电脑类-服务器技术入门

制作人：梁传宇服务器技术入门服务器概述2内容3联想服务器专有创新技术2PC服务器关键组件及技术1服务器概述314第一章 服务器概述1.1 服务器的基本概念1.2 PC服务器的分类1.3 PC服务器与PC机、工作站、小型机的区别1.4 PC服务器性能评价体系1.5 服务器基准测试体系5什么是服务器？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；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。服务器英文名称为Server。1.1 服务器的基本概念6什么是PC服务器？即基于INTEL硬件架构、使用Intel或与其兼容的处理器芯片的CISC服务器。又称IA架构服务器（IntelArchitectureServer）注：AMD服务器也是PC服务器的一种，联想目前没有采用AMDCPU的服务器产品（IBM/HP/DELL皆有AMD服务器）1.1 服务器的基本概念7服务器按处理器架构可分为：X86架构服务器

RISC架构服务器EPIC架构服务器（IA-64）1.2 服务器的分类—按处理器架构分类8服务器按应用功能可分为：域控制服务器（DomainServer）文件服务器（FileServer）打印服务器（PrintServer）数据库服务器（DatabaseServer）邮件服务器（E-mailServer）Web服务器（WebServer）1.2 服务器的分类—按应用功能分类（一）多媒体服务器（Multimedia

Server）通讯服务器（CommunicationServer）终端服务器（TerminalServer）基础架构服务器（InfrastructureServer）虚拟化服务器（VirtualizationServer）9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1.2 服务器的分类—按应用功能分类（二）立式放置的服务器机型；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10T168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；1U＝1.75英寸=44.445mmR5202U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IxP提供互联网服务。刀片式服务器（Blade）塔式（Tower）机架式（Rack）1.2 PC服务器的分类—按外形分类B700刀片PKPC服务器与PC机的区别——PC服务器的六大特性：处理能力强——CPU的区别I/O性能强——内存、硬盘、PCI接口管理能力强——服务器管理监控系统可靠性强——数据保护技术、服务器操作系统可用性高——热插拔、电源技术扩展性强1.3 PC服务器与PC机、工作站、小型机的区别（一）12PC服务器与工作站的区别：PC服务器专注于数据吞吐能力PC服务器可用性与可靠性更高PC服务器在图像处理方面性能较差PK硬盘/IO槽7*24小时集成显卡1.3 PC服务器与PC机、工作站、小型机的区别（二）13PK1.3PC服务器与PC机、工作站、小型机的区别（三）PC服务器与小型机的区别：两者采用了不同的体系架构PC服务器具有良好的工业标准PC服务器较高的性能价格比PC服务器良好的易用性，降低企业整体TCO14可靠性(reliability)可用性(availability)可管理性(manageability)安全性(security)可扩展性(scalability)1.4 服务器性能评价体系151.5 服务器基准测试体系（一）什么是服务器基准测试（Benchmark）体系？20世纪90年代，TPC（TransactionprocessingPerformanceCouncil，事务处理性能委员会）成立，Benchmark（基准测试）这个词也随之正式走上了企业计算的大舞台。从此，企业级计算平台的性能迈开了可度量的步伐，而企业用户在采购服务器平台的时候，除主观意识之外，理性的光芒开始闪耀。之后，Benchmark的内涵和范畴在不断演变，时至今日，已经形成了非常丰富、全面的企业计算平台基准测试体系。天地之间，一切皆可度量161.5 服务器基准测试体系（二）服务器基准测试（Benchmark）体系的构成：两大基准体系——TPC、SPEC四大应用中的基准测试（Benchmark）——高性能计算（HPC）： Linpack…在线事务处理（OLTP）： TPC-C…Web服务： SPECWeb2005Java应用服务器： SPECjbb2005专用基准测试——Oracle基准测试SAP基准测试……服务器关键组件及技术17218服务器关键组件图解18风扇电源网卡硬盘内存PCICPU19第二章 PC服务器关键组件及技术2.1 CPU2.2 内存2.3 硬盘2.4 Raid2.5 PCI2.6 网卡2.7 电源2.8 热插拔技术20内容概要：IntelXeonCPU产品线介绍联想万全服务器CPU适配表2.1 CPU21IntelXeonCPU产品线：Xeon（至强）——服务器CPU产品系列；Intel单路多核XeonCPU： IntelXeon3400系列Intel双路多核XeonCPU： IntelXeon5600系列Intle四路多核XeonCPU： IntelXeon7500系列2.1 CPU——IntelXeonCPU产品线介绍1、两路机型：现有Intel

