服务器概述

服务器,也称伺服器,是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求,并进行处理,因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。

服务器概述

解释:服务器即为客户端提供服务、数据、资源的机器。当我们遇到问题时,上网搜索答案,那是谁给我们提供答案呢?对啦,那就是服务器,一般个人电脑服务一个人,而服务器服务多人,还要在很短的时间内响应各种请求,所以,他的运算能力要特别强,它与处理器、硬盘、内存、系统总线等一起配合来处理信息。

我们可以把服务器看做一个特殊的、功能强大、没有外接设备(屏幕、键盘、鼠标)的电脑。所以,同电脑一样,一个服务器一个IP,一些大公司,拥有成千上万个服务器。这时候,我们访问,众所周知,是通过主机域名来访问资源,服务器随机分配。

开发服务器的语言:开发服务器的语言很多:Java、PHP、.net、node.js、python、go、ruby、erlang等等,不同语言开发的服务器,对应的配置电脑为服务器的软件也不一样(这里说的都是Windows系统的)。

    java — Tomcat

    php — wamp (w-windows、a-apache、m - mysql、p-php)

    node.js — NodeJS


发展史:


一、特性

可以从这几个方面来衡量服务器是否达到了其设计目的;R:Reliability可靠性;A:Availability可用性;S:Scalability可扩展性;U:Usability易用性;M:Manageability可管理性,即服务器的RASUM衡量标准。

1、可扩展性

服务器必须具有一定的“可扩展性”,这是因为企业网络不可能长久不变,特别是在当今信息时代。如果服务器没有一定的可扩展性,当用户一增多就不能胜任的话,一台价值几万,甚至几十万的服务器在短时间内就要遭到淘汰,这是任何企业都无法承受的。为了保持可扩展性,通常需要在服务器上具备一定的可扩展空间和冗余件(如磁盘阵列架位、PCI和内存条插槽位等)。

可扩展性具体体现在硬盘是否可扩充,CPU是否可升级或扩展,系统是否支持WindowsNT、Linux或UNIX等多种可选主流操作系统等方面,只有这样才能保持前期投资为后期充分利用。

2、易使用性

服务器的功能相对于PC机来说复杂许多,不仅指其硬件配置,更多的是指其软件系统配置。服务器要实现如此多的功能,没有全面的软件支持是无法想象的。但是软件系统一多,又可能造成服务器的使用性能下降,管理人员无法有效操纵。所以许多服务器厂商在进行服务器的设计时,除了在服务器的可用性、稳定性等方面要充分考虑外,还必须在服务器的易使用性方面下足功夫。

服务器的易使用性主要体现在服务器是不是容易操作,用户导航系统是不是完善,机箱设计是不是人性化,有没有关键恢复功能,是否有操作系统备份,以及有没有足够的培训支持等方面。

3、可用性

对于一台服务器而言,一个非常重要的方面就是它的“可用性”,即所选服务器能满足长期稳定工作的要求,不能经常出问题。其实就等同于Sun所提出的可靠性(Reliability)。

因为服务器所面对的是整个网络的用户,而不是单个用户,在大中型企业中,通常要求服务器是永不中断的。在一些特殊应用领域,即使没有用户使用,有些服务器也得不间断地工作,因为它必须持续地为用户提供连接服务,而不管是在上班,还是下班,也不管是工作日,还是休息、节假日。这就是要求服务器必须具备极高的稳定性的根本原因。

一般来说专门的服务器都要7X24小时不间断地工作,特别像一些大型的网络服务器,如大公司所用服务器、网站服务器,以及提供公众服务iqdeWEB服务器等更是如此。对于这些服务器来说,也许真正工作开机的次数只有一次,那就是它刚买回全面安装配置好后投入正式使用的那一次,此后,它不间断地工作,一直到彻底报废。如果动不动就出毛病,则网络不可能保持长久正常运作。为了确保服务器具有高得“可用性”,除了要求各配件质量过关外,还可采取必要的技术和配置措施,如硬件冗余、在线诊断等。

4、易管理性

在服务器的主要特性中,还有一个重要特性,那就是服务器的“易管理性”。虽然我们说服务器需要不间断地持续工作,但再好的产品都有可能出现故障,拿人们常说的一句话来说就是:不是不知道它可能坏,而是不知道它何时坏。服务器虽然在稳定性方面有足够保障,但也应有必要的避免出错的措施,以及时发现问题,而且出了故障也能及时得到维护。这不仅可减少服务器出错的机会,同时还可大大提高服务器维护的效率。其实也就是Sun提出的可服务性(Serviceability)。

