服务器基础知识

戴尔中国总部所在地-厦门CCC中国客户服务中心1什么是服务器服务器是计算机的一种，它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，它在网络操作系统的控制下，安装NOS操作系统,将与其相连的硬盘、磁带、打印机、Modem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。2服务器的分类问题:生产CPU的厂商有那些A:RISC(简单指令集)服务器B:CISC(复杂指令集)服务器3处理器技术—RISC处理器

RISCCPU：是精简指令集处理器。其设计思想是简化硬件设计，硬件只执行很有限的最常用的那部分指令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。RISC出现的结果是，可以在相对少的晶体管设计出极快的微处理器。据研究，只有大约20%的指令是最常用的，把处理器能执行的指令数目减少到最低限度，对它们的执行进行优化，就可以极大地提高处理器的工作速度。一般来说，RISC处理器比同等的CISC处理器要快50%～75%，同时RISC处理器更容易设计和纠错。

4处理器技术—常见RISC处理器RISC处理器厂商处理器类型常见处理器型号RISC服务器IBMPowerPowerPCPower4IBMRS6000/AIXIBMPseries/AIXSUNSPARCUltraSPARCIIISUNEnterprise&Fire/SolarisHP（Compaq）ALPHAAlpha21364AlphaServer/True64SGIMIPSMIPSR12000SGIOrigin/IRIXHPPA-RISCPA-8500PA-8600HP9000/HP-UX5

处理器技术—RISC与CISC服务器比较CISC服务器RISC服务器标准化很好很低性能较低高吞吐量较低高扩展性较差较好可靠性较差较好管理性较差较好可用性较低高操作系统Windows、Linux、UNIXforx86UNIX价格便宜很高6主要内容处理器技术主板技术内存技术I/O技术电源技术机箱外形技术热插拔技术OS技术服务器性能参数7处理器技术—并行处理技术：SMPSMP（SymmetricalMulti-Processor）技术即对称多处理技术。在一台计算机上汇集了一组CPU，共享内存及总线结构，处理任务队列对称地分布在多个CPU上。8处理器技术—处理器数量对性能的影响HarmonicmeanofTotalTPSScores0.000200.000400.000600.000800.0001000.0001200.0001400.0001600.000sys_1sys_2sys_3sys_4sys_5sys_6sys_7sys_8sys_9sys_10sys_11sys_12sys_13sys_14sys_15sys_16sys_17sys_18sys_20866X1866X21GX11GX21颗866MHzCPU1颗1GHzCPU2颗866MHzCPU2颗1GHzCPU9处理器技术—英特尔多内核技术什么是多内核处理器技术简而言之，多核处理器是在一颗CPU上集成了多个完整的执行内核，可以同时进行多个整数或者多个浮点运算，这样极大的提高了系统的利用效率，从而推动了系统性能的提升。

Xeon51XX双核处理器Xeon53XX多核处理器10处理器技术—CacheLevel3Cache(MPOnly)Level2高级传输缓存Level1执行追踪缓存Level1数据缓存提供快速访问微代码指令集的缓存来最大化管道吞吐量12Kmicro-ops创新的缓存访问算法，为快速执行引擎减少延迟时间8KBdata与1级数据缓存和快速执行引擎同步，提高访问时间1MBor2MB为访问内存路径提供更高的带宽，增强了大负载服务的处理能力MPonly-4MBor8M11处理器技术—英特尔双内核技术不支持超线程技术的双内核处理器支持超线程技术的双内核处理器双内核处理器因为具有两个完整的内核，所以同时可以进行两个整数或者两个浮点运算，这样极大的提高了系统的利用效率，从而推动了系统性能的提升。12处理器新技术—英特尔四内核技术用于主流服务器的四核处理器，为功能强大的高密度节能型服务器提供突破性的性能与功能。53XX是将两个51XX内核放在一个CPU封装里；13Core132KBL1ICache4MBSharedL2CacheFrontSideBusInterface32KBL1DCacheCore232KBL1ICache32KBL1DCacheCore332KBL1ICache4MBSharedL2CacheFrontSideBusInterface32KBL1DCacheCore432KBL1ICache32KBL1DCache前端总线高达1333MHzIntel®Core™微架构二级缓存与45nm四核保持插槽兼容ITInvestment

