chapter服务器技术与系统集成

1、校园网建设状况自评报告 网络系统集成与工程设计编著：杨威 王云 刘景宜第6章 人 民 邮 电 出 版 社 SXTU-INC-YW 本章知识要点：服务器的概念、功能与分类基于CISC和RISC处理器的服务器对称多处理器技术，ECC内存技术SCSI宽带高性能存储技术，控制与管理技术Client/Server，Browser/ServerBrowser/Application/Server，Net与Web Service模式服务器的性能与配置网络服务器软硬件产品的选型集群与热备的概念，双机集群的工作模式及原理双机集群和热备技术，服务器整体架构解决方案 第6章服务器技术与系统集成 SXTU-INC-Y

2、W 本章重点：服务器的对称多处理器技术SCSI宽带高性能存储技术服务器应用系统的架构服务器的性能与配置双机集群的工作模式、工作原理、集群和热备技术及方案服务器整体架构第6章服务器技术与系统集成 本章难点：双机集群与热备的工作模式和原理 SXTU-INC-YW 6.1.1 服务器的产生6.1 服务器概述 超大规模集成电路技术的进步和成本下降计算机软硬件资源共享的需求 计算机网络应运而生 信息资源共享变革的过程中，服务器（网络信息资源设备）充当了非常重要的角色 所谓服务器，就是计算机网络中一种为客户机提供各种服务的计算机。它在网络操作系统的管理与控制下，与其相连的硬盘、磁带、打印机及专用通信设备提

3、供给网络上的客户机共享，也能为网络用户提供集中计算、数据库管理和Web应用等服务。 SXTU-INC-YW 1.服务器为多个用户提供服务时更可靠 服务器可以可靠地处理多个用户的多项任务。服务器在设计上适于同时执行多项任务、易于性能升级、利于保证业务的正常运作。与一般的PC相比，服务器不但具有更快的数据传输和更强大的硬盘驱动器，还可配备多个处理器和大的内存，因此性能达到了最优。6.1.2 服务器的功能 2.服务器具有更高的可伸缩性和可用性 服务器具有可靠的冗余功能（例如：RAID控制器），可以确保网络始终用于关键业务运作。 SXTU-INC-YW 作为最重要的网络资源设备，服务器的应用先后经历了

4、文件服务器、数据库服务器、Internet/Intranet通用服务器和专用功能服务器等多种角色的演进与并存。 6.1.3 服务器的分类文件服务器数据库服务器 Internet/Intranet通用服务器 功能服务器 SXTU-INC-YW 1. RISC 的产生和发展 80 20 规律 典型程序中 80% 的语句仅仅使用处理机中 20% 的指令 执行频度高的简单指令，因复杂指令的存在，执行速度无法提高RISC（Reduced Instruction Set Computer）CISC（Complex Instruction Set Computer） RISC技术 能否用 20% 的简单指令

5、组合不常用的 80% 的指令功能？6.2 服务器的结构与技术 SXTU-INC-YW 指令系统的发展 1. 指令系统的发展方向指令系统是伴随着计算机系统结构的完善和性能的提高而发展起来的，指令系统的发展有两种不同的途径和方向：一种是一步增强原有指令的功能以及设置更为复杂的新指令取代原先由软件子程序完成的功能。按此方向发展，指令系统日益庞大和复杂，用这种途径设计成CPU的计算机称为复杂指令系统计算机（Complex Instruction Set Computer），简称CISC。另一种是通过减少指令种类和简化指令功能来降低硬件设计的复杂度，提高指令的执行速度。按此方向发展，指令系统日益缩小和精

6、简，用这种途径设计成CPU的计算机即为精简指令系统计算机（Reduced Instruction Set Computer），简称RISC。 SXTU-INC-YW RISC 的主要特征 选用使用频率较高的一些 简单指令复杂指令的功能由简单指令来组合 指令 长度固定 只有 LOAD / STORE 指令访存 流水技术 一个时钟周期 内完成一条指令 组合逻辑 实现控制器 多个 通用 寄存器 采用 优化 的 编译 程序 SXTU-INC-YW CISC和RISC早期CISC设计风格的主要特点：(1) 指令系统复杂。具体表现在指令数多、寻址方式多、指令格式多。(2) 绝大多数指令需要多个时钟周期才能