服务器的易管理性还体现在服务器有没有智能管理系统,有没有自动报警功能,是不是有独立与系统的管理系统,有没有液晶监视器等方面。只有这样,管理员才能轻松管理,高效工作。

二、结构

服务器系统的硬件构成与我们平常所接触的电脑有众多的相似之处,主要的硬件构成仍然包含如下几个主要部分:中央处理器、内存、芯片组、I/O总线、I/O设备、电源、机箱和相关软件。这也成了我们选购一台服务器时所主要关注的指标。

解释:整个服务器系统就像一个人,处理器就是服务器的大脑,而各种总线就像是分布于全身肌肉中的神经,芯片组就像是骨架,而I/O设备就像是通过神经系统支配的人的手、眼睛、耳朵和嘴;而电源系统就像是血液循环系统,它将能量输送到身体的所有地方。

在信息系统中,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,设计根本出发点的差异决定了服务器应该具备比PC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机在设计上则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。


1.CPU

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(Very Long Instruction Word超长指令集架构)指令系统的CPU。

CISC型CPU

CISC是英文“Complex Instruction Set Computer”的缩写,中文意思是“复杂指令集”,它是指英特尔生产的x86(intelCPU的一种命名规范)系列CPU及其兼容CPU(其他厂商如AMD,VIA等生产的CPU),它基于PC机(个人电脑)体系结构。这种CPU一般都是32位的结构,所以我们也把它称为IA-32 CPU。(IA: Intel Architecture,Intel架构)。CISC型CPU主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。

RISC型CPU

RISC是英文“Reduced Instruction Set Computer”的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC(Complex Instruction Set Computer)指令系统基础上发展起来的,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,架构在同等频率下,采用RISC架构的CPU比CISC架构的CPU性能高很多,这是由CPU的技术特征决定的。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。

2.内存

内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。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。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。(synchronous)SDRAM同步动态随机存取存储器:SDRAM为168脚,这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使CPU和RAM能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据,速度比EDO内存提高50%。DDR(DOUBLE DATA RATE)RAM :SDRAM的更新换代产品,他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。

●只读存储器(ROM)

ROM表示只读存储器(Read Only Memory),在制造ROM的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器停电,这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。

●随机存储器(RAM)

随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存,内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有1G/条,2G/条,4G/条等。

●高速缓冲存储器(Cache)

Cache也是我们经常遇到的概念,也就是平常看到的一级缓存(L1 Cache)、二级缓存(L2 Cache)、三级缓存(L3 Cache)这些数据,它位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时,CPU就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存中的数据。

3.硬盘

硬盘是电脑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。碟片外覆盖有铁磁性材料。硬盘有固态硬盘(SSD 盘,新式硬盘)、机械硬盘(HDD传统硬盘)、混合硬盘(HHD一块基于传统机械硬盘诞生出来的新硬盘)。SSD采用闪存颗粒来存储,HDD采用磁性碟片来存储,混合硬盘(HHD: Hybrid HardDisk)是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。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。

接口种类

ATA:ATA 全称 Advanced Technology Attachment,是用传统的40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的,外部接口速度最大为133MB/s,因为并口线的抗干扰性太差,且排线占空间,不利计算机散热,将逐渐被SATA 所取代。

IDE:全称 Integrated Drive Electronics,即“电子集成驱动器”,俗称PATA并口。

SAS:SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术,和现在流行的Serial ATA(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。

SATA:

2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA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。

SATA Ⅱ:SATA Ⅱ是芯片巨头Intel英特尔与硬盘巨头Seagate希捷在SATA的基础上发展起来的,其主要特征是外部传输率从SATA的150MB/s进一步提高到了300MB/s,此外还包括NCQ(Native Command Queuing,原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。但是并非所有的SATA硬盘都可以使用NCQ技术,除了硬盘本身要支持NCQ之外,也要求主板芯片组的SATA控制器支持NCQ。

SATA Ⅲ:正式名称为“SATARevision3.0”,是串行ATA国际组织(SATA-IO)在2009年5月份发布的新版规范,主要是传输速度翻番达到6Gbps,同时向下兼容旧版规范“SATARevision2.6”(也就是现在俗称的SATA3Gbps),接口、数据线都没有变动。SATA3.0接口技术标准是2007上半年英特尔公司提出的,由英特尔公司的存储产品架构设计部技术总监KnutGrimsrud负责。KnutGrimsrud表示,SATA3.0的传输速率将达到6Gbps,将在SATA2.0的基础上增加1倍。

