chapter服務器技術與系統(tǒng)集成

1、校園網建設狀況自評報告 網絡系統(tǒng)集成與工程設計編著：楊威 王云 劉景宜第6章 人 民 郵 電 出 版 社 SXTU-INC-YW 本章知識要點：服務器的概念、功能與分類基于CISC和RISC處理器的服務器對稱多處理器技術，ECC內存技術SCSI寬帶高性能存儲技術，控制與管理技術Client/Server，Browser/ServerBrowser/Application/Server，Net與Web Service模式服務器的性能與配置網絡服務器軟硬件產品的選型集群與熱備的概念，雙機集群的工作模式及原理雙機集群和熱備技術，服務器整體架構解決方案 第6章服務器技術與系統(tǒng)集成 SXTU-INC-Y

2、W 本章重點：服務器的對稱多處理器技術SCSI寬帶高性能存儲技術服務器應用系統(tǒng)的架構服務器的性能與配置雙機集群的工作模式、工作原理、集群和熱備技術及方案服務器整體架構第6章服務器技術與系統(tǒng)集成 本章難點：雙機集群與熱備的工作模式和原理 SXTU-INC-YW 6.1.1 服務器的產生6.1 服務器概述 超大規(guī)模集成電路技術的進步和成本下降計算機軟硬件資源共享的需求 計算機網絡應運而生 信息資源共享變革的過程中，服務器（網絡信息資源設備）充當了非常重要的角色 所謂服務器，就是計算機網絡中一種為客戶機提供各種服務的計算機。它在網絡操作系統(tǒng)的管理與控制下，與其相連的硬盤、磁帶、打印機及專用通信設備提

3、供給網絡上的客戶機共享，也能為網絡用戶提供集中計算、數(shù)據(jù)庫管理和Web應用等服務。 SXTU-INC-YW 1.服務器為多個用戶提供服務時更可靠 服務器可以可靠地處理多個用戶的多項任務。服務器在設計上適于同時執(zhí)行多項任務、易于性能升級、利于保證業(yè)務的正常運作。與一般的PC相比，服務器不但具有更快的數(shù)據(jù)傳輸和更強大的硬盤驅動器，還可配備多個處理器和大的內存，因此性能達到了最優(yōu)。6.1.2 服務器的功能 2.服務器具有更高的可伸縮性和可用性 服務器具有可靠的冗余功能（例如：RAID控制器），可以確保網絡始終用于關鍵業(yè)務運作。 SXTU-INC-YW 作為最重要的網絡資源設備，服務器的應用先后經歷了

4、文件服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、Internet/Intranet通用服務器和專用功能服務器等多種角色的演進與并存。 6.1.3 服務器的分類文件服務器數(shù)據(jù)庫服務器 Internet/Intranet通用服務器 功能服務器 SXTU-INC-YW 1. RISC 的產生和發(fā)展 80 20 規(guī)律 典型程序中 80% 的語句僅僅使用處理機中 20% 的指令 執(zhí)行頻度高的簡單指令，因復雜指令的存在，執(zhí)行速度無法提高RISC（Reduced Instruction Set Computer）CISC（Complex Instruction Set Computer） RISC技術 能否用 20% 的簡單指令

5、組合不常用的 80% 的指令功能？6.2 服務器的結構與技術 SXTU-INC-YW 指令系統(tǒng)的發(fā)展 1. 指令系統(tǒng)的發(fā)展方向指令系統(tǒng)是伴隨著計算機系統(tǒng)結構的完善和性能的提高而發(fā)展起來的，指令系統(tǒng)的發(fā)展有兩種不同的途徑和方向：一種是一步增強原有指令的功能以及設置更為復雜的新指令取代原先由軟件子程序完成的功能。按此方向發(fā)展，指令系統(tǒng)日益龐大和復雜，用這種途徑設計成CPU的計算機稱為復雜指令系統(tǒng)計算機（Complex Instruction Set Computer），簡稱CISC。另一種是通過減少指令種類和簡化指令功能來降低硬件設計的復雜度，提高指令的執(zhí)行速度。按此方向發(fā)展，指令系統(tǒng)日益縮小和精

6、簡，用這種途徑設計成CPU的計算機即為精簡指令系統(tǒng)計算機（Reduced Instruction Set Computer），簡稱RISC。 SXTU-INC-YW RISC 的主要特征 選用使用頻率較高的一些 簡單指令復雜指令的功能由簡單指令來組合 指令 長度固定 只有 LOAD / STORE 指令訪存 流水技術 一個時鐘周期 內完成一條指令 組合邏輯 實現(xiàn)控制器 多個 通用 寄存器 采用 優(yōu)化 的 編譯 程序 SXTU-INC-YW CISC和RISC早期CISC設計風格的主要特點：(1) 指令系統(tǒng)復雜。具體表現(xiàn)在指令數(shù)多、尋址方式多、指令格式多。(2) 絕大多數(shù)指令需要多個時鐘周期才能