7、执行完成。(3) 各种指令都可访问存储器。(4) 采用微程序控制。(5) 有专用寄存器。(6) 难以用优化编译生成高效的目标代码程序。 SXTU-INC-YW RISC的发展：IBM 801斯坦福MIPS伯克利SPARCDEC AlphaHP PAIBM PowerPCCISC和RISC SXTU-INC-YW CISC和RISCRISC技术的主要特征： 简化的指令系统。表现在指令数较少、基本寻址方式少、指令格式少、指令字长度一致。 以寄存器寄存器方式工作。 以流水方式工作，从而可在一个时钟周期内执行完毕。 使用较多的通用寄存器以减少访存，不设置或少设置专用寄存器。 采用由阵列逻辑实现的组合电

8、路控制器，不用或少用微程序。 采用优化编译技术，保证流水线畅通，对寄存器分配进行优化。 SXTU-INC-YW Intel X86系列处理器和IA-32架构的Pentium（Pro）、Pentium II、Pentium III（Xeon）等都属于这种结构 6.2.1 基于CISC处理器的服务器 PC服务器的主要优点是通用性好、配置灵活、性价比高及第三方支持的应用软件丰富。缺点是CPU运算处理能力稍差，I/O吞吐能力不及RISC服务器，当承担密集数据库应用和高并发度应用时显得有些吃力 SXTU-INC-YW 6.2.2 基于RISC处理器的服务器主流RISC架构服务器一览表 SXTU-INC-

9、YW 对称多处理（SMP，Symmetric Multi-Processing）是指在一个计算机上汇集了一组处理器（多CPU），各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。虽然同时使用多个CPU，但是从管理的角度来看，它们的表现就像一台单机一样。系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力。6.2.3 对称多处理器技术 PC服务器中常用的对称多处理系统通常采用2路、4路、6路或8路处理器。与此对应，操作系统也要支持多路处理。例如，Windows 2000 Server 支持4个SMP、Windows 2000 Advanced Server 支持8个SMP、Wi

10、ndows 2000 DataCenter Server支持32个SMP。 UNIX服务器可支持最多64/128个SMP的系统，如Sun公司的Enterprise10000和Solaris 10最多支持64个SMP。 SXTU-INC-YW IBM开放硬件简介 SXTU-INC-YW IBM OpenPower的服务器 ZPXINEWOpenPowerNEWOpenPower SXTU-INC-YW Autonomic Computing EnhancementsChip Multi Processing - Distributed Switch - Shared L2Dynamic LPAR

11、s (32)2002-3POWER4+130 nm1.2-1.9 GHz Core1.2-1.9 GHz CoreShared L2Distributed SwitchPOWER芯片路线图Simultaneous multi-threadingMicro-partitioningVirtual Storage, Virtual EthernetDynamic firmware updatesEnhanced scalability, parallelismEnhanced memory subsystem2004-5POWER5130 nm1.5-1.9GHz Core1.5-1.9 GHz

12、CoreDistributed SwitchShared L22005-6POWER5+90 nmShared L2 GHz Core GHz CoreDistributed SwitchPlanned * All statements regarding IBMs future direction and intent are subject to change or withdrawal without notice, and represent goals and objectives only. 2006-7POWER665 nmL2 cachesUltra high frequenc

13、y coresAdvancedSystem Features Planned *2007-8POWER6+65 nmL2 caches Ultra high frequency coresAdvancedSystem Features Planned *Enhanced virtualizationAdvanced memory subsystemDerivative chip for low endPOWER6+ with enhanced transistor for higher frequencies SXTU-INC-YW SIMD Single Instruction Multip

14、le Data单指令多数据VMX (Vector Multimedia eXtension) is a SIMD instruction set designed and owned by IBM, Motorola and Apple Implemented on the PowerPC processor family; Motorolas G4 and IBMs PPC 970IntelPOWER SXTU-INC-YW Simultaneous Multi-threading (SMT)并行多线程Thread1 activeThread0 activeLegendNo Thread a

15、ctiveExecution units utilizationFX0FX1LS0LS1FP0FP1BRXCRLPOWER5 (Simultaneous Multi-threaded)POWER4 (Single Threaded)Execution units utilizationFX0FX1LS0LS1FP0FP1BRXCRLSystem throughputSMTST SXTU-INC-YW Power5之前的LinuxStatic LPAR1 processsor minimumPartition connect via Ethernet cableLinuxAIX 5L v5.2A

16、IX 5L v5.1AIX 5L v5.2Hypervisor4 CPUs4 CPUs2 CPUs8 CPUsPower5的Linux Micro-partitioningShared processor poolsDynamic LPARVirtual I/OVirtual LANVirtual Storage No PLM support for Linux No dynamic memory for LinuxVirtualDisksHosting PartitionAIX 5Lv5.2AIX 5L v5.3POWER HypervisorI/OStorageNetworkLAN, WA