5600系列CPU——Westmere；2、四路机型：目前CPU为具备3级缓存的75500系列；NehalemXeon5600Xeon75002.1 CPU——10年CPU变化Intel®EnterpriseRoadmap20102008Nehalem–EXBoxboroChipset/OEMBoxboro–EXIntel®5100ChipsetIntel®5000VIntel®3200ChipsetGarlowPlatformXeon®3300processorseriesXeon®3100processorseriesIntel®

Xeon®proc.3400seriesIntel®Xeon®5500processorseriesIntel®5520ChipsetTylersburg-EPPlatformWestmere-EPWestmere-EXCranberryLakePlatformBensley-VSIntel®5000PChipsetBensleyPlatformXeon®proc5400seriesXeon®proc5200seriesCanelandPlatformIntel®7300Chipset/OEMChipsetsIntel®Xeon®7400processorseriesIntel®5500ChipsetTylersburg-ENPlatformWestmere-EPXeon®proc5400seriesXeon®proc5200seriesIntel®Xeon®5500processorseriesExpandable7000EfficientPerformance5000Entry5000WorkstationFoxhollowPlatformPCIe

2.0Intel®Xeon®5500processorseriesIntel®5520ChipsetTylersburg-WSPlatform5400ChipsetStoakleyPlatformWestmere-EPXeon®5400procseriesXeon®5200procseriesPCIe

2.0PCIe

2.0PCIe

2.02009PCIe

2.0PCIe

2.0FutureQPIQPISandyBridge-EPRomley–EPRomleySandyBridge-ENQPIIntel®3400ChipsetSandyBridge-DTBromolowQPIEXfollow-onproc

EXFollow-onSandyBridge-ENRomley-WS2socket1socketCougarPointPatsburgPatsburgPatsburgIntelandtheIntellogoaretrademarksorregisteredtrademarksofIntelCorporationoritssubsidiariesintheUnitedStatesandothercountries.

Othernamesandbrandsmaybeclaimedasthepropertyofothers.

Allproducts,dates,andfiguresarepreliminaryandaresubjecttochangewithoutanynotice.

Copyright©2009,IntelCorporation.Tick-TockDevelopmentModel:

SustainedMicroprocessorLeadershipAlldates,productdescriptions,availability,andplansareforecastsandsubjecttochangewithoutnotice.ForecastPenrynNehalemSandy

BridgeWestmereNEWMicroarchitecture45nmNEWMicroarchitecture32nmNEWProcessTechnology45nmNEWProcessTechnology32nmMeromNEWMicroarchitecture65nmTOCKTICKTOCKTICKTOCKIntel®Core™MicroarchitectureIntel®Microarchitecture

CodenameNehalemFutureIntel®Microarchitecture252.1 CPU——联想万全服务器CPU适配表机型Intel奔腾/酷睿Intel

Xeon3000系列Intel

Xeon5000系列IntelXeon7000系列T100G101*奔腾双核E5500；———T168G6—1*Xeon双核3400——R512G21*Xeon双核3400—TR260G3——1-2*Xeon四核56XX—T280G3/T350G7——1-2*Xeon四核56XX—R510G7、R520G7——1-2*Xeon四核56XX—R525G2——1-2*Xeon四核56XX—R630G7———2\4*Xeon四核74XXR680G7———2\4*Xeon四核75XX26内容概要：服务器内存发展概览服务器内存的典型技术FBD内存介绍2.2 内存272.2 内存——内存发展概览high-speed@low-power@low-latency@low-costDDR200DDR266DDR333PC133