7、執(zhí)行完成。(3) 各種指令都可訪問存儲器。(4) 采用微程序控制。(5) 有專用寄存器。(6) 難以用優(yōu)化編譯生成高效的目標代碼程序。 SXTU-INC-YW RISC的發(fā)展：IBM 801斯坦福MIPS伯克利SPARCDEC AlphaHP PAIBM PowerPCCISC和RISC SXTU-INC-YW CISC和RISCRISC技術的主要特征： 簡化的指令系統(tǒng)。表現(xiàn)在指令數(shù)較少、基本尋址方式少、指令格式少、指令字長度一致。 以寄存器寄存器方式工作。 以流水方式工作，從而可在一個時鐘周期內執(zhí)行完畢。 使用較多的通用寄存器以減少訪存，不設置或少設置專用寄存器。 采用由陣列邏輯實現(xiàn)的組合電

8、路控制器，不用或少用微程序。 采用優(yōu)化編譯技術，保證流水線暢通，對寄存器分配進行優(yōu)化。 SXTU-INC-YW Intel X86系列處理器和IA-32架構的Pentium（Pro）、Pentium II、Pentium III（Xeon）等都屬于這種結構 6.2.1 基于CISC處理器的服務器 PC服務器的主要優(yōu)點是通用性好、配置靈活、性價比高及第三方支持的應用軟件豐富。缺點是CPU運算處理能力稍差，I/O吞吐能力不及RISC服務器，當承擔密集數(shù)據(jù)庫應用和高并發(fā)度應用時顯得有些吃力 SXTU-INC-YW 6.2.2 基于RISC處理器的服務器主流RISC架構服務器一覽表 SXTU-INC-

9、YW 對稱多處理（SMP，Symmetric Multi-Processing）是指在一個計算機上匯集了一組處理器（多CPU），各CPU之間共享內存子系統(tǒng)以及總線結構。雖然同時使用多個CPU，但是從管理的角度來看，它們的表現(xiàn)就像一臺單機一樣。系統(tǒng)將任務隊列對稱地分布于多個CPU之上，從而極大地提高了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。6.2.3 對稱多處理器技術 PC服務器中常用的對稱多處理系統(tǒng)通常采用2路、4路、6路或8路處理器。與此對應，操作系統(tǒng)也要支持多路處理。例如，Windows 2000 Server 支持4個SMP、Windows 2000 Advanced Server 支持8個SMP、Wi

10、ndows 2000 DataCenter Server支持32個SMP。 UNIX服務器可支持最多64/128個SMP的系統(tǒng)，如Sun公司的Enterprise10000和Solaris 10最多支持64個SMP。 SXTU-INC-YW IBM開放硬件簡介 SXTU-INC-YW IBM OpenPower的服務器 ZPXINEWOpenPowerNEWOpenPower SXTU-INC-YW Autonomic Computing EnhancementsChip Multi Processing - Distributed Switch - Shared L2Dynamic LPAR

11、s (32)2002-3POWER4+130 nm1.2-1.9 GHz Core1.2-1.9 GHz CoreShared L2Distributed SwitchPOWER芯片路線圖Simultaneous multi-threadingMicro-partitioningVirtual Storage, Virtual EthernetDynamic firmware updatesEnhanced scalability, parallelismEnhanced memory subsystem2004-5POWER5130 nm1.5-1.9GHz Core1.5-1.9 GHz

12、CoreDistributed SwitchShared L22005-6POWER5+90 nmShared L2 GHz Core GHz CoreDistributed SwitchPlanned * All statements regarding IBMs future direction and intent are subject to change or withdrawal without notice, and represent goals and objectives only. 2006-7POWER665 nmL2 cachesUltra high frequenc

13、y coresAdvancedSystem Features Planned *2007-8POWER6+65 nmL2 caches Ultra high frequency coresAdvancedSystem Features Planned *Enhanced virtualizationAdvanced memory subsystemDerivative chip for low endPOWER6+ with enhanced transistor for higher frequencies SXTU-INC-YW SIMD Single Instruction Multip

14、le Data單指令多數(shù)據(jù)VMX (Vector Multimedia eXtension) is a SIMD instruction set designed and owned by IBM, Motorola and Apple Implemented on the PowerPC processor family; Motorolas G4 and IBMs PPC 970IntelPOWER SXTU-INC-YW Simultaneous Multi-threading (SMT)并行多線程Thread1 activeThread0 activeLegendNo Thread a

15、ctiveExecution units utilizationFX0FX1LS0LS1FP0FP1BRXCRLPOWER5 (Simultaneous Multi-threaded)POWER4 (Single Threaded)Execution units utilizationFX0FX1LS0LS1FP0FP1BRXCRLSystem throughputSMTST SXTU-INC-YW Power5之前的LinuxStatic LPAR1 processsor minimumPartition connect via Ethernet cableLinuxAIX 5L v5.2A

16、IX 5L v5.1AIX 5L v5.2Hypervisor4 CPUs4 CPUs2 CPUs8 CPUsPower5的Linux Micro-partitioningShared processor poolsDynamic LPARVirtual I/OVirtual LANVirtual Storage No PLM support for Linux No dynamic memory for LinuxVirtualDisksHosting PartitionAIX 5Lv5.2AIX 5L v5.3POWER HypervisorI/OStorageNetworkLAN, WA

