网络管理与维护技术-06第6章-服务器基础

1、网络管理与维护技术网络管理与维护技术主编 苏英如中国水利水电出版社第第6 6章章 服务器基础服务器基础6.1 服务器概述6.2 服务器的分类6.3 服务器的主要特性6.4 服务器硬件简介6.5 服务器系统主要技术6.1 6.1 服务器概述服务器概述6.1.1 服务器的主要特点6.1.2 服务器的结构类型v就硬件模块的性能而言，服务器要远远超过就硬件模块的性能而言，服务器要远远超过PCPC。v所有对服务器稳定性影响较大的部件都需要采用所有对服务器稳定性影响较大的部件都需要采用与与PCPC不同的技术来实现。不同的技术来实现。v服务器的服务器的CPUCPU主频一般略低于主流主频一般略低于主流PCPC

2、机的机的CPUCPU主频，主频，主机箱空间较大。主机箱空间较大。v服务器硬盘和内存一般需要专门设计，硬盘一般服务器硬盘和内存一般需要专门设计，硬盘一般采用采用SCSISCSI接口，内存一般都具有数据纠错能力，接口，内存一般都具有数据纠错能力，且存取速度较快。且存取速度较快。v服务器的硬盘和内存容量一般都比较大。服务器的硬盘和内存容量一般都比较大。v服务器支持热插拔技术，一些中高档的服务器还服务器支持热插拔技术，一些中高档的服务器还安装有冗余部件。安装有冗余部件。v服务器的成本和价格较高。服务器的成本和价格较高。 6.1.1 6.1.1 服务器的主要特点服务器的主要特点1 1塔式服务器塔式服务器

3、v外形同立式外形同立式PCPC机相似，应用最为广泛。机相似，应用最为广泛。v较普通立式较普通立式PCPC机的机箱更大，有利于散热，可扩机的机箱更大，有利于散热，可扩展性强，多用作通用服务器。展性强，多用作通用服务器。v对组件稳定性的要求较低，价格相对便宜，性价对组件稳定性的要求较低，价格相对便宜，性价比高。比高。6.1.2 6.1.2 服务器的服务器的结构类型结构类型2 2机架式服务器机架式服务器v设计目的就是尽量减少服务器的空间占用。设计目的就是尽量减少服务器的空间占用。v机箱空间较小，不能安装太多的扩展组件。机箱空间较小，不能安装太多的扩展组件。v适合在一些特殊的行业做功能型服务器。适合在

4、一些特殊的行业做功能型服务器。v各个组件的热稳定性要求高。各个组件的热稳定性要求高。v增加散热片和风扇提高散热性能。增加散热片和风扇提高散热性能。v在价格上要比同等性能的塔式服务器贵很多。在价格上要比同等性能的塔式服务器贵很多。6.1.2 6.1.2 服务器的服务器的结构类型结构类型2 2机架式服务器机架式服务器v必须安装在标准机柜内，节省空间，方便连接。必须安装在标准机柜内，节省空间，方便连接。v机柜高度以机柜高度以“U”U”为单位，为单位，1U=1.751U=1.75英寸。英寸。 6.1.2 6.1.2 服务器的服务器的结构类型结构类型2 2机架式服务器机架式服务器v机架式服务器一般通过机

5、架式服务器一般通过KVMKVM使多台主机共享一套键使多台主机共享一套键盘、鼠标和显示器，降低设备投入成本。盘、鼠标和显示器，降低设备投入成本。 6.1.2 6.1.2 服务器的服务器的结构类型结构类型3 3刀片式服务器刀片式服务器v为特殊行业应用专门设计的，元器件密度更高，为特殊行业应用专门设计的，元器件密度更高，占用空间更小。支持热插拔。占用空间更小。支持热插拔。v工作时安装在专用刀片服务器机柜上，可单独使工作时安装在专用刀片服务器机柜上，可单独使用，也可作集群。用，也可作集群。v属于功能型服务器，多应用于电信部门等特殊行属于功能型服务器，多应用于电信部门等特殊行业。业。 6.1.2 6.1