SDRAMPC166

SDRAMEDOPC100

SDRAMPC66SDRAMDDR400DDRII

FBDDDRIII

28服务器内存与PC内存的区别：性能更高兼容性更好可靠性更高Buffer（缓存器）Register（寄存器）ECC

（错误检查纠正）2.2 内存——服务器内存的典型技术29Unbuffered2.2 内存——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。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BufferedNon-ECCNon-ECC2.2 内存——服务器内存的典型技术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，只有较低端的服务器采用普通台内存时不具有此功能；ECC服务器内存的其他典型技术：Chipkill内存镜像内存热备2.2 内存——服务器内存的典型技术2.2 内存——联想万全服务器内存适配表机型FBDR-ECCDDR2-667DDR3-1066/1333T100G10—1、2T168G6—1、2、4、6R512G2—2、4、8、16TR260G3—1、2、4、6、8注：必须为内存的倍数T280G3/T350G7—1、2、3、4、6、8、9、12注：必须为内存的倍数R510G7、R520G7—1、2、3、4、6、8注：必须为内存的倍数R525G2—1、2、3、4、6、8、9、12注：必须为内存的倍数R630G71、2、4、8、12、……R680G7—1、2、4、6、8……33内容概要：服务器常用硬盘分类评价硬盘的关键参数联想万全服务器硬盘适配表2.3 硬盘34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“SmallComputerSystemInterface”（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：SerialAttachedSCSI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(SolidStateDisk)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。

2.3 硬盘——服务器常用硬盘分类352.3 硬盘——服务器常用硬盘分类SAS硬盘SATA硬盘SSD硬盘SCSI硬盘36评价机械硬盘的关键技术参数通常有：容量尺寸主轴转速平均寻道时间数据传输率MTBFS.M.A.R.T（自监测、分析与报告技术）支持2.3 硬盘——评价硬盘的关键参数37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MTBFSAS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ATA2.3 硬盘——评价硬盘的关键参数38机型SATASCSI（已退市）SASSSDT100G10√———T168G6√—√—T260G3√—√—R512G2√———T280G3/T350G7√—√—R510G7√—√—R520G7√—√√R525G2——√√R630G7——√√R680G7——√√2.3 硬盘——联想万全服务器硬盘适配表39内容概要：Raid的基本概念Raid的级别Raid的实现2.4 Raid40背景——用户对磁盘系统的五大要求：速度：提高磁盘I/O存取速度，缩小内存和磁盘的性能差距安全性：增强数据安全性及容错能力空间利用率：有效利用磁盘空间CPU占用率：降低数据I/O对CPU资源的占用性能：提高计算系统的整体工作性能2.4 Raid——Raid的基本概念41什么是Raid?Raid——RedundantArrayofIndependentDisks，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2.4 Raid——Raid的基本概念42Raid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2.4 Raid——Raid的基本概念43Raid的级别包括：Raid0Raid1Raid3Raid5Raid10Raid30Raid502.4 Raid——Raid的级别Raid6Raid7Raid1ERaid5ERaid5EE播放视频Raid0：应用DataStriping（数据分段）技术，将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘做读写动作，但是不具备备份及容错能力，它价格便宜，硬盘使用效率最佳，写入速度快，但是可靠度是最差的；如果磁盘阵列上有一个硬盘坏了，由于Raid0把数据拆开分别存到了不同的硬盘上，坏了一颗等于中断了数据的完整性，如果没有整个磁盘阵列的备份磁带的话，所有的数据是无法挽回的。因此，尽管它的效率很高，但是很少有人冒着数据丢失的危险采用这项技术。2.4 Raid——Raid的级别Raid1：RAID1使用的是DiskMirror（硬盘镜像）技术，就是把一个硬盘的内容同步备份复制到另一个硬盘里，所以具备了备份和容错能力，这样做的使用效率不高，但是可靠性高；2.4 Raid——Raid的级别Raid3：采用StripingwithDedicatedParityDrive（有特定奇偶校验盘的数据分段技术），将用于奇偶校验的数据存到特定磁盘中，具有数据容错能力，可靠性较好；当单个硬盘失效时，会产生奇偶盘I/O瓶颈效应；硬盘使用效率是安装几个就减掉一个。2.4 Raid——Raid的级别3Raid5：采用StripingwithDistributed