17、N, .IPRoutingVirtualDisksAIX 5L v5.3AIX 5Lv5.2pool of 202 CPUs4 CPUs2 CPUs4 CPUsAIX 5L v 5.3LinuxAIX 5L v 5.3LinuxAIX 5L v 5.3Virtual I/O PathsLinux 上的POWER5 充份发挥POWER5的虚拟能力 SXTU-INC-YW Dual Chip Module (DCM)POWER5 design1.5, 1.65 and 1.9 GHz276M transistors.13 micronMEMORYGX+Chip-ChipMCM-MCM SMPLin

18、kL3DirMemCtrlEnhanced distributed switchL336 MBSMTCoreSMTCoreShared L21.9 MBPOWER5 enhancementsSIMD - 单指令多数据SMT - Simultaneous multi-threading Micro-Partitioning hardware supportSub-processor allocationEnhanced memory subsystemLarger L3 cache: 36MB Memory controller on-chip POWER5 芯片架构 SXTU-INC-YW P

19、OWER5p510p520p550POWER5p590p595POWER5p570MCM: Multi Chip ModuleDCM: Dual Chip ModulePower5封装 SXTU-INC-YW 硬件主控管理器 (HMC)专责硬件管理 (限 POWER5 )P5硬件管理的图形界面以太网联接POWER5必须有用来作分区配置每个HMC可支持跨32个服务器,至160个分区.每个服务器可以有2个HMC7310-CR2(rack)7310-C03(桌面)7316 显视器 SXTU-INC-YW LINUX上POWER5的专有硬件优势SIMD(单指令多数据)SMT(并行多线程)Linux 内

20、核充分利用了POWER5的虚拟能力.分区,微分区,动态分区,虚拟 IO,虚拟 LAN,虚拟存储为高性能商业应用而设计专为快速度lock而设计的指令.加速数据库性能Linux 内核利用了 POWER5的 RAS特点. 例如FFDC(First Failure Data Capture) IBM LTC(Linux Technology Center)贡献了IBM 源码作为开放软件 SXTU-INC-YW POWER4+SystemsWorkstationsMdl 275IntelliStationBladesJS20+PPC970+SystemsPOWER5SystemsEntry Towers

21、Entry RackMidrangep5-570High-endp5-595Std & Turbop5-590p655+p5-550/720p5-520/710IBM p5 全系列AIX/Linux家族 SXTU-INC-YW YesYesYesYesYesN/ADynamic LPARStandardStandardNoYesYesYesVirtualization SupportYes / YesYes / YesYes / YesYes / YesOpt./ YesOpt. / YesRedundant Power/Cooling21.875.1, 5.2, & 5.3YesYesYes

22、YesYesYes18Yes / Yes3 to 234 to 641.74 or 8 P655+20 to 24020 to 1606 to 1635 to 606 to 34 PCI-X slots19212824(RAID)8(RAID)8 (RAID)Max. Internal Disk bays306.21151.7277.4519.669.86Max rPerf5.2, & 5.35.2, & 5.35.2 & 5.35.2 & 5.35.2 & 5.3AIXYesYesYesYesYesFirst Failure Data CaptureYesYesYesYesYesCache

23、& PCI deallocationYesYesYesYesYesProcessor DeallocationYesYesYesYesYesService processorYesYesYesYesYesChipkill memoryYesYesYesYesYesHot-SYes / YesYes / YesYes / YesYes / NoYes / NoHot-Plug / Blinds16 to 20488 to 10242 to 5121 to 641 to 32Memory ( GB )1.65 / 1.91.651.5 / 1.65 / 1.9 1.651.65Processor

24、speed ( GHz)16, 32, 48, 648, 16,322, 4, 6, 81, 2, 42# of Processorsp5-595p5-590p5-570p5-550p5-520p系列服务器比较Based on IBM Published rPerf Values SXTU-INC-YW 规格:OpenPower 710 - Linux专用服务器1 Entry: 1 processor, 512 MB mem, 1 36 GB SCSI drive; configured: 4 processors, 8 GB mem, 1 36 GB SCSI drive. US List

25、Prices as of August 3, 2004. Price are subject to change without notice. Reseller prices may vary.2U rack or tower1-2 way Power5 最大内存 1-32 GB per processor card4+4 DASD (Hot Plug)Optional onboard RAID10/100/1000 2 Port Ethernet3 year parts and labor warranty and support20 Dynamic LPARRedundant Power

