云计算服务器演示版

云计算服务器掌握服务器基础知识熟悉服务器硬件组件熟悉服务器软件功能学习完本课程，您应该能够：21.服务器基础知识2.服务器硬件组件3.服务器软件功能目录3服务器是网络环境中的高性能计算机，它侦听网络上的其他计算机（客户机）提交的服务请求，并提供相应的服务，为此，服务器必须具有承担服务并且保障服务的能力

什么是服务器4服务器分类——CPU个数单路服务器（UP－UnitProcessor）双路服务器（DP—DualProcessor）多路服务器-4路（MP－MultiProcessor）多路服务器-8路（MP－MultiProcessor）5服务器分类——处理器架构X86服务器-----CISC(ComplexInstructionSetComputer）X86系统IA-32、EM64T、AMD64RISC构架服务器-----RISC（ReducedInstructionSetComputing）power、SPARC处理器（IBM、oracle小型机）专用平台、专用系统大型应用后台密集集中处理IA-64服务器----EPIC(ExplicitlyParallelInstructionComputers）IA-64安腾处理器（Hpsuperdome）6服务器特点处理能力强I/O性能高管理能力强扩展性好可用性好可靠性高71.服务器基础知识2.服务器硬件组件3.服务器软件功能8目录服务器硬件组件电源硬盘内存PCI-e主板RAID卡CPU9CPU110CPU介绍CPU是CentralProcessingUnit（中央微处理器）的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器、控制器和寄存器组成CPU分类小型机市场X86市场11CPU关键参数主频主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频＝外频×倍频系数外频CPU的基准频率，单位也是MHz/GHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态前端总线频率前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽＝(总线频率×数据位宽)/812CPU关键参数13缓存：缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快L1

Cache(一级缓存)由静态RAM组成，分数据缓存和

指令缓存结构较复杂，速度最快，容量较小通常32-256K，

分存数据L1dCache和存指令L1iCacheL2

Cache(二级缓存)分内部和外部两种芯片内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半L3

Cache(三级缓存)L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能，L3缓存可以达到10M以上IntelCPU处理器的Tick-Tock演进策略

Merom

架构新架构Merom65nmTOCKPenryn新工艺45nmTICKNehalem架构新架构Nehalem45nmTOCKWestmere32nm新工艺TICKSandyBridge架构SandyBridge32nm新架构TOCKIvyBridge22nm新工艺TICKHaswell

架构Haswell22nm新架构TOCKFuture14nm新工艺TICKIntelCPU命名规则连字符后的第一个数字，它代表处理器最多支持的CPU个数，有1、2、4、8四种规格，分别代表了单路、双路、四路和八路产品线（E3E5E7）产品家族连字符后的第二个数字，它代表处理器封装接口形式，一共有2，4，6，8四种规格连字符后第三和第四位代表编号序列，一般是数字越大产品核数越多，性能越高，价格也更贵“L”前缀代表低功耗处理器版本构架V2IVB-EPV3HASwell-EP15CPU架构至强E5-2600v3，双路基于HASwell-EP架构：内存：每CPU支持4*channel，每个channel可以驱动3个DIMM条，两个CPU最大可扩展24根DIMM条（每根最大支持128GB）PCIE：每个CPU处理器支持PCIE3.040条LanePCH：外扩支持SATA3.0QPI：两个CPU之间通过QPI互联，支持9.6Gbps、8Gbps不同速率DDR4DDR4DDR4DDR4DDR4DDR4DDR4DDR416主板217主板介绍主板(Motherboard,Mainboard)是服务器的主要核心部分，承载其他组件的各种接口和内部通信，如CPU、内存、扩展卡、存储等。集成管理软件（如HDM）可对各组件实时监控、运行状态统计和触发告警18主板芯片组介绍CODECSPIFlas芯片组是一组共同工作的集成电路（“芯片”），它负责将服务器的核心——微处理器和其他部分相连接，是决定主板级别的重要部件芯片组的作用：CPU的类型主板总线频率扩展槽的种类与数量扩展接口的种类与数量（USB、串口等）19主板内部接口CPU槽位PCI-E插槽内存插槽SAS接口PCIeRiser卡插槽20主板外部接口通常服务器主板外部接口为USB、VGA显示接口和网络接口、电源接口，还包括多种HBA接口如FC、iSCSI等网络接口网络接口VGA显示接口USB接口电源接口21

内存322内存介绍内存(Memory)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的内存芯片电路板金手指23内存的发展SIMM内存（Single

In-lineMemory

Modules：单边接触内存模组）80286主板采用此内存，接口为30

PIN，容量只有256KBEDODRAM内存（Extended

Date

Out

RAM：外扩充数据模式存储器）在486及早期的Pentium电脑上应用，容量有4~16MBSDRAM内存（Synchronous

Dynamic

random

access

memory：同步动态随机存储器）在INTEL赛扬和AMDK6时代普遍应用，其输入输出信号保持与系统外频同步，因此速度明显超越EDO内存，频率166MHZ，容量已达256MBRambusDRAM内存Intel与Rambus联合开发的产品，其采用了新一代高速简单内存架构，基于RSIC使得整个系统性能得到提高，频率可达1066MHZ，最高容量512MBDDR内存（Dual