SCSI:SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标准接口,而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI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,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。

光纤通道:光纤通道的英文拼写是Fibre Channel,和SCSI接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术,是专门为网络系统设计的,但随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。

光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计的,能满足高端工作站、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、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。

RAID的优点-1. 传输速率高。在部分RAID模式中,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可以达到单个的磁盘驱动器几倍的速率。因为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。 2. 更高的安全性。相较于普通磁盘驱动器很多RAID模式都提供了多种数据修复功能,当RAID中的某一磁盘驱动器出现严重故障无法使用时,可以通过RAID中的其他磁盘驱动器来恢复此驱动器中的数据,而普通磁盘驱动器无法实现,这是使用RAID的第二个原因。

RAID的分类:

RAID 0,无冗余无校验的磁盘阵列。数据同时分布在各个磁盘上,没有容错能力,读写速度在RAID中最快,但因为任何一个磁盘损坏都会使整个RAID系统失效,所以安全系数反倒比单个的磁盘还要低。一般用在对数据安全要求不高,但对速度要求很高的场合,如:大型游戏、图形图像编辑等。此种RAID模式至少需要2个磁盘,而更多的磁盘则能提供更高效的数据传输。

RAID 1,称为磁盘镜像,原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,也就是说数据在写入一块磁盘的同时,会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件,在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上,只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用,甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时,系统会忽略该硬盘,转而使用剩余的镜像盘读写数据,具备很好的磁盘冗余能力。虽然这样对数据来讲绝对安全,但是成本也会明显增加,磁盘利用率为50%,以四块80GB容量的硬盘来讲,可利用的磁盘空间仅为160GB。另外,出现硬盘故障的RAID系统不再可靠,应当及时的更换损坏的硬盘,否则剩余的镜像盘也出现问题,那么整个系统就会崩溃。更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像,外界对数据的访问不会受到影响,只是这时整个系统的性能有所下降。因此,RAID 1多用在保存关键性的重要数据的场合。

RAID2,带海明码校验。从概念上讲,RAID 2 同RAID 3类似, 两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节。然而RAID 2 使用一定的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂。因此,在商业环境中很少使用。下图左边的各个磁盘上是数据的各个位,由一个数据不同的位运算得到的海明校验码可以保存另一组磁盘上。由于海明码的特点,它可以在数据发生错误的情况下将错误校正,以保证输出的正确。它的数据传送速率相当高,如果希望达到比较理想的速度,那最好提高保存校验码ECC码的硬盘,对于控制器的设计来说,它又比RAID3,4或5要简单。没有免费的午餐,这里也一样,要利用海明码,必须要付出数据冗余的代价。输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等。

RAID3:带奇偶校验码的并行传送。这种校验码与RAID2不同,只能查错不能纠错。它访问数据时一次处理一个带区,这样可以提高读取和写入速度。校验码在写入数据时产生并保存在另一个磁盘上。需要实现时用户必须要有三个以上的驱动器,写入速率与读出速率都很高,因为校验位比较少,因此计算时间相对而言比较少。用软件实现RAID控制将是十分困难的,控制器的实现也不是很容易。它主要用于图形(包括动画)等要求吞吐率比较高的场合。不同于RAID 2,RAID 3使用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据。 如果奇偶盘失效,则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

RAID4:带奇偶校验码的独立磁盘结。RAID4和RAID3很象,不同的是,它对数据的访问是按数据块进行的,也就是按磁盘进行的,每次是一个盘。在图上可以这么看,RAID3是一次一横条,而RAID4一次一竖条。它的特点和RAID3也挺象,不过在失败恢复时,它的难度可要比RAID3大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。

RAID5:分布式奇偶校验的独立磁盘结构。从它的示意图上可以看到,它的奇偶校验码存在于所有磁盘上,其中的p0代表第0带区的奇偶校验值,其它的意思也相同。RAID5的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上,所以提高了可靠性。但是它对数据传输的并行性解决不好,而且控制器的设计也相当困难。RAID 3 与RAID 5相比,重要的区别在于RAID3每进行一次数据传输,需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”,即每一次写操作,将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。

