网络工程第7章 网络中心构建和网络管理-V3

7.1网络服务器服务器作为硬件来说，通常是指那些具有较高计算能力，能够提供给多个用户使用的计算机。服务器与主机不同，主机是通过终端给用户使用的，服务器是通过网络给客户端用户使用的。7.1.1网络服务器组成和分类1.服务器(Server)根据不同的计算能力，服务器分为工作组级服务器，部门级服务器和企业级服务器。服务器操作系统有：（1）类Unix操作系统（Linux、Solaris、MacOSXServer、和SCOOpenServer）（2）微软MicrosoftWindows服务器版本（WindowsServer2003、WindowsServer2008）7.1.1网络服务器组成和分类2.服务器软件服务器软件工作在客户端-服务器或浏览器-服务器的方式，常用的包括：文件服务器-如Novell的NetWare数据库服务器-如Oracle数据库服务器,MySQL,MicrosoftSQLServer等邮件服务器-Sendmail,Qmail,MicrosoftExchange，LotusDomino等7.1.1网络服务器组成和分类

网页服务器-如Apache,微软的IIS等FTP服务器-Pureftpd,Proftpd,Serv-U等应用服务器-如Bea公司的WebLogic，JBoss，Sun的GlassFish代理服务器-如Squidcache计算机名称转换服务器-如微软的WINS服务器7.1.1网络服务器组成和分类3.网络服务器的分类(1)按照体系架构来区分目前，按照体系架构来区分，服务器主要分为两类：

非x86服务器：包括大型机、小型机和UNIX服务器，它们是使用RISC（精简指令集）或EPIC处理器，并且主要采用UNIX和其它专用操作系统的服务器7.1.1网络服务器组成和分类

x86服务器：又称CISC（复杂指令集）架构服务器，即通常所讲的PC服务器，它是基于PC机体系结构，使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和Windows操作系统的服务器，如IBM的Systemx系列服务器、HP的Proliant系列服务器等。价格便宜、兼容性好、稳定性差、不安全，主要用在中小企业和非关键业务中。7.1.1网络服务器组成和分类(2)按应用层次划分①入门级服务器：最基础的一类服务器②工作组服务器：稍高一个层次的服务器。③部门级服务器：支持双CPU以上的对称处理器结构④企业级服务器：采用4个以上CPU的对称处理器结构7.1.2网络服务器专业技术服务器的构成与微机基本相似，有处理器、硬盘、内存、系统总线等，它们是针对具体的网络应用特别制定的。因而相对于普通PC来说，服务器在稳定性、安全性、性能等方面都要求更高。因此CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通PC有所不同。7.1.2网络服务器专业技术1.服务器硬件作为服务器硬件必须具备如下的特点：性能，使服务器能够在单位时间内处理相当数量的服务器请求并保证每个服务的响应时间;可靠性，使得服务器能够不停机；可扩展性，使服务器能够随着用户数量的增加不断提升性能。7.1.2网络服务器专业技术服务器主要应用于数据库和Web服务，而PC主要应用于桌面计算和网络终端。服务器应该具备更可靠的持续运行能力、更强大的存储能力和网络通信能力、更快捷的故障恢复功能和更广阔的扩展空间。同时，对数据相当敏感的应用还要求服务器提供数据备份功能。而PC机更加重视人机接口的易用性、图像和3D处理能力及其他多媒体性能。7.1.2网络服务器专业技术2.服务器内存如今常用的服务器内存主要有SDRAM和DDR二类，还有另一种RAMBUS内存，是一种高性能、芯片对芯片接口技术的新一代存储产品。从技术层面来说，与普通内存有着区别，是因为使用的ECC（ErrorCheckingandCorrecting）内存纠错。经过内存的纠错，计算机的操作指令才可以继续执行。这就保证了服务器系统的稳定可靠。7.1.2网络服务器专业技术对于一般内存而言，用户很注重他们参数，如带宽、内存总线速度等参数。服务器内存考虑的是内存的制作工艺，一般都采用8层PCB板，完美的电源层和布线层完全体现着稳定性的差距；以及内存的封装技术，解决了散热、可靠性和密度的问题。比如目前全球最大、最专业的内存制造厂商生产的Kingston服务器内存。7.1.2网络服务器专业技术3.服务器CPU目前，服务器的CPU仍按CPU的指令系统来区分，通常分为CISC型CPU和RISC型CPU两类。后来又出现了一种64位的VLIM(VeryLongInstructionWord超长指令集架构)指令系统的CPU。7.1.2网络服务器专业技术(1)CISC型CPU

