服務(wù)器的可管理性和可利用性

1、服務(wù)器的可管理性和可利用性在前面兩篇中介紹了服務(wù)器的可擴(kuò)展性和可用性這兩個(gè)主要特性，本篇要向大家介紹的是服 務(wù)器的另兩個(gè)重要特性-可管理性和可利用性。一、服務(wù)器的可管理性服務(wù)器的可管理性特性就是使得服務(wù)器具有非常高的可管理性能，可為用戶提供十分方 便、及時(shí)的網(wǎng)絡(luò)管理。這其中就包括硬件和軟件兩方面，但主要是軟件方面。下面分別予以 介紹。服務(wù)器硬方件面的可管理性在服務(wù)器硬件方面的可管理性方面，多數(shù)是在服務(wù)器主板上集成了各種傳感器，用于檢 測(cè)服務(wù)器上的各種硬件設(shè)備，同時(shí)配合相應(yīng)管理軟件，可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)服務(wù)器，從而使網(wǎng)絡(luò)管 理員對(duì)服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)有效的管理。如采用Intel的服務(wù)器主板的服務(wù)器，就有一

2、種稱 之為ISC（Intel Server Control, Intel服務(wù)器控制）技術(shù)，它就是一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，不過(guò) 只適用于使用Intel架構(gòu)的帶有集成管理功能主板的服務(wù)器。采用這種技術(shù)后，用戶在一臺(tái) 普通的客戶機(jī)上，就可以監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)上所有使用Intel主板的服務(wù)器，監(jiān)控和判斷服務(wù)器是否 健康。一旦服務(wù)器中機(jī)箱、電源、風(fēng)扇、內(nèi)存、處理器、系統(tǒng)信息、溫度、電壓或第三方 硬件中的任何一項(xiàng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)報(bào)警提示管理人員。值得一提的是，監(jiān)測(cè)端和服務(wù)器端之 間的網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)也可以是廣域網(wǎng)，可直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行啟動(dòng)、關(guān)閉或重新置 位，極大地方便了管理和維護(hù)工作。EMP（Emergency Ma

3、nagement Port,應(yīng)急管理端口）技術(shù)也是一種服務(wù)器管理技術(shù)。 EMP是服務(wù)器主板上所帶的一個(gè)用于遠(yuǎn)程管理服務(wù)器的接口，遠(yuǎn)程控制機(jī)可以通過(guò)Modem 與服務(wù)器相連，控制軟件安裝于控制機(jī)上。遠(yuǎn)程控制機(jī)通過(guò)EMP控制界面對(duì)服務(wù)器進(jìn)行打 開(kāi)或關(guān)閉服務(wù)器的電源、重新設(shè)置服務(wù)器（甚至包括主板BIOS和CMOS的參數(shù)）、監(jiān)測(cè) 服務(wù)器內(nèi)部情況（如溫度、電壓、風(fēng)扇情況等）。服務(wù)器方面的可管理性服務(wù)器的可管理性主要體現(xiàn)在軟件方面。在服務(wù)器的軟件可管理性方面除了網(wǎng)絡(luò)操作系 統(tǒng)自身所具有的各種可管理性外，服務(wù)器廠商還可針對(duì)特定需求或者硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)特定 的管理軟件。為了說(shuō)明服務(wù)器在軟件系統(tǒng)方面的可管理性要

4、求，下面介紹一款舊M在中、 高檔服務(wù)器中的服務(wù)器系統(tǒng)管理軟件-IBM Director。RM Director軟件是一套非常適用于包括在IBM x系列服務(wù)器在內(nèi)的功能非常強(qiáng)大的工 具組合。在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下，舊M Director是基于Intel環(huán)境下的服務(wù)器而設(shè)計(jì)的，它支持不同 的操作系統(tǒng)，包括Windows系統(tǒng)、IBM OS/2系統(tǒng)、Novell的NetWare系統(tǒng)、Linux系統(tǒng) 和SCO UnixWare系統(tǒng)。同時(shí)舊M Director又支持不同的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如DMI、CIM、WBEM、 WMI、MPM、TCP/IP、IPX、SNA、NetBIOS、SLIP、XML 和 HTTP，以及其它標(biāo)準(zhǔn)

5、。舊M Director正在進(jìn)行升級(jí)以使它支持企業(yè)級(jí)服務(wù)器X架構(gòu)性能，它可以在節(jié)點(diǎn)與分區(qū) 之間進(jìn)行區(qū)分，所以系統(tǒng)硬件管理報(bào)警可以在節(jié)點(diǎn)和分區(qū)之間得到精確查出。舊M Director由三個(gè)主要組成部分：服務(wù)管理、控制臺(tái)和代理商管理，另加四個(gè)可選項(xiàng)， 服務(wù)器擴(kuò)展，如圖1所示是舊M Director的控制臺(tái)界面。舊M Director擴(kuò)展服務(wù)通常被稱之為生命周期工具。這些程序能擴(kuò)展管理您的服務(wù)器整個(gè)生 命周期中的硬件系統(tǒng)，幫助您有效地去配置、發(fā)展、管理和維護(hù)舊M x系列服務(wù)器?，F(xiàn)在 舊M Director的服務(wù)范圍包括以下幾個(gè)方面：Software Rejuvenation （軟件恢復(fù)）Rack M