26、 & CoolingSoftware supportSLES 9 from Novell SUSE LINUXRHEL AS 3 from Red HatOpenPower Virtualization option (requires HMC)OpenPower710 SXTU-INC-YW 规格:OpenPower 720 - Linux专用服务器1 Entry: 1 processor, 512 MB mem, 1 36 GB SCSI drive; configured: 4 processors, 8 GB mem, 1 36 GB SCSI drive. US List Price

27、s as of August 3, 2004. Price are subject to change without notice. Reseller prices may vary.4U rack or towerTwo speed sorts (1.65 and 1.5 GHz), 5 models1p 1.5 SCM 2p, 4p 1.5 DCM 2p, 4p 1.65 DCM 最大内存 64 GB, 32 GB per processor card5 PCI-X slots, 10/100/1000 2 Port EthernetDVD ROM or DVD RAM included

28、 in base configurationOptional onboard RAID3 year parts and labor warranty and supportSoftware supportSLES 9 from Novell SUSE LINUXRHEL AS 3 from Red HatOpenPower Virtualization option (requires HMC)OpenPower720 SXTU-INC-YW IntelliStationModel 275POWER4+ (1-2 way) system 1 & 1.45GHzMemory: 1GB - 16G

29、B RAMIntegrated SCSI Integrated Ethernet:10/100, 10/100/1000 4 bays 6 PCI-X slotsPower图形工作站Support for GXT4500P, and GXT6500P graphics accelerators SXTU-INC-YW LimitedYesYesTargeted fir 2005NoNoYes运行中动态检测Concurrent run-time diagnostics NoYesYes元件选择避错Fault avoidance via component selectionFFDC advant

30、ageNoYesYes动态解散处理器Dynamic Processor De-allocationLimitedYesYesYesYesYesYesYesYesLintel not as robustLimitedYesYesEEH detection: partition down vs systemNoLimitedYesPCI bus 错误自动恢复ECC, bit steering, memory scrubbing, etcNoYesYes自主运算POWER5 processor redundancyUsed by Error Log Analysis ToolNoYesYes自主运算

31、FFDC(First-Failure Data Capture)CommentsLinux on IntelLinux on OpenPowerAIX 5L可靠性/可用性特点Reliability/Availability featuresLinux on OpenPower compared to Linux on Intel on RAS SXTU-INC-YW 最快的五台超级计算机（截止到 2003.06）1.IBM: Seaborg6 080个 CPU 最大平均速度 7.304 TF (1012) SXTU-INC-YW 2.IBM: ASCI White8 192个 CPU 最大平均

32、速度 7.304 TF (1012)最快的五台超级计算机（截止到 2003.06） SXTU-INC-YW 3.Linux NetworX : MCR Linux Cluster 最快的五台超级计算机（截止到 2003.06）2 304个 CPU 最大平均速度 7.634 TF (1012) SXTU-INC-YW 最快的五台超级计算机（截止到 2003.06）4. HP : ASCI Q4 096个 CPU 最大平均速度 13.88 TF (1012) SXTU-INC-YW 最快的五台超级计算机（截止到 2003.06）5.NEC: Earth Simulator5 120个 CPU 最大

33、平均速度 35.86 TF (1012) SXTU-INC-YW 6.2.4 内存技术TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划实现若干台主机的相互通信。 SXTU-INC-YW 内存条由内存芯片、SPD（系列参数预置检测）芯片、少量电阻等辅助元件以及印刷电路板（PCB）组装而成。内存条的结构 SXTU-INC-YW 内存芯片俗称内存颗粒，内存芯片是内存条的关键元件，它的性能决定了内存条的性能。芯片类型取决于内存芯片的工作方式，常用的内存芯片类型有以下几种：EDO DRAMSDRAMRDRAMDDR SDRAM内存芯片 SXTU-INC-YW SDRAM（Synch

34、ronous DRAM）的中文名字是“同步动态随机存储器”，这就是著名的PC100和PC133规范所广泛使用的内存类型，它的带宽为64bit，3.3 V电压，目前产品的最高速度可达5ns。它是与CPU使用相同的时钟频率进行数据交换，它的工作频率是与CPU的外频同步的，不存在延迟或等待时间。SDRAM SXTU-INC-YW Rambus内存 Rambus内存，也就是RDRAM内存， Direct Rambus DRAM（DRDRAM）“接口动态随机存储器”，是由美国Rambus公司研发的高速DRAM技术。它将RISC（精简指令集）引入其中，依靠高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量。它具有相对S