CISC是英文“ComplexInstructionSetComputer”的缩写，中文意思是“复杂指令集”，它是指英特尔生产的x86系列CPU及其兼容的其他厂商AMD,VIA等生产的CPU，它基于PC机体系结构。这种CPU一般都是32位的结构，所以我们也把它成为IA-32CPU。(IA:IntelArchitecture，Intel架构)。7.1.2网络服务器专业技术(2)RISC型CPU

RISC（ReducedInstructionSetComputing），中文意思是“精简指令集”。它是在CISC(ComplexInstructionSetComputer)指令系统基础上发展起来的。在同等频率下，采用RISC架构的CPU比CISC架构的CPU性能高很多。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。7.1.2网络服务器专业技术4.机架式服务器机架式服务器的外形看来不像计算机，而像交换机，有1U（1U=1.75英寸=4.45CM）、2U、4U等规格。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为功能型服务器。

7.1.2网络服务器专业技术在有限的空间内部署更多的服务器直接关系到企业的服务成本，通常选用机械尺寸符合19英寸工业标准的机架式服务器。通常1U的机架式服务器最节省空间，但性能和可扩展性较差，适合一些业务相对固定的使用领域。4U以上的产品性能较高，一般支持4个以上的高性能处理器和大量的标准热插拔部件。7.1.2网络服务器专业技术

5.刀片式服务器所谓刀片式服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，实现高可用和高密度。每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。它们可以通过“板载”硬盘启动自己的操作系统，类似于一个个独立的服务器，在这种模式下，每一块母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。7.1.2网络服务器专业技术

管理员可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群中插入新的"刀片"，就可以提高整体性能。而由于每块"刀片"都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。7.1.2网络服务器专业技术6.机柜式服务器在一些高档企业服务器中由于内部结构复杂，有的还具有许多不同的设备单元或几个服务器都放在一个机柜中，这种服务器就是机柜式服务器。7.1.3容错和集群1.容错技术概况简单地说，容错就是当由于种种原因在系统中出现了数据、文件损坏或丢失时，系统能够自动将这些损坏或丢失的文件和数据恢复到发生事故以前的状态，使系统能够连续正常运行的一种技术。容错FT(FaultTolerant)技术一般利用冗余硬件交叉检测操作结果。随着处理器速度的加快和价格的下跌而越来越多地转移到软件中。7.1.3容错和集群容错技术是针对服务器、服务器硬盘和供电系统的。(1)双重文件分配表和目录表技术(2)快速磁盘检修技术

(3)磁盘镜像技术(4)双工磁盘技术(5)网络操作系统具有完备的事务跟踪系统(6)UPS监控系统7.1.3容错和集群2.计算机集群计算机集群简称集群,是一种计算机系统，它通过一组松散集成的计算机软件和硬件连接起来高度紧密地协作完成计算工作。在某种意义上，他们可以被看作是一台计算机。7.1.3容错和集群集群系统中的单个计算机通常称为节点，通常通过局域网连接，但也有其它的可能连接方式。集群计算机通常用来改进单个计算机的计算速度和/或可靠性。一般情况下集群计算机比单个计算机，比如工作站或超级计算机性能价格比要高得多。

7.1.3容错和集群(1)集群分类①高可用性集群High-availability(HA)clusters②负载均衡集群Loadbalancingclusters③高性能计算集群High-performance(HPC)clusters④网格计算Gridcomputing

7.1.3容错和集群3.常用容错和集群技术方案---双机热备双机热备在概念上分为广义与狭义两种。从广义上讲，就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。7.1.3容错和集群

从狭义上讲，双机热备特指基于active/standby方式的服务器热备。服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写，或者使用一个共享的存储设备。在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会通过软件诊测（一般是通过心跳诊断）将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。

7.1.3容错和集群双机热备7.2网络存储网络存储技术（NetworkStorageTechnologies）是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种：直连式存储（DAS：DirectAttachedStorage）、网络存储设备（NAS：NetworkAttachedStorage）存储网络（SAN：StorageAreaNetwork）。7.2网络存储

7.2.1直连式存储（DAS）1.直连式存储（DAS）

DAS（DirectAttachedStorage）中文翻译成“直接附加存储”。在这种方式中，存储设备是通过电缆（通常是SCSI接口电缆）直接到服务器的。I/O（输入/输入）请求直接发送到存储设备。它依赖于服务器，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统。7.2.1直连式存储（DAS）2.磁盘阵列（RAID）磁盘阵列简称RAID（RedundantArraysofInexpensiveDisks，RAID），有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。其原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列主要针对硬盘，在容量及速度上，无法跟上CPU及内存的发展所提出的改善方法。7.2.1直连式存储（DAS）

磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组。

在储存数据时，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查（ParityCheck）的观念，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将故障硬盘内的数据，经计算后重新置入新硬盘中。