17、N, .IPRoutingVirtualDisksAIX 5L v5.3AIX 5Lv5.2pool of 202 CPUs4 CPUs2 CPUs4 CPUsAIX 5L v 5.3LinuxAIX 5L v 5.3LinuxAIX 5L v 5.3Virtual I/O PathsLinux 上的POWER5 充份發(fā)揮POWER5的虛擬能力 SXTU-INC-YW Dual Chip Module (DCM)POWER5 design1.5, 1.65 and 1.9 GHz276M transistors.13 micronMEMORYGX+Chip-ChipMCM-MCM SMPLin

18、kL3DirMemCtrlEnhanced distributed switchL336 MBSMTCoreSMTCoreShared L21.9 MBPOWER5 enhancementsSIMD - 單指令多數(shù)據(jù)SMT - Simultaneous multi-threading Micro-Partitioning hardware supportSub-processor allocationEnhanced memory subsystemLarger L3 cache: 36MB Memory controller on-chip POWER5 芯片架構 SXTU-INC-YW P

19、OWER5p510p520p550POWER5p590p595POWER5p570MCM: Multi Chip ModuleDCM: Dual Chip ModulePower5封裝 SXTU-INC-YW 硬件主控管理器 (HMC)專責硬件管理 (限 POWER5 )P5硬件管理的圖形界面以太網聯(lián)接POWER5必須有用來作分區(qū)配置每個HMC可支持跨32個服務器,至160個分區(qū).每個服務器可以有2個HMC7310-CR2(rack)7310-C03(桌面)7316 顯視器 SXTU-INC-YW LINUX上POWER5的專有硬件優(yōu)勢SIMD(單指令多數(shù)據(jù))SMT(并行多線程)Linux 內

20、核充分利用了POWER5的虛擬能力.分區(qū),微分區(qū),動態(tài)分區(qū),虛擬 IO,虛擬 LAN,虛擬存儲為高性能商業(yè)應用而設計專為快速度lock而設計的指令.加速數(shù)據(jù)庫性能Linux 內核利用了 POWER5的 RAS特點. 例如FFDC(First Failure Data Capture) IBM LTC(Linux Technology Center)貢獻了IBM 源碼作為開放軟件 SXTU-INC-YW POWER4+SystemsWorkstationsMdl 275IntelliStationBladesJS20+PPC970+SystemsPOWER5SystemsEntry Towers

21、Entry RackMidrangep5-570High-endp5-595Std & Turbop5-590p655+p5-550/720p5-520/710IBM p5 全系列AIX/Linux家族 SXTU-INC-YW YesYesYesYesYesN/ADynamic LPARStandardStandardNoYesYesYesVirtualization SupportYes / YesYes / YesYes / YesYes / YesOpt./ YesOpt. / YesRedundant Power/Cooling21.875.1, 5.2, & 5.3YesYesYes

22、YesYesYes18Yes / Yes3 to 234 to 641.74 or 8 P655+20 to 24020 to 1606 to 1635 to 606 to 34 PCI-X slots19212824(RAID)8(RAID)8 (RAID)Max. Internal Disk bays306.21151.7277.4519.669.86Max rPerf5.2, & 5.35.2, & 5.35.2 & 5.35.2 & 5.35.2 & 5.3AIXYesYesYesYesYesFirst Failure Data CaptureYesYesYesYesYesCache

23、& PCI deallocationYesYesYesYesYesProcessor DeallocationYesYesYesYesYesService processorYesYesYesYesYesChipkill memoryYesYesYesYesYesHot-SYes / YesYes / YesYes / YesYes / NoYes / NoHot-Plug / Blinds16 to 20488 to 10242 to 5121 to 641 to 32Memory ( GB )1.65 / 1.91.651.5 / 1.65 / 1.9 1.651.65Processor

24、speed ( GHz)16, 32, 48, 648, 16,322, 4, 6, 81, 2, 42# of Processorsp5-595p5-590p5-570p5-550p5-520p系列服務器比較Based on IBM Published rPerf Values SXTU-INC-YW 規(guī)格:OpenPower 710 - Linux專用服務器1 Entry: 1 processor, 512 MB mem, 1 36 GB SCSI drive; configured: 4 processors, 8 GB mem, 1 36 GB SCSI drive. US List

25、Prices as of August 3, 2004. Price are subject to change without notice. Reseller prices may vary.2U rack or tower1-2 way Power5 最大內存 1-32 GB per processor card4+4 DASD (Hot Plug)Optional onboard RAID10/100/1000 2 Port Ethernet3 year parts and labor warranty and support20 Dynamic LPARRedundant Power

26、 & CoolingSoftware supportSLES 9 from Novell SUSE LINUXRHEL AS 3 from Red HatOpenPower Virtualization option (requires HMC)OpenPower710 SXTU-INC-YW 規(guī)格:OpenPower 720 - Linux專用服務器1 Entry: 1 processor, 512 MB mem, 1 36 GB SCSI drive; configured: 4 processors, 8 GB mem, 1 36 GB SCSI drive. US List Price