35、DRAM较高的工作频率（不低于300MHz），但其数据通道接口带宽较低，只有16bit，当工作时钟为400MHz时，Rambus利用时钟的上沿和下沿分别传输数据，因此它的数据传输率能达到400 x16x2/8=1.6GB/S，若是两个通道，就是3.2GB/S。 SXTU-INC-YW DDR SDRAM（Dual date rate SDRSM）：又简称DDR，是“双倍速率SDRAM”的意思，由于它可以在时钟触发沿的上、下沿都能进行数据传输，所以即使在133MHz的总线频率下的带宽也能达到2.128GB/S。DDR不支持3.3V电压的LVTTL，而是支持2.5V的SSTL2标准。它仍然可以沿用

36、现有SDRAM的生产体系，制造成本比SDRAM略高一些（约为10%左右），但仍要远小于RAMBUS的价格。DDR SDRAM内存 SXTU-INC-YW 几种常见内存带宽比较 SXTU-INC-YW 常用内存接口类型 SIMM和DIMM是最常用内存接口类型。 SIMM是Single-In Line Memory Medule的简写，即单边接触内存模组，这是5X86及其较早的PC机中常用的内存接口方式。DIMM是英语“Dual InLine Memory Module”的缩写，双边接触内存模组。也就是说这种类型接口内存的插板两边都有数据接口触片，这种接口模式的内存广泛应用于现在的计算机中，通常为

37、84针，由于是双边的，所以共有842=168线接触，所以人们常把这种内存称为168线内存 SXTU-INC-YW 有关内存的规范及参数 “PC”的含义 在SDRAM和RDRAM内存条的技术规范中，“PC”中的“”代表内存条正常运行的工作频率。例如SDRAM内存有“PC100”或“PC133”等，RDRAM内存条则有“PC600”或“PC800”等。DDR SDRAM型内存技术规范中的“”含义与SDRAM和RDRAM不同，它代表DDR SDRAM内存所能达到的数据传输最高速率，例如符合“PC1600”规范的DDR SDRAM（DDR200芯片）内存条数据传输最高速率为1.6GB。 SXTU-IN

38、C-YW 内存条的数据位内存条的数据位数是指内存条“金手指”所同时联接的数据总线位数，例如常用的168和184线内存条的数据位宽度都是64位，而586和686级电脑CPU和内存之间交换数据的数据总线也是64位（不包括ECC校验位），因此电脑使用168或184线的DIMM内存条时可以只装一根，如果使用数据位只有32位的SIMM（72线）内存条时就必须同时安装两根才能使电脑正常工作。RIMM（Rambus DRAM）内存条的数据位只有16位，工作方式与传统的SIMM和DIMM内存不同。使用RIMM内存时主板上内存插槽不能有空槽，如果内存条不够需加装无内存芯片的替代条。有关内存的规范及参数 SXTU

39、-INC-YW “CAS Latency”参数在SDRAM内存条中还有一个“CAS Latency”参数，它表示电脑对内存发出相关列地址的寻址信号后还需等待多长时间（用工作时钟频率的周期作单位）才能读出数据，因此CAS Latency周期数越少越好。CAS Latency根据具体内存条的技术规范而定，例如按技术规范要求PC133内存条的“CAS Latency”应该3，如果实际使用时可在“CMOS”将内存条的“CAS Latency”设为“2”的前提下正常运行则表明该内存条质量不错、超频性能好。有关内存的规范及参数 SXTU-INC-YW 6.2.5 高性能存储技术1SCSI接口 SCSI适配

40、器通常使用主机的DMA（直接内存取）通道把数据传送到内存，可以降低系统I/O操作时的CPU占用率。SCSI接口可以连接硬盘、光驱、磁带机和扫描仪等外设。外设通过专用线缆和终端电阻与SCSI适配卡相连，SCSI线缆把SCSI设备串联成菊花链。SCSI总线支持数据的快速传输。最近几年主要采用的是80Mbps和160Mbps传输率的U1tra2和U1tra3标准。 SXTU-INC-YW 表6.2目前常用的SCSI系列 SXTU-INC-YW 6.2.5 高性能存储技术2RAID(独立磁盘冗余阵列)RAID（Redundant Array of Independent Disks）技术是将若干硬磁盘