RAID6:带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构。名字很长,但是如果看到图,大家立刻会明白是为什么,请注意p0代表第0带区的奇偶校验值,而pA代表数据块A的奇偶校验值。它是对RAID5的扩展,主要是用于要求数据绝对不能出错的场合。当然了,由于引入了第二种奇偶校验值,所以需要N+2个磁盘,同时对控制器的设计变得十分复杂,写入速度也不好,用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多,造成了不必须的负载。我想除了军队没有人用得起这种东西。

RAID7:优化的高速数据传送磁盘结。RAID7所有的I/O传送均是同步进行的,可以分别控制,这样提高了系统的并行性,提高系统访问数据的速度;每个磁盘都带有高速缓冲存储器,实时操作系统可以使用任何实时操作芯片,达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视,可以对校验区指定独立的传送信道以提高效率。可以连接多台主机,因为加入高速缓冲存储器,当多用户访问系统时,访问时间几乎接近于0。由于采用并行结构,因此数据访问效率大大提高。需要注意的是它引入了一个高速缓冲存储器,这有利有弊,因为一旦系统断电,在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失,因此需要和UPS一起工作。当然了,这么快的东西,价格也非常昂贵。

RAID10:高可靠性与高效磁盘结构。这种结构无非是一个带区结构加一个镜象结构,因为两种结构各有优缺点,因此可以相互补充,达到既高效又高速的目的。大家可以结合两种结构的优点和缺点来理解这种新结构。这种新结构的价格高,可扩充性不好。主要用于数据容量不大,但要求速度和差错控制的数据库中。

RAID53:高效数据传送磁盘结构。越到后面的结构就是对前面结构的一种重复和再利用,这种结构就是RAID3和带区结构的统一,因此它速度比较快,也有容错功能。但价格十分高,不易于实现。这是因为所有的数据必须经过带区和按位存储两种方法,在考虑到效率的情况下,要求这些磁盘同步真是不容易。

4.系统总线

系统总线又称内总线(Internal Bus)或板级总线(Board-Level)或计算机总线(Microcomputer Bus)。因为该总线是用来连接微机各功能部件而构成一个完整微机系统的,所以称之为系统总线。系统总线是微机系统中最重要的总线,人们平常所说的微机总线就是指系统总线,如PC总线、AT总线(ISA总线)、PCI总线等。

三、分类

1.按体系架构

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(并行指令代码)处理器,并且主要采用UNIX和其它专用操作系统的服务器,精简指令集处理器主要有IBM公司的POWER和PowerPC处理器,SUN与富士通公司合作研发的SPARC处理器、EPIC处理器主要是Intel研发的安腾处理器等。

这种服务器价格昂贵,体系封闭,但是稳定性好,性能强,主要用在金融、电信等大型企业的核心系统中。

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。价格便宜、兼容性好、稳定性较差、安全性不算太高,主要用在中小企业和非关键业务中。

2.按外形

机架式:

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=4.445CM)、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。

优点:相对塔式服务器大大节省了空间占用,使布线、管理更为简洁,节省了机房的托管费用,并且随着技术的不断发展,机架式服务器有着不逊色于塔式服务器的性能,机架式服务器是一种平衡了性能和空间占用的解决方案。

缺点:由于机身的限制,在扩展能力和散热能力上不如塔式服务器,这就需要对机架式服务器的系统结构专门进行设计,如主板、接口、散热系统等,设计成本提高,所以价格一般也要高于塔式服务器。

建议:推荐给资金较为充裕,针对性比较强的应用。如需要密集型部署的服务运营商、群集计算等等。

对于信息服务企业(如ISP/ICP/ISV/IDC)而言,选择服务器时首先要考虑服务器的体积、功耗、发热量等物理参数,因为信息服务企业通常使用大型专用机房统一部署和管理大量的服务器资源,机房通常设有严密的保安措施、良好的冷却系统、多重备份的供电系统,其机房的造价相当昂贵。如何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。机架式服务器也有多种规格,例如1U(4.45cm高)、2U、4U、6U、8U等。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,可扩展性好,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。管理也十分方便,厂商通常提供以相应的管理和监控工具,适合大访问量的关键应用,但体积较大,空间利用率不高。


刀片式:

所谓刀片服务器(准确的说应叫做刀片式服务器)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,如Windows NT/2000、Linux等,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,因此相较于机架式服务器和机柜式服务器,单片母板的性能较低。不过,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。在集群模式下,所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境,并同时共享资源,为相同的用户群服务。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。