Date

Rate

SDRAM：双倍速率SDRAM简称DDR）最新DDR4内存随INTEL的Haswell-E平台发布，金手指变成弯曲状，频率高达4266MHZ，容量可达128GB24UDIMM（UnbufferedDIMM）由于在CPU和内存之间没有任何缓存，因此同频率下时延较小RDIMM（RegisteredDIMM）为了保证并行传输的有效性，在地址控制总线上增加了寄存器驱动功能LRDIMM（LoadReducedDIMM）使用新的技术和较低的工作电压，在数据线上增加buffer，极大减低了Data线负载DDR内存分类25

硬盘426硬盘介绍硬盘是服务器主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中27硬盘分类按转速分按尺寸分按种类分SATA硬盘SAS硬盘FC硬盘SSD硬盘3.5”硬盘2.5”硬盘1.8”硬盘PCI-E卡15000转/分10000转/分7200转/分28硬盘分类——SATA硬盘SATA是SerialATA的缩写，即串行ATA由于采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点SATA3目前支持6Gbit/s高速传输速率SATA电缆硬盘分类——SAS硬盘SAS电缆SAS(SerialAttachedSCSI)即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的SerialATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。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，并且提供与SATA硬盘的兼容性SAS2.0目前支持6Gbit/s高速传输速率30硬盘分类——SSD硬盘固态硬盘（SolidStateDisk）用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成数据存取速度快防震抗摔没有噪音、发热低工作温度范围大重量小优势成本高容量小数据损坏后难以恢复写入寿命有限容易受到某些外部因素的干扰劣势31硬盘技术——评价硬盘关键参数评价机械硬盘的关键技术参数接口速率容量尺寸主轴转速平均寻道时间数据传输率MTBF（平均故障间隔时间）S.M.A.R.T（自监测、分析与报告技术）支持RAID控制器533服务器RAID卡RAID卡就是用来实现RAID功能的板卡，通常是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列零组件构成的writethrough：系统的写入请求直接写入硬盘，

安全性很高，性能很低writeback：系统的写入请求先存放到缓存，再根据时机统一回写到硬盘中，由于缓存的写速度远远高于磁盘，所以这种方式性能可以大大提高，但是一旦掉电数据就会丢失，需配合缓存电池实现数据保护ChipsetPCI控制器RAM控制器FLASHSCSI控制器硬盘2硬盘1硬盘3RAID卡34服务器RAID卡—缓存缓存（Cache）是RAID卡与外部总线数据交换的缓冲区，RAID卡先将数据储存在缓存中，再由缓存与外边部据总线做数据交互。极快的缓存存取速度和大缓存容量，大大提高RAID的读写速率，是RAID卡中不可缺少的重要组成部分

35服务器RAID卡—缓存电池缓存电池是为了保证服务器掉电情况下，RAID卡缓存中数据的安全。有两种保护机制BBWC（Battery-BackedWriteCache）使用电池供电，一般保持72小时。必须在规定时间内将服务器上电，把缓存数据刷入硬盘FBWC（Flash-BasedWriteCache）使用Flash做缓存数据的存储，掉电时将缓存中的数据写入Flash中存储。写入速度快，一般在几秒钟内完成这一过程，永久有效，无时间限制

36常用RAID控制卡P441P440H240P440arP84037PCI-E638PCI-E接口介绍PCI-E接口采用串行传输数据，每个连接设备都有专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且有很高数据传输频率39PCI扩展槽分类PCIPCI-XPCI-E1.0PCI-E2.0PCI-E3.0PCI-E16XPCI-E8XPCI-E4X主板扩展槽40PCI-E介绍PCIExpress（以下简称PCI-E）是新一代的总线接口。它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x16x1x4x841PCI-E卡速率PCI-E不同规格/通道带宽对比（单向）PCI-E1.XPCI-E2.XPCI-E3.0X1250MB/s500MB/s1GB/sX41GB/s2GB/s4GB/sX82GB/s4GB/s8GB/sX164GB/s8GB/s16GB/sPCI-E支持向下兼容：PCI-EX16插槽上可插X8/X4的卡PCI-E3.0可向下兼容PCI-E2.042

电源643服务器电源介绍电源是服务器的供电装置交流稳压电源：能够提供一个稳定电压和频率的电源称交流稳定电源直流稳压电源：能为负载提供稳定直流电源的电子装置冗余电源：由芯片控制电源进行负载均衡，当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作，在更换电源后，又是两个电源协同工作44电源的分类451.服务器基础知识2.服务器硬件组件3.服务器软件功能目录46服务器软件-BIOSBIOS—