6、.2 服务器的服务器的结构类型结构类型6.2 6.2 服务器的分类服务器的分类6.2.1 按应用层次分类6.2.2 按指令执行方式分类6.2.3 按用途分类1 1入门级服务器入门级服务器v仅具有基本的服务器配置。仅具有基本的服务器配置。v性能有限，仅能满足小型网络用户需求。性能有限，仅能满足小型网络用户需求。v在外形上，多采用塔式结构，较少机架或刀片式。在外形上，多采用塔式结构，较少机架或刀片式。v一般基于一般基于IntelIntel架构，系统采用架构，系统采用WindowsWindows、LinuxLinux。6.2.1 6.2.1 按应用层次分类按应用层次分类2 2工作组级服务器工作组级服

7、务器v 支持支持1 14 4个处理器，支持大容量内存和个处理器，支持大容量内存和SMSM总线。总线。v 性能较高，能满足中小型网络用户需求。性能较高，能满足中小型网络用户需求。v 外形以塔式和机架式为主。外形以塔式和机架式为主。v 一般基于一般基于IntelIntel架构，系统采用架构，系统采用WindowsWindows、LinuxLinux、NetWareNetWare网络操作系统。网络操作系统。v 在价格方面，比入门级服务器高在价格方面，比入门级服务器高1 13 3倍。倍。 6.2.1 6.2.1 按应用层次分类按应用层次分类v3 3部门级服务器部门级服务器v一般支持一般支持4 4路以上

8、对称处理器，具有优良的稳定性路以上对称处理器，具有优良的稳定性和可扩展性。适合于中型规模网络需求。和可扩展性。适合于中型规模网络需求。v集成了大量的监控和管理功能。集成了大量的监控和管理功能。v一般需要安装较多的组件，机箱通常较大。一般需要安装较多的组件，机箱通常较大。v一般采用一般采用RISCRISC架构，并配以架构，并配以UNIXUNIX操作系统。操作系统。6.2.1 6.2.1 按应用层次分类按应用层次分类4 4企业级服务器企业级服务器v处理器可多达几十个甚至上百个。具有超强的数处理器可多达几十个甚至上百个。具有超强的数据处理能力和集群性能，适用于大型企业。据处理能力和集群性能，适用于大

9、型企业。v具有超强的容错能力、优秀的扩展性能、故障预具有超强的容错能力、优秀的扩展性能、故障预报警、在线诊断等功能。报警、在线诊断等功能。v所采用的芯片都是各厂商自主研发和生产的，所所采用的芯片都是各厂商自主研发和生产的，所使用的操作系统一般为使用的操作系统一般为UNIXUNIX或或LinuxLinux。6.2.1 6.2.1 按应用层次分类按应用层次分类1 1CISCCISC架构架构v在在CISCCISC架构的处理器中，程序的各条指令以及每架构的处理器中，程序的各条指令以及每条指令中的各个操作都是按照顺序串行执行的。条指令中的各个操作都是按照顺序串行执行的。v串行执行使指令易于控制，但是执行

10、速度较慢，串行执行使指令易于控制，但是执行速度较慢，系统资源利用率不高，而且处理器的编程和设计系统资源利用率不高，而且处理器的编程和设计都比较复杂。都比较复杂。 6.2.2 6.2.2 按指令执行方式分类按指令执行方式分类2 2RISCRISC架构架构vRISCRISC是对是对CISCCISC指令系统的精简和优化。指令系统的精简和优化。v采用超标量和超流水线结构，提高并行处理能力。采用超标量和超流水线结构，提高并行处理能力。v采用了缓存、主存、外存三级存储结构，使读取采用了缓存、主存、外存三级存储结构，使读取数据和存储数据指令分开执行，从而使处理器不数据和存储数据指令分开执行，从而使处理器不会

11、因为存取数据而降低处理速度。会因为存取数据而降低处理速度。vRISCRISC微处理器芯片的工作频率通常较低，功耗和微处理器芯片的工作频率通常较低，功耗和温度也低，不易出现故障和老化，系统的稳定性温度也低，不易出现故障和老化，系统的稳定性大幅度提高。大幅度提高。v目前大多数中、高档服务器都采用目前大多数中、高档服务器都采用RISCRISC指令系统。指令系统。 6.2.2 6.2.2 按指令执行方式分类按指令执行方式分类3 3VLIWVLIW架构架构vVLIWVLIW简化了处理器结构，删除了许多控制电路，简化了处理器结构，删除了许多控制电路，将工作交给编译器来完成，降低了芯片制作成本，将工作交给编