27、s as of August 3, 2004. Price are subject to change without notice. Reseller prices may vary.4U rack or towerTwo speed sorts (1.65 and 1.5 GHz), 5 models1p 1.5 SCM 2p, 4p 1.5 DCM 2p, 4p 1.65 DCM 最大內存 64 GB, 32 GB per processor card5 PCI-X slots, 10/100/1000 2 Port EthernetDVD ROM or DVD RAM included

28、 in base configurationOptional onboard RAID3 year parts and labor warranty and supportSoftware supportSLES 9 from Novell SUSE LINUXRHEL AS 3 from Red HatOpenPower Virtualization option (requires HMC)OpenPower720 SXTU-INC-YW IntelliStationModel 275POWER4+ (1-2 way) system 1 & 1.45GHzMemory: 1GB - 16G

29、B RAMIntegrated SCSI Integrated Ethernet:10/100, 10/100/1000 4 bays 6 PCI-X slotsPower圖形工作站Support for GXT4500P, and GXT6500P graphics accelerators SXTU-INC-YW LimitedYesYesTargeted fir 2005NoNoYes運行中動態(tài)檢測Concurrent run-time diagnostics NoYesYes元件選擇避錯Fault avoidance via component selectionFFDC advant

30、ageNoYesYes動態(tài)解散處理器Dynamic Processor De-allocationLimitedYesYesYesYesYesYesYesYesLintel not as robustLimitedYesYesEEH detection: partition down vs systemNoLimitedYesPCI bus 錯誤自動恢復ECC, bit steering, memory scrubbing, etcNoYesYes自主運算POWER5 processor redundancyUsed by Error Log Analysis ToolNoYesYes自主運算

31、FFDC(First-Failure Data Capture)CommentsLinux on IntelLinux on OpenPowerAIX 5L可靠性/可用性特點Reliability/Availability featuresLinux on OpenPower compared to Linux on Intel on RAS SXTU-INC-YW 最快的五臺超級計算機（截止到 2003.06）1.IBM: Seaborg6 080個 CPU 最大平均速度 7.304 TF (1012) SXTU-INC-YW 2.IBM: ASCI White8 192個 CPU 最大平均

32、速度 7.304 TF (1012)最快的五臺超級計算機（截止到 2003.06） SXTU-INC-YW 3.Linux NetworX : MCR Linux Cluster 最快的五臺超級計算機（截止到 2003.06）2 304個 CPU 最大平均速度 7.634 TF (1012) SXTU-INC-YW 最快的五臺超級計算機（截止到 2003.06）4. HP : ASCI Q4 096個 CPU 最大平均速度 13.88 TF (1012) SXTU-INC-YW 最快的五臺超級計算機（截止到 2003.06）5.NEC: Earth Simulator5 120個 CPU 最大

33、平均速度 35.86 TF (1012) SXTU-INC-YW 6.2.4 內存技術TCP/IP起源于美國國防部高級研究規(guī)劃署(DARPA)的一項研究計劃實現(xiàn)若干臺主機的相互通信。 SXTU-INC-YW 內存條由內存芯片、SPD（系列參數(shù)預置檢測）芯片、少量電阻等輔助元件以及印刷電路板（PCB）組裝而成。內存條的結構 SXTU-INC-YW 內存芯片俗稱內存顆粒，內存芯片是內存條的關鍵元件，它的性能決定了內存條的性能。芯片類型取決于內存芯片的工作方式，常用的內存芯片類型有以下幾種：EDO DRAMSDRAMRDRAMDDR SDRAM內存芯片 SXTU-INC-YW SDRAM（Synch

34、ronous DRAM）的中文名字是“同步動態(tài)隨機存儲器”，這就是著名的PC100和PC133規(guī)范所廣泛使用的內存類型，它的帶寬為64bit，3.3 V電壓，目前產品的最高速度可達5ns。它是與CPU使用相同的時鐘頻率進行數(shù)據(jù)交換，它的工作頻率是與CPU的外頻同步的，不存在延遲或等待時間。SDRAM SXTU-INC-YW Rambus內存 Rambus內存，也就是RDRAM內存， Direct Rambus DRAM（DRDRAM）“接口動態(tài)隨機存儲器”，是由美國Rambus公司研發(fā)的高速DRAM技術。它將RISC（精簡指令集）引入其中，依靠高時鐘頻率來簡化每個時鐘周期的數(shù)據(jù)量。它具有相對S

35、DRAM較高的工作頻率（不低于300MHz），但其數(shù)據(jù)通道接口帶寬較低，只有16bit，當工作時鐘為400MHz時，Rambus利用時鐘的上沿和下沿分別傳輸數(shù)據(jù)，因此它的數(shù)據(jù)傳輸率能達到400 x16x2/8=1.6GB/S，若是兩個通道，就是3.2GB/S。 SXTU-INC-YW DDR SDRAM（Dual date rate SDRSM）：又簡稱DDR，是“雙倍速率SDRAM”的意思，由于它可以在時鐘觸發(fā)沿的上、下沿都能進行數(shù)據(jù)傳輸，所以即使在133MHz的總線頻率下的帶寬也能達到2.128GB/S。DDR不支持3.3V電壓的LVTTL，而是支持2.5V的SSTL2標準。它仍然可以沿用