41、驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管理。磁盘阵列有许多特点：首先，提高了存储容量；其次，多台磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率；第三，采用校验技术，提高了可靠性。 SXTU-INC-YW 表6.3 RAID技术目前常用的系列 SXTU-INC-YW 6.2.5 高性能存储技术3. 可伸缩的网络连接存储技术创建独立的可伸缩网络数据存储主要有两种方法：网络附加存储（NAS，Network Attached Storage）和存储区域网络（SAN，Storage Area Network）。有关NAS和SAN的内容将在第7章详细介绍。 SXTU-INC-YW 6.2.6 控

42、制与管理技术1ISC服务器控制技术ISC（Intel Server Control）是一种网络监控技术，只适用于使用Intel架构的带有集成管理功能主板的服务器。采用这种技术后，用户在一台普通的客户机上，就可以监测网络上所有使用Intel主板的服务器，监控和判断服务器是否“健康”。 SXTU-INC-YW 6.2.6 控制与管理技术2EMP应急管理端口EMP（Emergency Management Port）是服务器主板上所带的一个用于远程管理服务器的接口。远程控制机通过EMP Console控制界面可以对服务器进行下列工作：（1）打开或关闭服务器的电源。（2）重新设置服务器，甚至包括主板B

43、IOS和CMOS的参数。（3）监测服务器内部情况，如温度、电压、风扇情况等。 SXTU-INC-YW 6.2.6 控制与管理技术3智能输入/输出（I2O）技术EMP（Emergency Management Port）是服务器主板上所带的一个用于远程管理服务器的接口。远程控制机通过EMP Console控制界面可以对服务器进行下列工作：（1）打开或关闭服务器的电源。（2）重新设置服务器，甚至包括主板BIOS和CMOS的参数。（3）监测服务器内部情况，如温度、电压、风扇情况等。 SXTU-INC-YW 6.2.7 机箱技术1立式机立式机箱的高度通常为18到27英寸。微型立式机箱大约有14英寸高，

44、中型立式机箱通常是16英寸左右。 SXTU-INC-YW 6.2.7 机箱技术2基座式能够提供更灵活的配置选择和扩充能力，并且通常可以提供热插拔和磁盘阵列功能。 SXTU-INC-YW 6.2.7 机箱技术3机架安装式机架系统可由显示器、磁盘驱动器、不间断电源（UPS）、网络组件和服务器组成。机架机箱的扩展概念是将服务器分成若干个独立的部分，它们通过一个服务器子网络进行通信。 SXTU-INC-YW 6.3 服务器应用系统的架构 6.3.1 Client/Server模式客户机/服务器（C/S，Client/Server）是一种基于服务器的网络，在这种模式中，其中一台或几台较大的计算机集中进行

45、共享数据库的管理和存取，称为服务器。而将其它的应用处理工作分散到网络中客户端去做，构成分布式的处理系统。 显示逻辑事务处理逻辑数据处理逻辑数据库 SXTU-INC-YW 6.3.2 Browser/Server模式在Browser/Server模式中，一般可分为：表示层（Presentation）、功能层（Business Logic）、数据层（Data Service）等三个相对独立的单元。如图6.2所示图6.2 Browser/Server三层体系结构 SXTU-INC-YW 6.3.3 Browser/Application/Server模式如图6.3所示，系统的主要功能和业务逻辑在应用

46、服务器层进行处理。应用服务器（图6.3中的箭头表示使用关系）又划分成五个层次：数据实体层（数据的表示方式）、实体控制层（数据的存取方式）、数据访问层（提供对数据库的访问）、业务规则层（业务逻辑的组织方式）和业务外观层（业务服务的提供方式）。 SXTU-INC-YW 6.3.3 Browser/Application/Server模式图6.3 Browser/Application/Server四层体系结构图 SXTU-INC-YW 6.3.3 Browser/Application/Server模式这种模式显著提高了系统的运行效率和安全性。应用程序使用组件可以共享与数据库的连接，使数据库不再和

47、每个活动客户保持连接，而是若干个客户通过共享组件和数据库连接，降低了数据库的负担，提高了系统性能。此外，客户通过组件访问数据库时，应用服务器的安全管理机制可以按权限将特定组件授给不同的用户组，使商务活动的安全性和系统结构有机地结合在一起。 SXTU-INC-YW 6.3.4 .Net与Web Service的网格模式Microsoft.Net的目标是让分布在不同区域的计算机、设备一起工作，为用户提供各种各样的服务。人们可以控制在什么时候、获取什么信息以及怎样获取信息；而不必像现在这样，用户在无数个信息孤岛中找来找去，寻找着自己需要的信息。 XML和SOAP（Simple Object Acce