protectionEnergy

Efficient

PerformanceQuickaccesstodataHighBandwidth4个处理器内核BreakthroughPerformance处理器新技术—英特尔四内核双内核规格对比Core1066MHzFSBXeon51XX2个处理器内核4MBL2CacheCoreXeon53XX14主要内容处理器技术主板技术内存技术I/O技术电源技术机箱外形技术热插拔技术OS技术服务器性能参数15主板技术—芯片组Chipsets：芯片组芯片组(chipsets)包括一组芯片。芯片组体现了主板的主要特性和规范。芯片组型号：Intel®E7230Intel®E7320Intel®E7520Intel®E5000VIntel®E5000PIntel®E850016主板技术—Intel®E5000P芯片组芯片组包括下列组件：Intel®E5000PMCHIntelESB2E输入/输出控制中心Intel®E5000PMCH附加的RAS特性:内存镜像3个可配置的x8PCIExpress*接口IntelESB2E输入/输出控制中心支持PCI-E和PCI-X设备6个USB2.0端口集成支持ASF功能的网络控制器17

主要内容处理器技术主板技术内存技术I/O技术电源技术机箱外形技术热插拔技术OS技术服务器性能参数18内存技术—内存发展趋势high-speed@low-power@low-latency@low-costDDR200DDR266DDR333PC133

SDRAMPC166

SDRAMEDOPC100

SDRAMPC66SDRAMInprep.DDR400DDRII

19内存新技术

DDR2内存与DDR内存的比较特征DDR

200/266/333/400DDR2

400/533/667DDR2的优势时钟频率100/133/166/200200/266/333性能最大带宽1.6/2.1/2.7/3.2GB/s3.2/4.2/5.2GB/s带宽数据预读大小2bits4bits带宽DIMM针脚184240内存封装方式66-pinTSOP60/84-pinBGA信号完整性BankingStructure4i4i,8i核心电压2.5/2.5/2.61.8/1.8更低的功耗DataStrobesSingleEndedDifferential信号完整性I/O终结在主板上集成在内存信号完整性单内存颗粒容量64Mbit-1Gb256Mb–4Gb更大的容量20内存新技术

DDR2内存的优势更高的容量和性能可提升容量-DDR2400更高的带宽能力优异的散热性能更快的频率和更小的尺寸功耗：小于DDR40050%，小于DDR33340%更适用于刀片，机架1U-2U的应用更好的主板应用和成本DDR2集成终结和DDR需要将终结电阻设计在主板上相比21主要内容处理器技术主板技术内存技术I/O技术电源技术机箱外形技术热插拔技术OS技术服务器性能参数22I/O技术—SerialATA主要用于机箱内存储设备的连接，不用于外置设备主机和设备使用很少数量的连接管脚对软件支持透明成本与ATA相当信号电压降低并支持电源管理接口速率：150/300/600MB/s操作系统应用程序应用程序应用程序驱动程序ATA控制器硬盘硬盘共享100MB/sSATA控制器硬盘硬盘独享150、300MB/s23I/O技术—SATA连线接口24I/O技术—SCSISCSI——SmallComputerSystemInterface传输方式——并行传输Ultra320SCSI——传输速率为320MB/sSCSI硬盘容量：18GB;36GB;73GB;146GB…25

I/O技术—SASSAS——SerialAttachedSCSI是U320并行SCSI的继承者传输方式——串行传输，与SerialATA(SATA)相同SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口，此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，提供与串行ATA(SerialATA，缩写为SATA)的兼容性。26I/O技术—SAS的优势及发展趋势点到点的技术减少了地址冲突以及传输速度的下降，为每个设备提供了专用的信号通路保证最大的带宽；全双工方式下的数据操作保证最有效的数据吞吐量；兼容SATA配置,支持同一平台上SAS和SATA的共用；更细的电缆搭配更小的连接器，提高系统的散热和通风能力；27I/O技术—PCI/PCI-X多个设备共享总线及带宽即插即用支持电源管理支持突发方式传输数据并行信号数据信号和控制信号分开较高总线带宽带宽=总线的宽度*总线时钟频率*每条数据线在一个时钟周期内传输字位28I/O技术—PCI-XPCI-X（eXtend）PCI-X是在PCI的基础上开发的。这项技术是由Compaq、IBM和HP公司等几家公司倡导，一些厂商联合开发的，是为了在系统设计中更好地发挥Intel®公司高速芯片的优势而研究出来的。PCI速度33MHz，PCI-X133MHzPCI-X对传统PCI设备向后兼容，降频使用在相同的频率下，PCI-X将能提供比PCI高14-35%的性能（上图）工作频率随设备变化，4个设备时66MHz，总带宽533M/s；2个设备时100MHz，总带宽800M/s；1个设备133MHz，总带宽1066M/s。29I/O技术—PCI/PCI-X插槽5V32bit5V64bit3.3V64bit3.3V32bitPCI33PCI33PCI66PCI-xPCI&PCI-X使用相同的插槽接口，但应注意外插卡和插槽的配合关系。30