优点:扩展方便,刀片可以进行热插拔,通过刀片架组成服务器集群,提供高速的网络服务,如需升级,在集群中插入新的刀片即可。每个刀片服务器不需要单独的电源等部件,共享服务器资源,这样可以有效降低供功耗,并且可以通过机柜统一的进行布线和集中管理,这样为连接管理提供了非常大的方便,可以有效节省企业总体拥有成本。

缺点:刀片服务器至今还没有形成一个统一的标准,刀片服务器的几大巨头如IBM、HP、Sun之间互不兼容,这样导致了刀片服务器用户选择的空间很狭窄。另外成本在前面两种来说也是最高。

建议:推荐给日常处理信息量大,服务器集群多且性能要求高的大型企业使用。

塔式:

塔式服务器应该是大家见得最多,也最容易理解的一种服务器结构类型,因为它的外形以及结构都跟我们平时使用的立式PC差不多,当然,由于服务器的主板扩展性较强、插槽也多出一堆,所以个头比普通主板大一些,因此塔式服务器的主机机箱也比标准的ATX机箱要大,一般都会预留足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的冗余扩展。

由于塔式服务器的机箱比较大,服务器的配置也可以很高,冗余扩展更可以很齐备,所以它的应用范围非常广,应该说使用率最高的一种服务器就是塔式服务器。我们平时常说的通用服务器一般都是塔式服务器,它可以集多种常见的服务应用于一身,不管是速度应用还是存储应用都可以使用塔式服务器来解决。

优点:成本低于机架、刀片服务器,由于机箱较大,具备良好的扩展能力和散热性能,可以配置多路处理器、多根内存、多块硬盘、多个冗余电源和散热风扇。

缺点:机器重量、空间占用率相对其他两种是最高。

建议:推荐给服务器扩展、散热性能要求较高,且采购数量不多、且空间比较冗余的用户。

机柜式:

在一些高档企业服务器中由于内部结构复杂,内部设备较多,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。机柜式通常由机架式、刀片式服务器再加上其它设备组合而成。

对于证券、银行、邮电等重要企业,则应采用具有完备的故障自修复能力的系统,关键部件应采用冗余措施,对于关键业务使用的服务器也可以采用双机热备份高可用系统或者是高性能计算机,这样的系统可用性就可以得到很好的保证。


3.按应用层次

按应用层次划分通常也称为“按服务器档次划分”或“按网络规模”分,是服务器最为普遍的一种划分方法,它主要根据服务器在网络中应用的层次(或服务器的档次来)来划分的。要注意的是这里所指的服务器档次并不是按服务器CPU主频高低来划分,而是依据整个服务器的综合性能,特别是所采用的一些服务器专用技术来衡量的。按这种划分方法,服务器可分为:入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器、企业级服务器。

入门级服务器

这类服务器是最基础的一类服务器,也是最低档的服务器。随着PC技术的日益提高,许多入门级服务器与PC机的配置差不多,所以也有部分人认为入门级服务器与“PC服务器”等同。这类服务器所包含的服务器特性并不是很多,通常只具备以下几方面特性:

1有一些基本硬件的冗余,如硬盘、电源、风扇等,但不是必须的;

2通常采用SCSI接口硬盘,也有采用SATA串行接口的;

3部分部件支持热插拔,如硬盘和内存等,这些也不是必须的;

4通常只有一个CPU,但不是绝对;

5内存容量最大支持16GB。

这类服务器主要采用Windows或者NetWare网络操作系统,可以充分满足办公室型的中小型网络用户的文件共享、数据处理、Internet接入及简单数据库应用的需求。这种服务器与一般的PC机很相似,有很多小型公司干脆就用一台高性能的品牌PC机作为服务器,所以这种服务器无论在性能上,还是价格上都与一台高性能PC品牌机相差无几。

入门级服务器所连的终端比较有限(通常为20台左右),况且在稳定性、可扩展性以及容错冗余性能较差,仅适用于没有大型数据库数据交换、日常工作网络流量不大,无需长期不间断开机的小型企业。不过要说明的一点就是目前有的比较大型的服务器开发、生产厂商在后面我们要讲的企业级服务器中也划分出几个档次,其中最低档的一个企业级服务器档次就是称之为"入门级企业级服务器",这里所讲的入门级并不是与我们上面所讲的"入门级"具有相同的含义,不过这种划分的还是比较少。还有一点就是,这种服务器一般采用Intel的专用服务器CPU芯片,是基于Intel架构(俗称"IA结构")的,当然这并不是一种硬性的标准规定,而是由于服务器的应用层次需要和价位的限制。