12、译器来完成，降低了芯片制作成本，价格低廉，能耗更少。价格低廉，能耗更少。v指令执行速度比指令执行速度比CISCCISC和和RISCRISC指令系统高出数倍。指令系统高出数倍。v基于基于VLIWVLIW指令系统的微处理器芯片使程序变得很指令系统的微处理器芯片使程序变得很大，需要更多的内存来存储数据，而且编译器的大，需要更多的内存来存储数据，而且编译器的智能程度直接影响到整个系统的工作效率。智能程度直接影响到整个系统的工作效率。 6.2.2 6.2.2 按指令执行方式分类按指令执行方式分类1 1通用型服务器通用型服务器v通用型服务器兼顾多方面应用需求。通用型服务器兼顾多方面应用需求。v能够提供各种

13、基本服务功能。能够提供各种基本服务功能。v服务器结构相对复杂，而且通常要为附加组件留服务器结构相对复杂，而且通常要为附加组件留出多余的接口和空间，故多采用塔式结构出多余的接口和空间，故多采用塔式结构v大多数服务器都属于通用型服务器。大多数服务器都属于通用型服务器。 6.2.3 6.2.3 按用途分类按用途分类2 2功能型服务器功能型服务器v又称为专用型服务器，是专门为某种服务特殊设又称为专用型服务器，是专门为某种服务特殊设计的一类服务器。计的一类服务器。v仅需要满足个别功能的应用要求，所以对性能的仅需要满足个别功能的应用要求，所以对性能的要求较单一。要求较单一。v结构较简单，一般采用单结构较简

14、单，一般采用单CPUCPU机架式或刀片式服务机架式或刀片式服务器结构。器结构。 6.2.3 6.2.3 按用途分类按用途分类6.3 6.3 服务器的主要特征服务器的主要特征6.3.1 可扩展性6.3.2 可用性6.3.3 可管理性6.3.4 可利用性v服务器的可扩展性是指服务器的硬件可以根据实服务器的可扩展性是指服务器的硬件可以根据实际需要而随时灵活地配置，即通常所说的际需要而随时灵活地配置，即通常所说的“按需按需扩展扩展”。v服务器的应用和服务在不同的时期可能会发生变服务器的应用和服务在不同的时期可能会发生变化，为了有效地保护用户资金投入，服务器需要化，为了有效地保护用户资金投入，服务器需要

15、有一定的冗余插槽和支架。有一定的冗余插槽和支架。v为了确保服务器的可靠性和稳定性，还需要提供为了确保服务器的可靠性和稳定性，还需要提供冗余电源、冗余风扇等备用组件。冗余电源、冗余风扇等备用组件。6.3.1 6.3.1 可扩展性可扩展性v服务器的可用性是指服务器应具有很高的稳定性服务器的可用性是指服务器应具有很高的稳定性和可靠性。和可靠性。v为了提高服务器的稳定性和可靠性，通常的做法为了提高服务器的稳定性和可靠性，通常的做法是配置冗余部件和采用内存查错、纠错技术。是配置冗余部件和采用内存查错、纠错技术。v很多服务器一般还提供功能多样的硬件在线诊断很多服务器一般还提供功能多样的硬件在线诊断系统，该

16、系统可以在服务器出现异常情况时及时系统，该系统可以在服务器出现异常情况时及时报警并予以处理。报警并予以处理。v有些服务器还支持操作系统和应用程序的备份和有些服务器还支持操作系统和应用程序的备份和还原，并提供用于数据灾难恢复的系统模块，从还原，并提供用于数据灾难恢复的系统模块，从而大大提高了可用性。而大大提高了可用性。 6.3.2 6.3.2 可用性可用性v服务器的可管理性是指能为用户提供非常方便、服务器的可管理性是指能为用户提供非常方便、快捷的网络管理，它包括硬件管理和软件管理两快捷的网络管理，它包括硬件管理和软件管理两方面。方面。v服务器主板上集成各种传感器，用于实时监测服服务器主板上集成各

