n主轴转速n平均寻道时间n数据传输率nMTBF（自监测、分析与报告技术）支持转速 转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位是rpm.。转速是决定硬盘内部传输率的决定因素之一，它的

12、快慢在很大程度上决定了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的重要标志。硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000 rpm 。7200rpm的硬盘已经取代5400rpm的硬盘成为主流，10000rpm和15000 rpm的硬盘多是面对高档用户的。2、 服务器关键组件介绍硬盘u SATA一代最大为150MB/su SATA二代最大为300MB/su SATA三 代最大为550MB/s u SCSI最大为320MB/su SAS起步值为300MB/s,600MB/s的接口标准也有,但设备少且贵,u SSD500MB/S 2、 服务器关键组件介绍硬盘选择硬盘的几点考虑：n成

13、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nMTBFSAS硬盘与SCSI相当， SCSI 硬盘高于SATAn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n性能SSD高于SAS，SAS硬盘高于SCSI ， SCSI硬盘高于SATA，SATA高于ATA2、 服务器关键组件介绍硬盘什么是Raid?n RaidRedundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列n 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

14、列中2、 服务器关键组件介绍Raid2、 服务器关键组件介绍Raid1、RAID技术的主要特点RAID技术主要有以下两个特点：（1）提高数据访问速度硬盘数据条带化多硬盘同时读取（2）数据冗余保护硬盘镜像奇偶校验减少硬盘的机械寻道时间提高数据存取速度 数据冗余保护Raid技术的三大特点：n 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；n 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；n 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2、 服务器关键组件介绍RaidRAID的几种常用阵列 u RAID 0（条带

15、）u RAID 1（镜像）u RAID 3（奇偶位条带）u RAID 10 (镜像条带阵列)u RAID 5（分布奇偶位条带）u RAID 6 (双分布奇偶位条带)2、 服务器关键组件介绍RaidRAID 0的工作原理D4D2D0驱动器1D6D5D3D1驱动器2D0,D1,D2,D3,D4,D5条带2条带1条带0各磁盘上的数据块各磁盘上的数据块D2D1D0D5D4D3D0逻辑磁盘2、 服务器关键组件介绍RaidRAID 0的特性视频生成和编辑、图像编辑等对传输带宽需求较大的应用领域。 数据无冗余，一旦阵列中有一个驱动器故障，其中的数据将丢失。I/O负载平均分配到所有的驱动器。由于驱动器可以同时

16、读写，性能在所有RAID级别中最高。磁盘利用率最高 设计、使用和配置简单。缺点 优点应用范围2、 服务器关键组件介绍RaidRAID 1的工作原理镜像结构的阵列D2D1D0D2逻辑磁盘D2D1D0驱动器1驱动器2D0,D1,D2经过镜像器D2D1D02、 服务器关键组件介绍RaidRAID 1的特性可应用于金融、保险、证券、财务等对数据的可用性和安全性要求较高的应用领域。 磁盘空间利用率低，存储成本高磁盘写性能提升不大。RAID 1对存储的数据进行百分之百的备份，提供最高的数据安全保障设计、使用和配置简单。缺点 优点应用范围2、 服务器关键组件介绍RaidRAID 3的工作原理D7D4D1驱动

17、器2D6D3D0驱动器1D8D5D2驱动器3D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8P3P2P1校验驱动器校验码生成带奇偶校验码的并行阵列2、 服务器关键组件介绍RaidRAID 3的特性适合用于视频生成、视频编辑等高吞吐量的应用环境 。 需要专用磁盘做校验盘使用，如果校验盘故障会导致数据无备份任一磁盘写数据将会导致校验信息的重新计算，校验盘的写性能可能会成为瓶颈。通过较为简单的异或运算技术获得数据备份 阵列中磁盘数量越多，数据备份的成本就越低。缺点 优点应用范围2、 服务器关键组件介绍RaidRAID 5的工作原理分布式奇偶校验码的独立磁盘结构D4P1D1驱动器2P2D2D0驱动

18、器1D5D3P0驱动器3D0,D1,D2,D3,D4,D52、 服务器关键组件介绍RaidRAID 5的特性适合用在文件服务器、Email服务器、WEB服务器等输入/输出密集、读/写比率较高的应用环境 异或校验影响存储性能硬盘重建的过程较为复杂控制器设计复杂高可用性磁盘利用率较高随机读写性能高 校验信息分布存储于各个磁盘，避免单个校验盘的写操作瓶颈缺点 优点应用范围2、 服务器关键组件介绍RaidRAID组合RAID 10D0D2D4D0D2D4D1D3D5D1D3D5磁盘镜像器磁盘镜像器D0,D1,D2,D3,D4,D5RAID 10是将镜像和条带进行组合的RAID级别，先进行RAID 1镜

19、像然后再做RAID 0。RAID 10也是一种应用比较广泛的RAID级别。物理磁盘1物理磁盘2物理磁盘3物理磁盘4磁盘故障磁盘故障读取数据2、 服务器关键组件介绍RaidRAID 10的特性数据量大，安全性要求高的环境，如银行、金融等领域 磁盘利用率低，只有1/2的硬盘利用率，至少需要4块磁盘高读取速度高写入速度，写开销较小特定情况下，可以允许N/2个硬盘同时损坏缺点 优点应用范围2、 服务器关键组件介绍RaidS&K常见RAID级别的比较RAID级别RAID 1RAID 3RAID 5RAID 10RAID 0容错性有有有有无冗余类型镜像冗余校验冗余校验冗余镜像冗余无读性能低高高普通

20、高随机写性能低低普通高连续写性能低低低普通高最少磁盘数2个3个3个4个2个可用空间50*（N-1)/N（N-1)/N50*100应用场景传输带宽需求大的应用安全性要求较高的应用大文件、连续数据的应用读/写比率较高的应用安全性要求高的应用低2、 服务器关键组件介绍Raid2、 服务器关键组件介绍RaidRaid的实现方法有两种：n 软件RAID：用软件的方法来实现r 板载RAID 0、1、1En 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。r ROMB(RAID On MotherBoard)，支持RAID 0、1、5等r 外插RAID卡，支持R

21、AID 0、1、5等HBA:即主机总线适配器英文“Host Bus Adapter”缩写。用于服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯。 2、 服务器关键组件介绍HBA2、 服务器关键组件介绍HBA2、 服务器关键组件介绍PCI什么是PCI总线?n PCI （Peripheral Component 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

22、低带来的瓶颈问题。 2、 服务器关键组件介绍PCI什么是PCI-Express?n 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。 x16x1x4x82、 服务器关键组件介绍网卡 集成千兆网卡 外插千兆RJ45以太网卡 外插千兆FC以太网卡 外插多端口以太网卡2、 服务器关键组件介绍网卡服务器多网卡技术：n 多网卡绑定技术通过多网卡绑定技术，可实现：r 多网卡故障切换r 多网卡负载均衡n 网络加速技术r Intel IOAT技术：适用于Intel网卡r TOE技术（TCP卸载引擎技术）：适用于Broadcom网卡Intel