工作组服务器

工作组服务器是一个比入门级高一个层次的服务器,但仍属于低档服务器之类。从这个名字也可以看出,它只能连接一个工作组(50台左右)那么多用户,网络规模较小,服务器的稳定性也不像下面我们要讲的企业级服务器那样高的应用环境,当然在其它性能方面的要求也相应要低一些。工作组服务器具有以下几方面的主要特点:

1.通常仅支持单或双CPU结构的应用服务器(但也不是绝对的,特别是SUN的工作组服务器就有能支持多达4个处理器的工作组服务器,当然这类型的服务器价格方面也就有些不同了)。

2.可支持大容量的ECC内存和增强服务器管理功能的SM总线。

3.功能较全面、可管理性强,且易于维护。

4.采用Intel服务器CPU和Windows/NetWare网络操作系统,但也有一部分是采用UNIX系列操作系统的。

5.可以满足中小型网络用户的数据处理、文件共享、Internet接入及简单数据库应用的需求。

工作组服务器较入门级服务器来说性能有所提高,功能有所增强,有一定的可扩展性,但容错和冗余性能仍不完善、也不能满足大型数据库系统的应用,但价格也比前者贵许多,一般相当于2~3台高性能的PC品牌机总价。

部门级服务器

这类服务器是属于中档服务器之列,一般都是支持双CPU以上的对称处理器结构,具备比较完全的硬件配置,如磁盘阵列、存储托架等。部门级服务器的最大特点就是,除了具有工作组服务器全部服务器特点外,还集成了大量的监测及管理电路,具有全面的服务器管理能力,可监测如温度、电压、风扇、机箱等状态参数,结合标准服务器管理软件,使管理人员及时了解服务器的工作状况。同时,大多数部门级服务器具有优良的系统扩展性,能够满足用户在业务量迅速增大时能够及时在线升级系统,充分保护了用户的投资。它是企业网络中分散的各基层数据采集单位与最高层的数据中心保持顺利连通的必要环节,一般为中型企业的首选,也可用于金融、邮电等行业。

部门级服务器一般采用IBM、SUN和HP各自开发的CPU芯片,这类芯片一般是RISC结构,所采用的操作系统一般是UNIX系列操作系统,LINUX也在部门级服务器中得到了广泛应用。

部门级服务器可连接100个左右的计算机用户、适用于对处理速度和系统可靠性高一些的中小型企业网络,其硬件配置相对较高,其可靠性比工作组级服务器要高一些,当然其价格也较高(通常为5台左右高性能PC机价格总和)。由于这类服务器需要安装比较多的部件,所以机箱通常较大,采用机柜式的。

企业级服务器

企业级服务器是属于高档服务器行列,正因如此,能生产这种服务器的企业也不是很多,但同样因没有行业标准硬件规定企业级服务器需达到什么水平,所以也看到了许多本不具备开发、生产企业级服务器水平的企业声称自己有了企业级服务器。企业级服务器最起码是采用4个以上CPU的对称处理器结构,有的高达几十个。

另外一般还具有独立的双PCI通道和内存扩展板设计,具有高内存带宽、大容量热插拔硬盘和热插拔电源、超强的数据处理能力和群集性能等。这种企业级服务器的机箱就更大了,一般为机柜式的,有的还由几个机柜来组成,像大型机一样。企业级服务器产品除了具有部门级服务器全部服务器特性外,最大的特点就是它还具有高度的容错能力、优良的扩展性能、故障预报警功能、在线诊断和RAM、PCI、CPU等具有热插拔性能。有的企业级服务器还引入了大型计算机的许多优良特性。这类服务器所采用的芯片也都是几大服务器开发、生产厂商自己开发的独有CPU芯片,所采用的操作系统一般也是UNIX(Solaris)或LINUX。

企业级服务器适合运行在需要处理大量数据、高处理速度和对可靠性要求极高的金融、证券、交通、邮电、通信或大型企业。企业级服务器用于联网计算机在数百台以上、对处理速度和数据安全要求非常高的大型网络。企业级服务器的硬件配置最高,系统可靠性也最强。