17、种传感器，用于实时监测服务器上硬件的工作，同时配以相应的管理软件并务器上硬件的工作，同时配以相应的管理软件并借助计算机网络实现远程监控。借助计算机网络实现远程监控。v一般中、高档的服务器都会针对特殊需求或者硬一般中、高档的服务器都会针对特殊需求或者硬件结构提供相应的管理软件，帮助用户有效地监件结构提供相应的管理软件，帮助用户有效地监控、配置和管理服务器。控、配置和管理服务器。v很多网络操作系统，如微软的很多网络操作系统，如微软的Windows 2000 Windows 2000 ServerServer、Windows Server 2003Windows Server 2003和和Windo

18、ws Windows Server 2008Server 2008，也提供了许多用于对服务器进行各，也提供了许多用于对服务器进行各方面管理服务的工具。方面管理服务的工具。 6.3.3 6.3.3 可管理性可管理性v服务器的可利用性是指服务器要具有很高的数据服务器的可利用性是指服务器要具有很高的数据处理能力和处理效率。处理能力和处理效率。v通过使用对称多处理器技术，可以在服务器上安通过使用对称多处理器技术，可以在服务器上安装多个处理器，各处理器之间共享内存和系统总装多个处理器，各处理器之间共享内存和系统总线。线。v服务器群集技术将一组相互独立的服务器通过高服务器群集技术将一组相互独立的服务器通过

19、高速通信网络组成的一个单一的服务器系统，并以速通信网络组成的一个单一的服务器系统，并以单一系统的模式进行管理。单一系统的模式进行管理。v一个服务器群集包含多台拥有共享数据存储空间一个服务器群集包含多台拥有共享数据存储空间的服务器，群集系统内任意一台服务器都可以被的服务器，群集系统内任意一台服务器都可以被所有的网络用户所使用。所有的网络用户所使用。 6.3.4 6.3.4 可利用性可利用性6.4 6.4 服务器硬件简介服务器硬件简介6.4.1 服务器的CPU6.4.2 服务器的主板6.4.3 服务器的硬盘6.4.4 服务器的内存1 1RISCRISC处理器处理器v2020世纪世纪7070年代由年

20、代由IBMIBM公司推出。公司推出。v8080年代后期取代年代后期取代CISCCISC技术成为主流微处理器架构。技术成为主流微处理器架构。vRISCRISC处理器优化了指令系统，使程序编译和运行处理器优化了指令系统，使程序编译和运行速度大幅度提高，结构更加合理，设计和纠错更速度大幅度提高，结构更加合理，设计和纠错更加便利。加便利。6.4.1 6.4.1 服务器的服务器的CPUCPU2 2IntelIntel处理器处理器vIntelIntel在在2020世纪世纪9090年代开发了第一代年代开发了第一代IntelIntel服务器服务器处理器处理器Pentium ProPentium Pro。v随后

21、相继推出了随后相继推出了XeonXeon系列至强处理器，提高了工系列至强处理器，提高了工作频率，加大了高速缓存，处理能力大大加强。作频率，加大了高速缓存，处理能力大大加强。v现在很多服务器使用的就是现在很多服务器使用的就是XeonXeon系列系列CPUCPU。v在在20002000年和年和20022002年分别推出了全新年分别推出了全新6464位服务器处位服务器处理器理器ItaniumItanium和和Itanium 2Itanium 2安腾系列。安腾系列。 6.4.1 6.4.1 服务器的服务器的CPUCPU2 2IntelIntel处理器处理器v近年来，近年来，IntelIntel又研制开

22、发了多款至强和安腾多核又研制开发了多款至强和安腾多核（双核、四核、六核）处理器，提供更为强大的（双核、四核、六核）处理器，提供更为强大的处理能力和计算性能处理能力和计算性能 。6.4.1 6.4.1 服务器的服务器的CPUCPU3 3AMDAMD处理器处理器vAMDAMD在在20012001年年6 6月推出了定位于入门级服务器层次月推出了定位于入门级服务器层次的的AMD AMD AthlonAthlon MP MP处理器。处理器。v在在20032003年年4 4月，发布了月，发布了6464位处理器位处理器OpteronOpteron（皓（皓龙），它采用龙），它采用x86x86构架，成功地解决了