48、ss protocol，简单对象访问协议）是核心技术。简单地说，.Net主要由两大部分组成：一是Net平台，包括.Net基础框架、工具和核心服务等；二是Net产品和服务，包括Windows.Net、MSN.Net、Office.Net、Visual Studio.Net以及bCentral for .Net。 SXTU-INC-YW 6.3.4 .Net与Web Service的网格模式Web Service是由应用程序完成的服务，通过Internet标准，可以和其他Web Service集成，它是一个URL服务资源，客户端可以通过编程方式请求得到它返回的信息。图6.4显示了怎样将Web Se

49、rvices连接在一起，建立分布式的Web应用。图6.4 Web Services的应用模型 SXTU-INC-YW 6.4 网络资源设备与软件选型 6.4.1 服务器的性能与配置1运算处理能力 （1）选择既能满足当前需求又能满足未来需求的处理器 满足当前需求的处理器性能。处理器的GHz级别是衡量处理器计算速度的关键指标。 满足未来需求的处理器可扩展性。 增强系统故障承受能力的多处理器特性。多个处理器一起使用可以增强系统的可用性及性能。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置1运算处理能力 （2）CPU主频、CPU数量、L2 Cache与服务器性能 CPU主频与服务器性能。CP

50、U主频与性能有这样一种关系，若CPU1主频为M1，CPU2主频为M2，CPU1和CPU2采用的是相同技术，M2M1，且M2M1200MHz，则配置CPU2较配置CPU1性能提升（M2M1）/M150%。通常称之为CPU的50%定律。通常，两CPU主频越接近，越符合此50%定律。 CPU数量与服务器性能。SMP即对称多处理，指的是系统中的多个CPU对称地访问系统的所有硬件资源，如内存、I/O总线和中断。Xeon（至强）系列CPU可支持大于2路的SMP系统。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置1运算处理能力 （3）IA64体系结构提高处理器的性能主要有两种途径：一是不断提高CP

51、U的时钟频率和内部并行工作的流水线数量，使CPU在单位时间内进行更多的操作。二是开发处理器指令级的并行性，为了使流水线高效地工作，采用分支预测、顺序执行等技术。但是这些技术都多少存在一些缺点，为此Intel公司和HP公司联合开发了一种称为“清晰并行指令计算（EPIC）”的全新系统架构技术IA64。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置1运算处理能力 （4）内存/最大内存扩展能力升级内存是提高系统性能的一个非常好的方式，成本不高，效果很好。例如，向DELL PowerEdge服务器添加内存获得的性能提高与升级处理器差不多，甚至更好。针对PowerEdge 1400SC 的测试表

52、明把内存从128MB升级到256MB，文件/打印环境下的系统性能最高可提高44 SXTU-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置2磁盘驱动器的性能指标 （1）主轴转速。主轴转速是决定硬盘内部传输速度和持续传输速度的第一决定因素。硬盘的转速多为7200rpm，10000rpm和15000rpm。从目前的情况来看，10000rpm及以上的SCSI硬盘具有性价比高的优势，是目前硬盘的主流。（2）内部传输率。内部传输率的高低是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。 外部传输率内部传输率通常称外部传输率为突发数据传输率（Burst data Transfer Rate）或接口传输率，指从硬盘的缓存中向

53、外输出数据的速度。目前采用Ultra 320 SCSI技术的外部传输率已经达到了320Mbps。 内部传输率也称最大或最小持续传输率（Sustained Transfer Rate），是指硬盘在盘片上读写数据的速度，现在的主流硬盘大多在30Mbps到60Mbps之间。由于硬盘的内部传输率要小于外部传输率，所以只有内部传输率才可以作为衡量硬盘性能的真正标准。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置2磁盘驱动器的性能指标 （3）单碟容量：除了对于容量增长的贡献之外，单碟容量的另一个重要意义在于提升硬盘的数据传输速度。单碟容量的提高得益于磁道数的增加和磁道内线性磁密度的增加。 （4）

54、平均寻道时间：平均寻道时间是指磁头移动到数据所在磁道需要的时间，这是衡量硬盘机械性能的重要指标，一般在3ms13ms之间。建议平均寻道时间大于8ms的SCSI硬盘不要考虑。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置2磁盘驱动器的性能指标 （5）缓存：提高硬盘高速缓存的容量也是一条提高硬盘整体性能的捷径。因为硬盘内部数据传输速度和外部传输速度不同。因此需要缓存来做一个速度适配器，缓存的大小对于硬盘的持续数据传输速度有着极大的影响，它的容量有512KB、2MB、4MB，甚至8MB或16MB。对于视频捕捉、影像编辑等要求大量磁盘输入、输出的工作，大的硬盘缓存是非常理想的选择。 SXTU