I/O技术—PCIExpressPCIExpressX1链路一路单向传输通道一路单向接收通道一个通路包括两队信号对（4根）2.5Gb/sX32链接由32个通路组成（32x4）80Gb/s吞吐率8b/10b编码PCIExpress与MCH（北桥）芯片直接连接每个终端的专用带宽没有I/O桥延迟31I/O技术—PCIExpress插接方式PCIExpress卡

笔记本电脑卡

服务器与PC外插卡连接器插槽X1,X4,X8,X16更多用于PC的I/O卡更多用于服务器的I/O卡图形加速卡X1X4X8X16连接器插槽大小32I/O技术—PCIExpress的应用服务器对PCI-X与PCIExpress同时支持对于I/O要求严格的应用独享带宽芯片组将持续支持PCIExpress设备桌面PC高性能的图形加速卡–16XPCIExpressPCIExpressX1可以支持1394andUSB2笔记本PC减小附加卡的尺寸更好的支持热插拔功能更低的功耗33I/O技术—PCIExpress特性低成本，低延迟和最大的互连效率多条，可伸缩串行通路，不需要协议和电气的改变。同步数据分发的高带宽应用高带宽，低引脚应用，优化性能封装和可用面积设计的有效成本控制的硅片组件支持热插拔34I/O技术—两种总线特性的比较PCI与PCI-X*PCIExpress*带宽共享独享带宽与针脚效率低高系统扩展和延迟复杂,高简洁,低PCI兼容性兼容兼容成本/性能可扩展性差高未来I/O的需求不支持服务质量(QoS)通过虚拟通道和传输级别来支持QoS35RAID技术RAID是由美国加州大学伯克利分校的D.A.Patterson教授在1988年提出的。RAID是RedundentArrayofInexpensiveDisks的缩写，直译为“廉价冗余磁盘阵列”，也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母I被改作了Independent，RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”，但这只是名称的变化，实质性的内容并没有改变。简单地讲，RAID技术就是利用多个硬盘的组合提供高效率及冗余的功能。36RAID的优点传输速率高。在RAID中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的问题。因为当时CPU的速度增长很快，而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高，所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。RAID最后成功了。

可以提供容错功能。这是使用RAID的第二个原因，因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能，如果不包括写在磁盘上的CRC(循环冗余校验)码的话。RAID容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的，所以它提供更高的安全性。

RAID比起传统的大直径磁盘驱动器来，在同样的容量下，价格要低很多。37RAID的级别

RAID级别

相对优点

相对缺点RAID0存取速度最快，没有容错

RAID1完全容错，成本高

RAID3写入性能最好，没有多任务功能

RAID4具备多任务及容错功能，Parity磁盘驱动器造成性能瓶颈

RAID5具备多任务及容错功能，写入时有overheadRAID0+1/RAID1+0速度快、完全容错，成本高RAID6具备多块容错能力38RAID5功能介绍12315231243945硬盘1硬盘3硬盘4硬盘2645639主要内容处理器技术主板技术内存技术I/O技术电源技术机箱外形技术热插拔技术OS技术服务器性能参数40电源技术—电源分类电源分类：ATXPC电源、IntelPC电源标准SSIEPS服务器电源,Intel低端服务器电源标准SSITPS服务器电源，Intel服务器薄电源标准MPS及DPS的高端电源,Intel中高端服务器电源标准41电源技术—热插拔冗余电源特性热插拔特性热插拔的几种形式:直流输出端与交流端同在插拔面,即交流电从背板上引入,拔出时，先断交流电,后断直流输出线;插入时相反,常用交流输入线在模块上,当拔出模块时,交流电还在电源模块上,模块还工作.插入时相反.此方式几乎不用.不管交流电在哪一面,当拔出时电源模块的管理电路发出一触发信号使电源快速关断,输出端才拔开,插入时相反.台达电源用此方式.常用热插拔时需要实现同步:

一个模块插拔时,另一个模块不能宕机或停一下再起来42

电源技术—热插拔冗余电源特性（续）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;(注1)均流特性：实际电流不是均衡的；1+1时,可能一个40%或30%的电流，另一个60%或70%，甚至更大；加入均流电路是必要的，特别是对于2+1电源来说尤为重要(注2)；1+1冗余电源,总输出功率为单个电源模块的功率；2+1冗余电源,总输出功率小于两个模块总输出功率之和,原因为电流均衡误差问题(注3)；43主要内容处理器技术主板技术内存技术I/O技术电源技术机箱外形技术热插拔技术OS技术服务器性能参数44机箱外形技术—机架式机箱机架式（Rack）：外观尺寸及装配尺寸SSIRack规范，可以放在标准的19英寸机柜中。如：我们通常所说的1U、2U机箱，“U”是个通用工业机架高度标准，1U＝1.75英寸=44.45mm优点：有统一的标准，利于大规模部署；所支持的系统能在有限的空间实现高密度计算；缺点：扩展性低，散热挑战比较大；通常所支持的系统噪声较大；1U机箱

2U机箱7U机箱4U机箱45

机箱外形技术—塔式机箱塔式（Tower）：立式放置的服务器机型；Tower机型在外观尺寸上要求没有Rack严格，可以根据外观需求来适度调整，而Tower机型中“U”的尺寸指的是机箱的宽度尺寸；Tower机型通常独立使用，为了保证数据安全常在机箱面板上装锁；优点：散热性好，噪音相对较低成本比机架式机箱低扩展性好，易于移动缺点：大规模集中部署比较困难不适用于对空间要求严格的用户46机箱外形技术—刀片式机箱刀片式（Blade）：更加紧密堆叠的服务器组，每一个刀片实际上就是一台完整服务器，可以根据应用的增长添加新的刀片来提升性能。适合进一步对空间要求严格的用户，如电信机房，数据中心，ISP接入中心，高性能计算等用户。刀片式服务器通常也符合RACK机箱的标准，例如PE1955为7U刀片式服务器。优点：占用空间更少（比同等服务器数量的机架式机箱）密度高，成本低，灵活度高布线集成在机箱背板上，没有杂乱的线缆缺点各个厂商有不同的标准，产品间缺乏兼容性单个刀片的性能低于普通服务器B70047

主要内容处理器技术主板技术内存技术I/O技术电源技术机箱外形技术热插拔技术OS技术服务器性能参数48热插拔技术—热插拔部件热插拔风扇热插拔电源热插拔PCI热插拔硬盘49热插拔技术—PCI热插拔架构ACPIBIOS操作系统Platform!Hot-PlugSystemDriverAdapterDriver#1AdapterDriver#N...Hot-PlugServicePCI总线热插拔控制器AdapterCard#NAdapterCard#1S/WLayersH/WLayersHot-PlugPrimitivesPCIBusslotslotUserAttentionIndicatorbusandpowerswitches!APIManagementAgent!OSVendorPlatformVendorAdapterVendor50主要内容处理器技术主板技术内存技术I/O技术电源技术机箱外形技术热插拔技术OS技术服务器性能参数51

OS技术—常见操作系统MicrosoftWindows系列服务器操作系统+SP(常用)RedHatLinuxAS3/4(常用)--用于中小型部门及大型企业级的操作系统SCOOpenServer5.0.6/7--用于中小型企业操作系统平台；关键业务应用SCOUnixWare7.1.4--是基于Intel和AMD处理器,新一代面向网络计算模式的企业级的高级操作系统。NovellNetware6.5+SP2--主要应用于证券行业SUNSolaris8.X/9.X--包括x86和sparc版本，性能和网络服务优秀52OS技术—WindowsServer2003WindowsServer2003是微软迄今最快、最可靠和最安全的服务器操作系统。WindowsServer2003版本标准版：4CPU/4G(IA32),4CPU/32G(X64)企业版：8CPU/32G(IA32),8CPU/1T(IA32),8CPU/64G(IA64)数据中心版:32CPU/64G(IA32),64CPU/1T(X64),64CPU/1T(IA64)Web版：作为Web服务器使用，支持2CPU/2G。WindowsServer2003R2版本基于WindowsServer2003SP1简化服务器管理，增强访问管理控制53OS技术—RedHatLinux用于中小型企业的Linux系统。采用最稳定的Linux操作系统技术，目前联想使用的版本有RedhatLinux9.0、RedHatEnterpriseLinux3.0/