服务器中配置固态硬盘已经是一个普遍的选择,特别是如果只有很小比例的服务器存在性能问题的话尤其如此。固态硬盘可以帮助用户解决服务器性能的瓶颈。固态硬盘也可以让高速存储更加的接近处理器并将共享存储网络这个潜在的瓶颈剔除掉。目前有三种固态硬盘的形式作为达标:即硬盘驱动型SSD,SSD DIMM和PCIs SSD。

4.按用途类型

文件服务器:Server-U、FileZilla、VsFTP等;

数据库服务器:Oracle、MySQL、PostgreSQL、MSSQL等;

邮件服务器:Postfix、Sendmail等;

Web服务器:Apache、Nginx、IIS、Tomcat、NodeJS等。


5. 按服务器浏览权限

外网服务器,别名:远程服务器,任何网段的设备都能访问的服务器。

应用场景:应用上线后使用的服务器;

使用人群:供全体用户使用;

速度:取决于服务器的性能、用户的网速。

内网服务器,别名:本地服务器,只有连同样内网的设备才能访问到的服务器。

应用场景:应用处于开发、测试阶段使用的服务器;

使用人群:仅供公司内部的开发人员、测试人员使用;

速度:由于是局域网,所以速度飞快,有助于提高开发测试效率。

一般公司会有三套服务器:本地测试服务器、外网测试服务器、外网正式服务器。内网测试可以直接测试服务器的并发连接性能,外网的话首先要考验你的互联网导致的延时和掉包的因素。

6.按CPU数量

单路服务器(一路服务器);

双路服务器(两路服务器);

四路服务器;

多路服务器。

这种分类方式,也最常体现到不同厂家服务器类型的分类上。如华为的RH2288为两路服务器,RH5885为四路服务器,RH8100为八路服务器。


7.按CPU指令集

RISC精简指令集CPU:采用RISC CPU的服务器通常运行Unix操作系统,国外称为Unix服务器,国内俗称为小型机。

CISC复杂指令集CPU:X86 CPU则采用的是CISC指令集,采用X86 CPU的服务器称为X86服务器。


补充问题:

服务器的访问的速度由哪些因素决定?

A.服务器的硬件配置(包括服务器的类型、CPU、硬盘速度、内存大小、网卡速度等);

B.服务器所在的网络环境与Internet骨干网相联的速率;

C.ChinaNet的国际出口速率;

D.访问者的ISP(Internet接入服务提供商)与ChinaNet之间的专线速率;

E.访问者的ISP(Internet接入服务提供商)向客户端开放的端口接入速率;

F.访问者计算机的配置,Modem的速率、电话线路的质量等。

服务器技术架构的三大发展趋势:

图:服务器发展三大趋势

客户需求决定了服务器的发展方向。从服务器的技术架构来看,目前整个服务器的技术架构的发展有三个大趋势:

  1. Scale-up纵向扩展架构
  2. Scale-out横向扩展架构
  3. Hyper-converged超融合架构

Scale-up纵向扩展架构特性:

图:Scale-up架构特性

  • 主要是提升单体服务器的计算性能。包括高可靠,高可用以及可扩展性。主要适用于高性能交易类业务。如:企业核心交易数据库;关键应用系统以及HPC高性能计算机等业务。
  • Scale-up架构被广泛应用于金融交易,电信计费,科学研究,气象分析等领域。
  • Scale-up服务器可以比作一艘庞大而战斗力超强的大型战列舰,具有强大的武器装备和作战性能,是大规模海战的核心作战系统。

Scale-out横向扩展架构特性:

  • 简单说就是以数量取胜。Scale-out架构通常对单台服务器的性能要求不高,主要通过更多的服务器来协同完成任务。
  • Scale-out通常具有高并发性能、低成本、高密度、节能低碳、统一管理等特点。
  • 这种架构通常使用与超大规模数据中心、大数据分析、共有云、Web应用集群等业务场景。
  • Scale-out系统可以比作是一个轻型的快艇集群,通过群狼战术,实现整体的作战效能。

Hyper-converged超融合架构:

图:超融合架构特性

  • 这种架构的理念是将计算、存储、网络和统一管理放在一个盒子里,可以做到开箱即用,提供一个整体的计算解决方案。这样的架构设计,可达到整体系统的一体化融合集成,性能优化,建议管理的目的。通过一体化的设计、集成与优化,消除系统瓶颈,实现更好的整体系统效能。
  • 超融合架构主要应用于高性能数据分析,数据库整合,云计算资源池平台,一体化数据中心等应用场景。
  • Hyper-converged的超融合架构可以比作一艘航空母舰,通过系统平台的整体集成与优化设计。既拥有超强的核动力驱动,又有强大的舰载机集群,远程防控,巡航导弹等综合火力打击系统,以及C4SIR综合情报,管理与指挥控制系统,形成一个超强的整体优势作战平台。

业务应用和服务器部署:

  • 单机系统:

    早期的服务器系统都是单机应用,在一台服务器上部署了所有的应用软件。为一个或几个用户提供计算或业务服务,这种单机系统通常也被称为工作站。

  • C/S应用部署架构

图:C/S架构

在C/S共享系统中,通常会有一个集中共享的应用数据库,而每个员工会有自己的PC机,在每台PC机上要安装相同或不同的应用程序,这些应用程序能够操作使用或者共享应用数据库。这样能够实现业务数据的协同操作,应用共享和统一保存。

在C/S架构中,由一个共享数据库对应多个应用客户端,构成两次的应用部署架构。这些应用程序的部署,配置和维护都比较复杂。软件升级也需要每天客户端逐一的升级,不利于应用的灵活部署,也不利于大规模的客户应用和推广。

  • B/S架构模式:

     

    图:B/S架构模式

    为了解决C/S架构所面临的问题,在C/S架构的基础上,又提出了一种优化的B/S架构。也就是Browse/Server三层模式的应用系统架构。B/S架构伴随着因特网的兴起而发展起来,是对C/S架构的一种改进。

    在B/S架构中,PC机客户端只需要有一个标准的Web浏览器,不需要安装其他的应用程序。而类似于C/S架构中的数据库,应用服务器软件都被安装在后台的服务器上,使用用户通过Web浏览器连接登录到服务器即可获得相应的服务。当需要使用不同的应用服务时,客户只需要用Web浏览器连接到不同的应用服务器即可。

    B/S架构的Web客户端使用简单,免维护。而业务应用软件,数据库系统,则可以集中,统一部署,统一维护。非常适用于大规模应用系统的部署与服务。

    互联网业务是典型的B/S架构。

  • 由于互联网业务的并发点击负载高,海量大数据等特点。因此互联网业务的后台服务系统的架构模式,一直是朝着开放,分布式的架构模式发展,并不断产生新的变化与技术创新。今天如百度,腾讯数据中心的互联网架构,普遍采用大规模分布式的数据库,Hadoop大数据集群,高密Scale-out水平扩展的应用,搜索,Web集群接入的部署架构模式。

服务器上层软件架构

服务器的系统安装与业务部署:

图:常见OS

  • 主流的Unix服务器操作系统有AIX Solaris和HP-un11。
  • X86服务器的操作系统通常是Linux系统和Windows操作系统。
  • 对于云计算平台通常要安装VMware,FusionSphere或KVM等虚拟化系统。虚拟化系统可以将一个物理服务器模拟成多台小的虚拟化服务器来使用,通过服务器虚拟化化能够提供更好的资源使用效率,自动部署和简化管理。

主要服务器数据库:

图:主流数控软件

主流的数据库有,Oracle,IBM DB2数据库,开源的My SQL数据库,以及国产的人大金仓,达梦数据库等。

主要服务器中间件:

图:主要服务器中间件

目前市场上以Java中间件为主,比如商用的中间件有Weblogic,Webspher,Tuxedo,东方通等。开源的中间件有,Tomcat JBoss中间件等。中间件可以为上层应用软件提供运行和开发环境。提供预制可复用的业务功能模块,API接口等,帮助用户灵活、高效地开发和基础复杂的应用系统。

主要服务器业务应用:

图:主要服务器业务应用

业务应用软件是面向客户的应用逻辑层软件。比如ERP,CRM,HR等应用软件。业务应用软件通常是基于数据库、中间件等基础架构平台之上,根据客户的需求进行定制开发,最终满足客户业务要求的软件系统。

与云计算服务架构对应关系:

图:与云计算服务架构对应关系

  • 通常来讲包括服务器,存储,网络等硬件基础设施,以及操作系统,虚拟化层。对应的是IaaS云服务层。
  • 数据库、中间件通常会对应PaaS云服务层。
  • 业务应用层软件则会面向SaaS层服务。


 


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