36、現(xiàn)有SDRAM的生產體系，制造成本比SDRAM略高一些（約為10%左右），但仍要遠小于RAMBUS的價格。DDR SDRAM內存 SXTU-INC-YW 幾種常見內存帶寬比較 SXTU-INC-YW 常用內存接口類型 SIMM和DIMM是最常用內存接口類型。 SIMM是Single-In Line Memory Medule的簡寫，即單邊接觸內存模組，這是5X86及其較早的PC機中常用的內存接口方式。DIMM是英語“Dual InLine Memory Module”的縮寫，雙邊接觸內存模組。也就是說這種類型接口內存的插板兩邊都有數(shù)據(jù)接口觸片，這種接口模式的內存廣泛應用于現(xiàn)在的計算機中，通常為

37、84針，由于是雙邊的，所以共有842=168線接觸，所以人們常把這種內存稱為168線內存 SXTU-INC-YW 有關內存的規(guī)范及參數(shù) “PC”的含義 在SDRAM和RDRAM內存條的技術規(guī)范中，“PC”中的“”代表內存條正常運行的工作頻率。例如SDRAM內存有“PC100”或“PC133”等，RDRAM內存條則有“PC600”或“PC800”等。DDR SDRAM型內存技術規(guī)范中的“”含義與SDRAM和RDRAM不同，它代表DDR SDRAM內存所能達到的數(shù)據(jù)傳輸最高速率，例如符合“PC1600”規(guī)范的DDR SDRAM（DDR200芯片）內存條數(shù)據(jù)傳輸最高速率為1.6GB。 SXTU-IN

38、C-YW 內存條的數(shù)據(jù)位內存條的數(shù)據(jù)位數(shù)是指內存條“金手指”所同時聯(lián)接的數(shù)據(jù)總線位數(shù)，例如常用的168和184線內存條的數(shù)據(jù)位寬度都是64位，而586和686級電腦CPU和內存之間交換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線也是64位（不包括ECC校驗位），因此電腦使用168或184線的DIMM內存條時可以只裝一根，如果使用數(shù)據(jù)位只有32位的SIMM（72線）內存條時就必須同時安裝兩根才能使電腦正常工作。RIMM（Rambus DRAM）內存條的數(shù)據(jù)位只有16位，工作方式與傳統(tǒng)的SIMM和DIMM內存不同。使用RIMM內存時主板上內存插槽不能有空槽，如果內存條不夠需加裝無內存芯片的替代條。有關內存的規(guī)范及參數(shù) SXTU

39、-INC-YW “CAS Latency”參數(shù)在SDRAM內存條中還有一個“CAS Latency”參數(shù)，它表示電腦對內存發(fā)出相關列地址的尋址信號后還需等待多長時間（用工作時鐘頻率的周期作單位）才能讀出數(shù)據(jù)，因此CAS Latency周期數(shù)越少越好。CAS Latency根據(jù)具體內存條的技術規(guī)范而定，例如按技術規(guī)范要求PC133內存條的“CAS Latency”應該3，如果實際使用時可在“CMOS”將內存條的“CAS Latency”設為“2”的前提下正常運行則表明該內存條質量不錯、超頻性能好。有關內存的規(guī)范及參數(shù) SXTU-INC-YW 6.2.5 高性能存儲技術1SCSI接口 SCSI適配

40、器通常使用主機的DMA（直接內存?。┩ǖ腊褦?shù)據(jù)傳送到內存，可以降低系統(tǒng)I/O操作時的CPU占用率。SCSI接口可以連接硬盤、光驅、磁帶機和掃描儀等外設。外設通過專用線纜和終端電阻與SCSI適配卡相連，SCSI線纜把SCSI設備串聯(lián)成菊花鏈。SCSI總線支持數(shù)據(jù)的快速傳輸。最近幾年主要采用的是80Mbps和160Mbps傳輸率的U1tra2和U1tra3標準。 SXTU-INC-YW 表6.2目前常用的SCSI系列 SXTU-INC-YW 6.2.5 高性能存儲技術2RAID(獨立磁盤冗余陣列)RAID（Redundant Array of Independent Disks）技術是將若干硬磁盤

41、驅動器按照一定要求組成一個整體，整個磁盤陣列由陣列控制器管理。磁盤陣列有許多特點：首先，提高了存儲容量；其次，多臺磁盤驅動器可并行工作，提高了數(shù)據(jù)傳輸率；第三，采用校驗技術，提高了可靠性。 SXTU-INC-YW 表6.3 RAID技術目前常用的系列 SXTU-INC-YW 6.2.5 高性能存儲技術3. 可伸縮的網絡連接存儲技術創(chuàng)建獨立的可伸縮網絡數(shù)據(jù)存儲主要有兩種方法：網絡附加存儲（NAS，Network Attached Storage）和存儲區(qū)域網絡（SAN，Storage Area Network）。有關NAS和SAN的內容將在第7章詳細介紹。 SXTU-INC-YW 6.2.6 控