7.2.1直连式存储（DAS）

3.磁盘阵列的优点

RAID的采用为存储系统带来巨大利益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。

4.磁盘阵列常用的等级磁盘阵列（DiskArray）是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，减少错误，增加效率和可靠度的技术。常用的等级有1、3、5级等。

7.2.1直连式存储（DAS）

(1)RAIDLevel0

RAIDLevel0是DataStriping(数据分割)技术的实现，它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，但是可靠度是最差的。7.2.1直连式存储（DAS）

(2)RAIDLevel1

RAIDLevel1使用的是DiskMirror(磁盘映射)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。7.2.1直连式存储（DAS）(3)RAIDLevel3

RAIDLevel3采用Byte－interleaving(数据交错存储)技术，硬盘在SCSI控制卡下同时动作，并将用于奇偶校验的数据储存到特定硬盘机中，它具备了容错能力，硬盘的使用效率是安装几个就减掉一个，它的可靠度较佳。7.2.1直连式存储（DAS）

(4)RAIDLevel5

RAIDLevel5使用的是DiskStriping(硬盘分割)技术。与Level3的不同之处在于它把奇偶校验数据存放到各个硬盘里，各个硬盘在SCSI控制卡的控制下平行动作，有容错能力。跟Level3一样，它的使用效率也是安装几个再减掉一个。7.2.1直连式存储（DAS）(5)热插拔硬盘热插拔硬盘英文名为Hot－SwappableDisk，在磁盘阵列中，如果使用支持热插拔技术的硬盘，在有一个硬盘坏掉的情况下，服务器可以不用关机，直接抽出坏掉的硬盘，换上新的硬盘。一般的商用磁盘阵列在硬盘坏掉的时候，会自动鸣叫提示管理员更换硬盘。7.2.2网络附加存储（NAS）

NAS是英文“NetworkAttachedStorage”的缩写,中文意思是“网络附加存储”。按字面简单说就是连接在网络上,具备资料存储功能的装置，因此也称为“网络存储器”或者“网络磁盘阵列”。7.2.2网络附加存储（NAS）

NAS是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，它是基于LAN（局域网）的，按照TCP/IP协议进行通信，以文件的I/O（输入/输出）方式进行数据传输。在LAN环境下，NAS已经完全可以实现异构平台之间的数据级共享，比如NT、UNIX等平台的共享。7.2.2网络附加存储（NAS）

一个NAS系统包括处理器，文件服务管理模块和多个硬盘驱动器(用于数据的存储)。

7.2.3存储区域网络（SAN）

SAN(StorageAreaNetwork)，即存储区域网络。它是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。存储网络（SAN）是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。7.2.3存储区域网络（SAN）1.存储区域网络的基本构成SAN由三个基本的组件构成：接口（如SCSI、光纤通道、ESCON等）、连接设备（交换设备、网关、路由器、集线器等）和通信控制协议（如IP和SCSI等）。这三个组件再加上附加的存储设备和独立的SAN服务器，就构成一个SAN系统。7.2.3存储区域网络（SAN）

2.存储区域网络的适用范围有以下业务数据特性的环境中采用SAN技术：(1)对数据安全性要求很高、数据在线性要求高、具有本质上物理集中、逻辑上又彼此独立的数据管理特点的企业典型行业:电信、金融和证券、商业网站典型业务:银行的业务集中、电子商务7.2.3存储区域网络（SAN）(2)对数据存储性能要求高的企业典型行业:电视台、交通部门和测绘部门典型业务:音频/视频、石油测绘和地理信息系统(3)在系统级方面具有很强的容量(动态)可扩展性和灵活性的企业典型行业:各中大型企业典型业务:ERP系统、CRM系统7.2.3存储区域网络（SAN）(4)具有超大型海量存储特性的企业典型行业:图书馆、博物馆、税务和石油典型业务:资料中心和历史资料库。

7.2.3存储区域网络（SAN）

3.存储区域网络的设备类型

在SAN存储网络里所指的主要设备包括光纤通道交换机和光纤通道卡。（1）光纤通道卡光纤通道是高性能的连接标准，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。7.2.3存储区域网络（SAN）光纤信道卡提供远程连接和高速带宽，光纤通道卡的全双工传输速率达2000兆/秒。它是适于存储局域网、集群计算机和其它资料密集计算设施的理想技术介质。7.2.3存储区域网络（SAN）（2）光纤通道交换机：（FCSWITCH）光纤通道交换机在逻辑上是SAN的核心，它连接着主机和存储设备.