Parity（分布式奇偶校验的数据分段技术），将用于奇偶校验的数据存放到各个硬盘中，具有数据容错能力，可靠性好；校验值分散在各个盘的不同位置，相当程度的分散了负载，故有较好的性能，尤其是对小型数据。RAID5适用于银行和股市的联机交易系统（OLTP）。2.4 Raid——Raid的级别Raid10：2.4 Raid——Raid的级别Raid30：Raid50：2.4 Raid——Raid的级别Raid6：RAID6是由一些大型企业提出来的私有RAID级别标准，它的全称叫“IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes(带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘)”。从功能上讲，能实现两颗磁盘掉线容错的，都叫RAID6目前以不同方式实现RAID6的包括：Intel（HDS）的P+QRAID6NetApp的RAID-DPHP的RAID5-DP/RAIDADG很多实验室中的原型机也能实现，如：Dual-XOR等2.4 Raid——Raid的级别Raid1E：RAID1E是RAID1的增强版本，它并不是我们通常所说的RAID0+1的组合。RAID1E的工作原理与RAID基本上是一样的，只是RAID1E的数据恢复能力更强，但由于RAID1E写一分数据至少要两次，因此，RAID处理器的负载得到加强，从而造成磁盘读写能力的下降。RAID1E至少需要3块硬盘才能实现。2.4 Raid——Raid的级别Raid5E：RAID5E是由IBM公司提出的一种私有RAID级别与RAID5不同的地方是将数据校验信息平均分布在每一个磁盘中，并且每个磁盘都要预留一定的空间，这部分空间没有进行条带化。当一个磁盘出现故障时，这个磁盘上的数据将被压缩到其他磁盘预留没有条带化的空间内，达到数据保护的作用，而这时候的RAID级别则从RAID5E转换成了RAID5，继续保护磁盘数据。RAID5E允许两个磁盘出错，最少也需要4个磁盘才能实现RAID5E2.4 Raid——Raid的级别Raid的实现方法有两种：软件RAID：用软件的方法来实现板载RAID0、1、1E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。ROMB(RAIDOnMotherBoard)，支持RAID0、1、5等外插RAID卡，支持RAID0、1、5等2.4 Raid——Raid的实现54内容概要：什么是PCI总线?PCI总线发展历程概览什么是PCI-Express?各类PCI速度大比拼2.6 PCI55什么是PCI总线?PCI（PeripheralComponentInterconnect）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。2.6 PCI——什么是PCI总线?56PCI总线发展历程概览2.6 PCI——PCI总线发展历程概览?PCIPCI-X1.0PCI-X2.0PCI-Express57什么是PCI-Express?PCIExpress（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。

2.6 PCI——什么是PCI-Express?x16x1x4x8582.6 PCI——各类PCI速度大比拼总线名称位宽（比特）工作频率最高速度备注PCI3233MHz133MB/sPCI1.06433MHz266MB/sPCI2.26466MHz533MB/sPCI-X1.06466MHz533MB/s向下兼容，2004年以前为服务器主流64100MHz800MB/s64133MHz1.06GB/sPCI-X2.064266MHz2.1GB/s2002年7月推出前两个频率的标准规范。11月开始开发PCI-X1066。64533MHz4.3GB/s641066MHz8.6GB/sPCIExpressX12.5GHz250MB/s推出进度稍晚于PCI-X2.0。X22.5GHz500MB/sX42.5GHz1GB/sX82.5GHz2GB/sX162.5GHz4GB/s速度与PCI-X533相当。X322.5GHz8GB/s速度与PCI-X1066相当。59内容概要：服务器网卡的分类服务器多网卡技术IntelI/OAT（网络加速）技术2.7 网卡602.7 网卡——服务器网卡的分类60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61服务器多网卡技术：多网卡绑定技术通过多网卡绑定技术，可实现：多网卡故障切换多网卡负载均衡网络加速技术IntelIOAT技术：适用于Intel网卡TOE技术（TCP卸载引擎技术）：适用于网卡2.7 网卡——服务器多网卡技术62IntelI/OAT技术的优势2.7 网卡——IntelI/OAT（网络加速）技术效率YourTextHere性能可扩展性广泛的适用性可用性应用响应加快–可高达30%*CPU占用率在千兆线速下–可减少40%*整体性能随CPU配置的提高和网络端口数的增加而提升对于前端，中端和后台不同应用，均带来性能提升Bensley及未来的服务器平台63内容概要：服务器电源分类