42、制與管理技術1ISC服務器控制技術ISC（Intel Server Control）是一種網絡監(jiān)控技術，只適用于使用Intel架構的帶有集成管理功能主板的服務器。采用這種技術后，用戶在一臺普通的客戶機上，就可以監(jiān)測網絡上所有使用Intel主板的服務器，監(jiān)控和判斷服務器是否“健康”。 SXTU-INC-YW 6.2.6 控制與管理技術2EMP應急管理端口EMP（Emergency Management Port）是服務器主板上所帶的一個用于遠程管理服務器的接口。遠程控制機通過EMP Console控制界面可以對服務器進行下列工作：（1）打開或關閉服務器的電源。（2）重新設置服務器，甚至包括主板B

43、IOS和CMOS的參數(shù)。（3）監(jiān)測服務器內部情況，如溫度、電壓、風扇情況等。 SXTU-INC-YW 6.2.6 控制與管理技術3智能輸入/輸出（I2O）技術EMP（Emergency Management Port）是服務器主板上所帶的一個用于遠程管理服務器的接口。遠程控制機通過EMP Console控制界面可以對服務器進行下列工作：（1）打開或關閉服務器的電源。（2）重新設置服務器，甚至包括主板BIOS和CMOS的參數(shù)。（3）監(jiān)測服務器內部情況，如溫度、電壓、風扇情況等。 SXTU-INC-YW 6.2.7 機箱技術1立式機立式機箱的高度通常為18到27英寸。微型立式機箱大約有14英寸高，

44、中型立式機箱通常是16英寸左右。 SXTU-INC-YW 6.2.7 機箱技術2基座式能夠提供更靈活的配置選擇和擴充能力，并且通常可以提供熱插拔和磁盤陣列功能。 SXTU-INC-YW 6.2.7 機箱技術3機架安裝式機架系統(tǒng)可由顯示器、磁盤驅動器、不間斷電源（UPS）、網絡組件和服務器組成。機架機箱的擴展概念是將服務器分成若干個獨立的部分，它們通過一個服務器子網絡進行通信。 SXTU-INC-YW 6.3 服務器應用系統(tǒng)的架構 6.3.1 Client/Server模式客戶機/服務器（C/S，Client/Server）是一種基于服務器的網絡，在這種模式中，其中一臺或幾臺較大的計算機集中進行

45、共享數(shù)據(jù)庫的管理和存取，稱為服務器。而將其它的應用處理工作分散到網絡中客戶端去做，構成分布式的處理系統(tǒng)。 顯示邏輯事務處理邏輯數(shù)據(jù)處理邏輯數(shù)據(jù)庫 SXTU-INC-YW 6.3.2 Browser/Server模式在Browser/Server模式中，一般可分為：表示層（Presentation）、功能層（Business Logic）、數(shù)據(jù)層（Data Service）等三個相對獨立的單元。如圖6.2所示圖6.2 Browser/Server三層體系結構 SXTU-INC-YW 6.3.3 Browser/Application/Server模式如圖6.3所示，系統(tǒng)的主要功能和業(yè)務邏輯在應用

46、服務器層進行處理。應用服務器（圖6.3中的箭頭表示使用關系）又劃分成五個層次：數(shù)據(jù)實體層（數(shù)據(jù)的表示方式）、實體控制層（數(shù)據(jù)的存取方式）、數(shù)據(jù)訪問層（提供對數(shù)據(jù)庫的訪問）、業(yè)務規(guī)則層（業(yè)務邏輯的組織方式）和業(yè)務外觀層（業(yè)務服務的提供方式）。 SXTU-INC-YW 6.3.3 Browser/Application/Server模式圖6.3 Browser/Application/Server四層體系結構圖 SXTU-INC-YW 6.3.3 Browser/Application/Server模式這種模式顯著提高了系統(tǒng)的運行效率和安全性。應用程序使用組件可以共享與數(shù)據(jù)庫的連接，使數(shù)據(jù)庫不再和

47、每個活動客戶保持連接，而是若干個客戶通過共享組件和數(shù)據(jù)庫連接，降低了數(shù)據(jù)庫的負擔，提高了系統(tǒng)性能。此外，客戶通過組件訪問數(shù)據(jù)庫時，應用服務器的安全管理機制可以按權限將特定組件授給不同的用戶組，使商務活動的安全性和系統(tǒng)結構有機地結合在一起。 SXTU-INC-YW 6.3.4 .Net與Web Service的網格模式Microsoft.Net的目標是讓分布在不同區(qū)域的計算機、設備一起工作，為用戶提供各種各樣的服務。人們可以控制在什么時候、獲取什么信息以及怎樣獲取信息；而不必像現(xiàn)在這樣，用戶在無數(shù)個信息孤島中找來找去，尋找著自己需要的信息。 XML和SOAP（Simple Object Acce

48、ss protocol，簡單對象訪問協(xié)議）是核心技術。簡單地說，.Net主要由兩大部分組成：一是Net平臺，包括.Net基礎框架、工具和核心服務等；二是Net產品和服務，包括Windows.Net、MSN.Net、Office.Net、Visual Studio.Net以及bCentral for .Net。 SXTU-INC-YW 6.3.4 .Net與Web Service的網格模式Web Service是由應用程序完成的服務，通過Internet標準，可以和其他Web Service集成，它是一個URL服務資源，客戶端可以通過編程方式請求得到它返回的信息。圖6.4顯示了怎樣將Web Se