23、与主流构架，成功地解决了与主流3232位位应用程序的兼容性问题。应用程序的兼容性问题。v后来，后来，AMDAMD推出了自己的多核（双核、三核、四核）推出了自己的多核（双核、三核、四核）处理器。处理器。6.4.1 6.4.1 服务器的服务器的CPUCPUv服务器的主板是整个服务器的服务器的主板是整个服务器的“骨架骨架” ” 。v服务器的主板的扩展性、冗余性能强，支持热插服务器的主板的扩展性、冗余性能强，支持热插拔技术。拔技术。v服务器主板的面板更大，电子元件、各种插槽和服务器主板的面板更大，电子元件、各种插槽和接口更多。接口更多。6.4.2 6.4.2 服务器的主板服务器的主板v 服务器硬盘转速

24、快、缓存和输入输出带宽大，数据传输快。服务器硬盘转速快、缓存和输入输出带宽大，数据传输快。v 服务器硬盘具有高稳定性，长时间高速运转，抗震能力强。服务器硬盘具有高稳定性，长时间高速运转，抗震能力强。v 通过采用磁盘阵列（通过采用磁盘阵列（RAIDRAID）技术，冗余、备份硬盘数据。）技术，冗余、备份硬盘数据。v 服务器硬盘支持热插拔安装方式。服务器硬盘支持热插拔安装方式。v 服务器硬盘采用服务器硬盘采用SCSISCSI接口。接口。6.4.3 6.4.3 服务器的硬盘服务器的硬盘v SATASATA硬盘传输速度更快，执行效率更高，而且具备更强的硬盘传输速度更快，执行效率更高，而且具备更强的纠错能

25、力，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。纠错能力，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。SATASATA硬盘支持热插拔，而且接线更为简单，能有效改善机硬盘支持热插拔，而且接线更为简单，能有效改善机箱内部空气流通，从而利于散热。现在的箱内部空气流通，从而利于散热。现在的SATASATA硬盘一般采硬盘一般采用用SATA2.0SATA2.0或或SATA2.5SATA2.5规范。规范。v SASSAS是新一代的是新一代的SCSISCSI技术，技术，SASSAS接口是并行接口是并行SCSISCSI接口之后开接口之后开发出的全新接口，并且提供与发出的全新接口，并且提供与SATASATA硬盘的兼容性。硬盘

26、的兼容性。SASSAS硬硬盘同盘同SATASATA硬盘一样，都是采用串行技术以获得更高的传输硬盘一样，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短接线改善机箱环境。速度，并通过缩短接线改善机箱环境。6.4.3 6.4.3 服务器的硬盘服务器的硬盘v服务器内存通常要求具有较高的可靠性和稳定性。服务器内存通常要求具有较高的可靠性和稳定性。v服务器内存的缓存器能有效地提高服务器内存的服务器内存的缓存器能有效地提高服务器内存的读写速度。读写速度。v带缓存器的服务器内存一般多具有带缓存器的服务器内存一般多具有ECCECC纠错功能。纠错功能。v服务器内存的寄存器起索引数据的作用，大大提服务器内存的寄存

27、器起索引数据的作用，大大提高了内存的工作效率。高了内存的工作效率。 6.4.4 6.4.4 服务器的内存服务器的内存6.5 6.5 服务器系统主要技术服务器系统主要技术6.5.1 基本服务器技术6.5.2 服务器容错技术6.5.3 服务器监控技术1 1热插拔技术热插拔技术v热插拔（热插拔（Hot SwapHot Swap）是指在不关闭系统和停止服）是指在不关闭系统和停止服务的情况下更换或添加服务器部件，从而提高服务的情况下更换或添加服务器部件，从而提高服务器的可用性。务器的可用性。v热插拔技术是服务器的一项最基本的技术，绝大热插拔技术是服务器的一项最基本的技术，绝大部分的服务器都有部分部件支持

28、该技术。部分的服务器都有部分部件支持该技术。v通常支持热插拔技术的服务器硬件有硬盘、电源、通常支持热插拔技术的服务器硬件有硬盘、电源、风扇、内存、扩展板卡等，甚至有的风扇、内存、扩展板卡等，甚至有的CPUCPU也支持该也支持该技术。技术。 6.5.1 6.5.1 基本服务器技术基本服务器技术2 2冗余磁盘阵列技术冗余磁盘阵列技术vRAIDRAID（Redundant Array of Independent DisksRedundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）技术是应用最广的服务器技独立磁盘冗余阵列）技术是应用最广的服务器技术之一。术之一。vR