①入门级交换机②工作组级光纤交换机③核心级光纤交换机7.2.3存储区域网络（SAN）4.光纤通道交换机设备选型与技术参数(1)端口数量一般具有4口、8口、16口、32口、64口等数量。(2)端口类型有5种端口类型：N型、NL型、F型、FL型和E型。(3)传输速度100Mbps、200Mbps、400Mbps或者1Gbps以上。

7.2.3存储区域网络（SAN）5.网络存储通信中使用的相关技术和协议网络存储通信中使用到的相关技术和协议包括SCSI、RAID、iSCSI以及光纤信道。

7.2.3存储区域网络（SAN）SAN的基础根源于LAN的技术。LAN与SAN较大的差别是：LAN对Server是“Front-end”

的网络，SAN对Server来说是“Back-end”的网络，即局域网是处于服务器的前端的网络，而存储区域网络（SAN）是处于服务器的后端的网络。7.2.3存储区域网络（SAN）存储域网络（StorageAreaNetwork）的支撑技术是FibreChannel(FC)技术。它的最大特性是将网络和设备的通讯协议与传输物理介质隔离开．这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送。FibreChannel的数据传输速度为100MB／S，双环可达200MB／S，使用同轴线传输距离为30米，使用单模光纤传输距离可达10公里以上。7.2.3存储区域网络（SAN）6.SAN解决方案

SAN以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有较高传输速率的光通道连接方式，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。7.2.4当前各类存储技术优缺点SAN与NAS的比较

NAS结构和SAN最大的区别就在于NAS有文件操作和管理系统，而SAN却没有这样的系统功能，其功能仅仅停留在文件管理的下一层，即数据管理。同时SAN和NAS相比不具有资源共享的特征。NAS是Network-attached（网络外挂式），而SAN是Channel-attached（通道外挂式）。7.2.4当前各类存储技术优缺点

SAN和NAS并不是相互冲突的，是可以共存于一个系统网络中的，但NAS通过一个公共的接口实现空间的管理和资源共享，SAN仅仅是为服务器存储数据提供一个专门的快速后方通道7.3网络操作系统1网络操作系统概念网络操作系统（NOS）是网络的心脏和灵魂，是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统。它在计算机操作系统下工作，使计算机操作系统增加了网络操作所需要的能力。网络操作系统运行在称为服务器的计算机上，并由联网的计算机用户共享，这类用户称为客户。7.3网络操作系统2流行的网络操作系统

（1）Windows类在局域网中，微软的网络操作系统主要有：WindowsNT4.0Serve、Windows2000Server/AdvanceServer，以及Windows2003Server/AdvanceServer、WindowsServer2008等（2）NetWare类NetWare服务器对无盘工作站及游戏的支持较好，常用于教学网和游戏厅。

7.3网络操作系统3.

Unix系统目前常用的UNIX系统版本主要有：UnixSUR4.0、HP-UX11.0，SUN的Solaris8.0等。支持网络文件系统服务，提供数据等应用，功能强大，由AT&T和SCO公司推出。4.Linux它的最大的特点就是源代码开放，可以免费得到许多应用程序。目前也有中文版本的Linux，如REDHAT(红帽子)，红旗Linux等。7.3网络操作系统对特定计算环境的支持使得每一个操作系统都有适合于自己的工作场合，这就是系统对特定计算环境的支持。例如，Windows2000Professional适用于桌面计算机，Linux目前较适用于小型的网络，而Windows2000Server和UNIX则适用于大型服务器应用程序。7.4网络数据库1.网络数据库基本概念数据和资源共享这两种方式结合在一起即成为今天广泛使用的网络数据库（WEB数据库），它以后台（远程）数据库为基础，加上一定的前台（本地计算机）程序，通过浏览器完成数据存储、查询等操作的系统。7.4网络数据库2.网络数据库系统产品选型在网络数据库系统产品选型方面,一般趋势是大公司使用Oracle，中型企业使用MSSQLsever，一般的应用，使用ACCESS。大型企业级应用都是SQLSERVER2005或者2008，做个小网站一般都是用MYSQL数据库（免费）。一些小型的内网，或者单机形式的应用，以ACCESS居多，无需安装，十分方便。7.4网络数据库网络数据库系统产品选型1.Informix—UniversalServer2.OracleUniversalServer3.MicrosoftSQLServer4.SybaseSQLServer5.IBMDB26.ACCESS7.5网络管理系统Internet的核心管理机构IAB（InternetActivitiesBoard）选择了SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol作为网络管理系统的协议标准,这是适合于TCP/IP网络、特别是Internet的管理方案。

目前SNMP已成为网络管理领域中事实上的工业标准，并被广泛支持和应用，大多数网络管理系统和平台都是基于SNMP的。7.5.1网管技术概述1.网络管理网络管理系统是一个软硬件结合以软件为主的分布式网络应用系统，其目的是管理网络，使网络高效正常运行。2.网络管理对象网络管理对象一般包括路由器，交换机，HUB等。近年来，