49、rvices連接在一起，建立分布式的Web應用。圖6.4 Web Services的應用模型 SXTU-INC-YW 6.4 網絡資源設備與軟件選型 6.4.1 服務器的性能與配置1運算處理能力 （1）選擇既能滿足當前需求又能滿足未來需求的處理器 滿足當前需求的處理器性能。處理器的GHz級別是衡量處理器計算速度的關鍵指標。 滿足未來需求的處理器可擴展性。 增強系統(tǒng)故障承受能力的多處理器特性。多個處理器一起使用可以增強系統(tǒng)的可用性及性能。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置1運算處理能力 （2）CPU主頻、CPU數(shù)量、L2 Cache與服務器性能 CPU主頻與服務器性能。CP

50、U主頻與性能有這樣一種關系，若CPU1主頻為M1，CPU2主頻為M2，CPU1和CPU2采用的是相同技術，M2M1，且M2M1200MHz，則配置CPU2較配置CPU1性能提升（M2M1）/M150%。通常稱之為CPU的50%定律。通常，兩CPU主頻越接近，越符合此50%定律。 CPU數(shù)量與服務器性能。SMP即對稱多處理，指的是系統(tǒng)中的多個CPU對稱地訪問系統(tǒng)的所有硬件資源，如內存、I/O總線和中斷。Xeon（至強）系列CPU可支持大于2路的SMP系統(tǒng)。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置1運算處理能力 （3）IA64體系結構提高處理器的性能主要有兩種途徑：一是不斷提高CP

51、U的時鐘頻率和內部并行工作的流水線數(shù)量，使CPU在單位時間內進行更多的操作。二是開發(fā)處理器指令級的并行性，為了使流水線高效地工作，采用分支預測、順序執(zhí)行等技術。但是這些技術都多少存在一些缺點，為此Intel公司和HP公司聯(lián)合開發(fā)了一種稱為“清晰并行指令計算（EPIC）”的全新系統(tǒng)架構技術IA64。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置1運算處理能力 （4）內存/最大內存擴展能力升級內存是提高系統(tǒng)性能的一個非常好的方式，成本不高，效果很好。例如，向DELL PowerEdge服務器添加內存獲得的性能提高與升級處理器差不多，甚至更好。針對PowerEdge 1400SC 的測試表

52、明把內存從128MB升級到256MB，文件/打印環(huán)境下的系統(tǒng)性能最高可提高44 SXTU-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置2磁盤驅動器的性能指標 （1）主軸轉速。主軸轉速是決定硬盤內部傳輸速度和持續(xù)傳輸速度的第一決定因素。硬盤的轉速多為7200rpm，10000rpm和15000rpm。從目前的情況來看，10000rpm及以上的SCSI硬盤具有性價比高的優(yōu)勢，是目前硬盤的主流。（2）內部傳輸率。內部傳輸率的高低是評價一個硬盤整體性能的決定性因素。 外部傳輸率內部傳輸率通常稱外部傳輸率為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率（Burst data Transfer Rate）或接口傳輸率，指從硬盤的緩存中向

53、外輸出數(shù)據(jù)的速度。目前采用Ultra 320 SCSI技術的外部傳輸率已經達到了320Mbps。 內部傳輸率也稱最大或最小持續(xù)傳輸率（Sustained Transfer Rate），是指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，現(xiàn)在的主流硬盤大多在30Mbps到60Mbps之間。由于硬盤的內部傳輸率要小于外部傳輸率，所以只有內部傳輸率才可以作為衡量硬盤性能的真正標準。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置2磁盤驅動器的性能指標 （3）單碟容量：除了對于容量增長的貢獻之外，單碟容量的另一個重要意義在于提升硬盤的數(shù)據(jù)傳輸速度。單碟容量的提高得益于磁道數(shù)的增加和磁道內線性磁密度的增加。 （4）

54、平均尋道時間：平均尋道時間是指磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道需要的時間，這是衡量硬盤機械性能的重要指標，一般在3ms13ms之間。建議平均尋道時間大于8ms的SCSI硬盤不要考慮。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置2磁盤驅動器的性能指標 （5）緩存：提高硬盤高速緩存的容量也是一條提高硬盤整體性能的捷徑。因為硬盤內部數(shù)據(jù)傳輸速度和外部傳輸速度不同。因此需要緩存來做一個速度適配器，緩存的大小對于硬盤的持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸速度有著極大的影響，它的容量有512KB、2MB、4MB，甚至8MB或16MB。對于視頻捕捉、影像編輯等要求大量磁盤輸入、輸出的工作，大的硬盤緩存是非常理想的選擇。 SXTU