29、AIDRAID有各种不同的级别，每个级别都有各自的优有各种不同的级别，每个级别都有各自的优缺点。缺点。v目前应用较多的有目前应用较多的有RAID0RAID0、RAID1RAID1、RAID0+1RAID0+1和和RAID5RAID5。 6.5.1 6.5.1 基本服务器技术基本服务器技术3 3对称多处理器技术对称多处理器技术vSMPSMP（Symmetrical Multi-ProcessorSymmetrical Multi-Processor，对称多处，对称多处理）技术是被广泛应用在中、高档服务器上的一理）技术是被广泛应用在中、高档服务器上的一项服务器技术。项服务器技术。v在在SMPSMP

30、结构中，每一个处理器的地位都是一样的，结构中，每一个处理器的地位都是一样的，它们共享系统资源，都能运行同一个操作系统，它们共享系统资源，都能运行同一个操作系统，都能响应外部设备的请求，彼此之间相互独立又都能响应外部设备的请求，彼此之间相互独立又相互联系，协同工作，从而提高了服务器并行处相互联系，协同工作，从而提高了服务器并行处理数据的能力。理数据的能力。 6.5.1 6.5.1 基本服务器技术基本服务器技术4 4群集技术群集技术v群集技术是近几年兴起的一项服务器技术。群集技术是近几年兴起的一项服务器技术。v群集是一组相互独立的服务器，通过高速通信网群集是一组相互独立的服务器，通过高速通信网络组

31、成一个计算机系统，并以单一系统的模式进络组成一个计算机系统，并以单一系统的模式进行管理。行管理。v群集中的多台服务器共享数据存储空间，当其中群集中的多台服务器共享数据存储空间，当其中一台出现故障停止服务时，其他的服务器会自动一台出现故障停止服务时，其他的服务器会自动接管它的服务，从而整体提高了可靠性、容错性接管它的服务，从而整体提高了可靠性、容错性和抗灾难性。和抗灾难性。 6.5.1 6.5.1 基本服务器技术基本服务器技术1 1双机热备份技术双机热备份技术v双机热备份技术是一种系统设计技术，通过对关双机热备份技术是一种系统设计技术，通过对关键设备部件的冗余设计，保证系统硬件具有很高键设备部件

32、的冗余设计，保证系统硬件具有很高的可用性。的可用性。v它通常由两台配置完全相同的服务器系统、一个它通常由两台配置完全相同的服务器系统、一个外接共享磁盘阵列柜和相应的双机热备份软件组外接共享磁盘阵列柜和相应的双机热备份软件组成。成。v两台主从服务器之间相互按照一定的时间间隔发两台主从服务器之间相互按照一定的时间间隔发送通信信号，说明各自系统的当前运行情况。送通信信号，说明各自系统的当前运行情况。v如果主机失效，则由备用服务器代替主服务器的如果主机失效，则由备用服务器代替主服务器的工作。工作。 6.5.2 6.5.2 服务器容错技术服务器容错技术2 2单机容错技术单机容错技术v单机容错技术是在一台

33、服务器上实现容错功能。单机容错技术是在一台服务器上实现容错功能。v具有容错技术的容错服务器通常对系统中的具有容错技术的容错服务器通常对系统中的CPUCPU、内存和内存和I/OI/O总线等硬件进行冗余备份。总线等硬件进行冗余备份。v在服务器出现故障时，能够自动分离故障模块，在服务器出现故障时，能够自动分离故障模块，在不停止系统运行的情况下进行模块切换，并对在不停止系统运行的情况下进行模块切换，并对损坏的模块进行维护。损坏的模块进行维护。v当所有的物理故障排除后，系统会自动重新同步当所有的物理故障排除后，系统会自动重新同步运行，从而大大提高了系统的可用性。运行，从而大大提高了系统的可用性。6.5.2 6.5.2 服务器容错技术服务器容错技术1 1总线技术总线技术vI2CI2C（Inter-Integrated CircuitInter-Integrated Circuit，总线）技术，总线）技术是一种串行的数据总线系统，是先进的大