55、-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置3系统可用性系统的可用性表示：系统可用性MTBF/(MTBF+MTBR)。平均无故障工作时间 平均修复时间 要提高系统的可用性必须从硬件和软件两个方面入手，对于硬件产品而言，其故障发生的概率与其投入运行的时间成正比，运行的时间越长则出现故障的概率越大，提高硬件系统的可用性，必须要在故障出现时能够保证系统继续服务。硬件冗余技术可以很好地解决这一问题。对于软件系统而言，故障的产生难以进行有效的预测，于是如何减少软件恢复的时间是提高系统可用性的一个重要课题，通过快速地恢复软件系统降低平均修复时间（MTBM）也可以达到提高可用性的目的。 SXTU-INC-

56、YW 6.4.1 服务器的性能与配置4. 服务器硬件的冗余在系统设计中对关键部件进行冗余设计，可以大大提高系统的可用性。冗余技术的基础是合理有效地对系统的运行状态进行监控，在及时发现故障的前提下启动冗余部件。（1）磁盘冗余。（2）电源冗余。（3）网卡冗余。（4）冷却冗余。（5）双机冗余。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置5数据吞吐能力服务器对I/O的要求表现在总线带宽、I/O插槽数量等几个方面。总线带宽是指系统事务处理的快慢，而I/O插槽数量则表现在其扩展能力上。PC服务器的I/O标准主要有两种：一是Future I/O技术，一是NGIO技术，现在两者已统一成SYSTEM

57、 I/O。这种I/O技术的宗旨是提高服务器CPU向网卡或存储磁盘阵列传输数据的速度和可靠性，一般采用SF（Switched Fabric）方法，就像微型网络一样交换信息，其最大优点是系统内单一部件失效不会导致整台计算机瘫痪。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服务器的性能与配置6可管理性良好的可管理性主要包括人性化的管理界面，硬盘、内存、电源、处理器等主要部件便于拆装、维护和升级；具有方便的远程管理和监控功能和具有较强的安全保护措施等。7可扩展性/可伸缩性 可扩展性主要包括处理器和内存的扩展能力。8易用性 主要表现在是否包括详细、全面而又易于查阅的各类文档；是否具有在线查询的用户导航软件；是

58、否容易获得系统运行状态的各种信息；是否预装有可以对整个系统运行状况进行监控和报警的管理软件；是否具有可使用户易于对系统进行维护的详细指导资料等。 SXTU-INC-YW 6.4.2 网络服务器产品的选型1. 文件服务器（FTP）和通信服务器（News/E-mail） 快速的I/O是这类应用的关键，硬盘I/O吞吐能力是主要瓶颈。2 数据库及应用服务器 对于大中型企业、重要行业、政府关键部门等应用领域,如金融、证券、ISP/ICP等用户的后端数据库服务器，数据中心、企业ERP等领域，可选用集群服务器的硬件平台。3 Web应用服务器 Web服务器的典型功能有两个。第一，仅储存用于响应客户机HTTP请

59、求的静态HTML文件；第二，用CGI程序或ASP脚本程序、Java等服务端应用和ISAPI库，动态地生成HTML代码，或作为数据库中间服务器。 SXTU-INC-YW 6.4.2 网络服务器产品的选型4. 部门办公服务器 服务器的主要作用是完成文件和打印服务。5. 按照用户数量选型 对于中小企业而言，选择服务器时考虑的问题又有所不同。首先，中小企业正处在创业和发展的关键时期，有限的资源必须充分和高效地利用，应该从实际出发选择满足目前信息化建设的需要，又不投入太多资源的解决方案。其次，由于中小企业发展速度较快，快速增长的业务不断对服务器的性能提出新的要求，为了减少更新服务器带来的额外开销和对业务

60、的影响，服务器应当具有较高的可扩展性，可以及时调整配置来适应企业的发展。 SXTU-INC-YW 6.4.3 网络操作系统选型 网络操作系统分为两大类，一类是采用英特尔处理器（IA，Intel Architecture）架构的PC服务器的操作系统家族（Windows Server，Linux）；另一类是采用SUN，IBM，HP等公司的标准64位处理器架构的UNIX主机操作系统家族。在同一个网络系统中不需要采用同一种网络操作系统，选择时可结合Windows 2000/2003 Server、Linux和UNIX的特点，在网络中混合使用。通常WWW、FTP、OA及管理信息系统服务器上可采用Wind