55、-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置3系統(tǒng)可用性系統(tǒng)的可用性表示：系統(tǒng)可用性MTBF/(MTBF+MTBR)。平均無故障工作時間 平均修復時間 要提高系統(tǒng)的可用性必須從硬件和軟件兩個方面入手，對于硬件產品而言，其故障發(fā)生的概率與其投入運行的時間成正比，運行的時間越長則出現(xiàn)故障的概率越大，提高硬件系統(tǒng)的可用性，必須要在故障出現(xiàn)時能夠保證系統(tǒng)繼續(xù)服務。硬件冗余技術可以很好地解決這一問題。對于軟件系統(tǒng)而言，故障的產生難以進行有效的預測，于是如何減少軟件恢復的時間是提高系統(tǒng)可用性的一個重要課題，通過快速地恢復軟件系統(tǒng)降低平均修復時間（MTBM）也可以達到提高可用性的目的。 SXTU-INC-

56、YW 6.4.1 服務器的性能與配置4. 服務器硬件的冗余在系統(tǒng)設計中對關鍵部件進行冗余設計，可以大大提高系統(tǒng)的可用性。冗余技術的基礎是合理有效地對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，在及時發(fā)現(xiàn)故障的前提下啟動冗余部件。（1）磁盤冗余。（2）電源冗余。（3）網卡冗余。（4）冷卻冗余。（5）雙機冗余。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置5數(shù)據(jù)吞吐能力服務器對I/O的要求表現(xiàn)在總線帶寬、I/O插槽數(shù)量等幾個方面?？偩€帶寬是指系統(tǒng)事務處理的快慢，而I/O插槽數(shù)量則表現(xiàn)在其擴展能力上。PC服務器的I/O標準主要有兩種：一是Future I/O技術，一是NGIO技術，現(xiàn)在兩者已統(tǒng)一成SYSTEM

57、 I/O。這種I/O技術的宗旨是提高服務器CPU向網卡或存儲磁盤陣列傳輸數(shù)據(jù)的速度和可靠性，一般采用SF（Switched Fabric）方法，就像微型網絡一樣交換信息，其最大優(yōu)點是系統(tǒng)內單一部件失效不會導致整臺計算機癱瘓。 SXTU-INC-YW 6.4.1 服務器的性能與配置6可管理性良好的可管理性主要包括人性化的管理界面，硬盤、內存、電源、處理器等主要部件便于拆裝、維護和升級；具有方便的遠程管理和監(jiān)控功能和具有較強的安全保護措施等。7可擴展性/可伸縮性 可擴展性主要包括處理器和內存的擴展能力。8易用性 主要表現(xiàn)在是否包括詳細、全面而又易于查閱的各類文檔；是否具有在線查詢的用戶導航軟件；是

58、否容易獲得系統(tǒng)運行狀態(tài)的各種信息；是否預裝有可以對整個系統(tǒng)運行狀況進行監(jiān)控和報警的管理軟件；是否具有可使用戶易于對系統(tǒng)進行維護的詳細指導資料等。 SXTU-INC-YW 6.4.2 網絡服務器產品的選型1. 文件服務器（FTP）和通信服務器（News/E-mail） 快速的I/O是這類應用的關鍵，硬盤I/O吞吐能力是主要瓶頸。2 數(shù)據(jù)庫及應用服務器 對于大中型企業(yè)、重要行業(yè)、政府關鍵部門等應用領域,如金融、證券、ISP/ICP等用戶的后端數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)中心、企業(yè)ERP等領域，可選用集群服務器的硬件平臺。3 Web應用服務器 Web服務器的典型功能有兩個。第一，僅儲存用于響應客戶機HTTP請

59、求的靜態(tài)HTML文件；第二，用CGI程序或ASP腳本程序、Java等服務端應用和ISAPI庫，動態(tài)地生成HTML代碼，或作為數(shù)據(jù)庫中間服務器。 SXTU-INC-YW 6.4.2 網絡服務器產品的選型4. 部門辦公服務器 服務器的主要作用是完成文件和打印服務。5. 按照用戶數(shù)量選型 對于中小企業(yè)而言，選擇服務器時考慮的問題又有所不同。首先，中小企業(yè)正處在創(chuàng)業(yè)和發(fā)展的關鍵時期，有限的資源必須充分和高效地利用，應該從實際出發(fā)選擇滿足目前信息化建設的需要，又不投入太多資源的解決方案。其次，由于中小企業(yè)發(fā)展速度較快，快速增長的業(yè)務不斷對服務器的性能提出新的要求，為了減少更新服務器帶來的額外開銷和對業(yè)務

60、的影響，服務器應當具有較高的可擴展性，可以及時調整配置來適應企業(yè)的發(fā)展。 SXTU-INC-YW 6.4.3 網絡操作系統(tǒng)選型 網絡操作系統(tǒng)分為兩大類，一類是采用英特爾處理器（IA，Intel Architecture）架構的PC服務器的操作系統(tǒng)家族（Windows Server，Linux）；另一類是采用SUN，IBM，HP等公司的標準64位處理器架構的UNIX主機操作系統(tǒng)家族。在同一個網絡系統(tǒng)中不需要采用同一種網絡操作系統(tǒng)，選擇時可結合Windows 2000/2003 Server、Linux和UNIX的特點，在網絡中混合使用。通常WWW、FTP、OA及管理信息系統(tǒng)服務器上可采用Wind