6、anager（架構(gòu)管理器）System Availability （系統(tǒng)實(shí)用性管理）Advanced Systems Management （先進(jìn)的系統(tǒng)管理器）Capacity Manager（容量管理器）Cluster Manager（群集管理器）RAID Manager（虛擬管理器）舊M Director在新的企業(yè)級(jí)X架構(gòu)x系列服務(wù)器中升級(jí)增加了如下服務(wù)：系統(tǒng)分區(qū)管理器系統(tǒng)分區(qū)管理器為建立隔離提供圖形界面。這就允許系統(tǒng)管理員遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)，在啟動(dòng) 系統(tǒng)后對(duì)服務(wù)器進(jìn)行詳細(xì)地配置。系統(tǒng)分區(qū)管理器使用網(wǎng)絡(luò)連接到系統(tǒng)管理處理器，在節(jié)點(diǎn) 間建立關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)在當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中是始終保持的，可以在任何時(shí)

7、候通過(guò)圖形界面調(diào) 用和激活這種關(guān)聯(lián)。它是整個(gè)用來(lái)管理正在運(yùn)行分區(qū)管理組織的一部分，圖2中顯示的是 一個(gè)早期版本的系統(tǒng)分區(qū)管理器?；顒?dòng)PCI插槽管理器活動(dòng)PCI插槽管理器可以通過(guò)指導(dǎo)您安裝最好的PCI和PCI-X適配器來(lái)對(duì)I/O性能進(jìn) 行優(yōu)化。它也可以幫助您決定在您的服務(wù)器內(nèi)或者遠(yuǎn)程輸入/輸出(Remote I/O)擴(kuò)展單元 中哪能些適配器最適合您的服務(wù)器。如圖3所示是一款正在發(fā)展的終極版活動(dòng)PCI插槽管 理器。h i arf !1U fIf H 皿寸H - 瞄XVjvhl 可 DW-ih，r, *- tmmiMiiam m l f il m5r i-tTT*UPD iilCtiiLSri-ji

8、hh * i|M w w s a hHEUZUEWir函 I1【:昂即7ElF 師s H-toLM nfVv .f W陰 -pflk心 I - 1l */*一 Hu WEJiMVir ir- 頃r(shí):舊福Ilifc UWE jim w ir- 頃r(shí):舊福Ilifc U以上所介紹的是服務(wù)器廠商專門為服務(wù)器管理所開(kāi)發(fā)的軟件，其實(shí)許多管理性工作都在 服務(wù)器操作系統(tǒng)中得到實(shí)現(xiàn)，如微軟的Windows 2000 Server和Windows Server 2003中 所具有各種服務(wù)和管理工具都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)嚦嚦的各方面靈活管理，在此就不多介紹了。、服務(wù)器的可利用性(Availability)服務(wù)器的可利用

9、性能是從服務(wù)器的處理能力上來(lái)說(shuō)的，因?yàn)榉?wù)器所負(fù)擔(dān)的負(fù)荷都比較 重，要面對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，所以多數(shù)情況下我們講服務(wù)器要求具有高的運(yùn)算處理能力，處理效率 要高。在服務(wù)器的處理能力上各家開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)廠家專家們也是絞盡腦汁，想盡辦法，目前最主 要的技術(shù)是通過(guò)采用對(duì)稱多處理技術(shù)和群集技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)這時(shí)所講的這兩個(gè)技術(shù)在前 面的可擴(kuò)展性特性方面也作了簡(jiǎn)述，那是因?yàn)樗捎玫倪@些措施是相互聯(lián)系的，各種性能 之間也沒(méi)有一個(gè)必然的界線。1. SMP （對(duì)稱多處理器）技術(shù)（SMP）技術(shù)的英文全稱為Symmetric Multi-Processing，是指在一個(gè)計(jì)算機(jī)上匯集 了多個(gè)處理器（多CPU），各CPU之間共享內(nèi)

10、存子系統(tǒng)以及總線結(jié)構(gòu)。雖然同時(shí)使用多個(gè) CPU，但是從管理的角度來(lái)看，它們的表現(xiàn)就像一臺(tái)單機(jī)一樣。但要注意的是，所用CPU 必須是成對(duì)出現(xiàn)的，也就是必須是如2、4、6、8之類的雙數(shù)，當(dāng)然除單CPU的服務(wù)器外。隨著用戶應(yīng)用水平的提高，只使用單個(gè)的處理器確實(shí)已經(jīng)很難滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，因 而各服務(wù)器廠商紛紛通過(guò)采用對(duì)稱多處理系統(tǒng)來(lái)解決這一矛盾。PC服務(wù)器中最常見(jiàn)的對(duì)稱 多處理系統(tǒng)通常采用2路、4路、6路或8路處理器。目前UNIX服務(wù)器可支持最多106個(gè) CPU的系統(tǒng)，如Sun的Fire 15K。SMP系統(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù)是如何更好地解決多個(gè)處理 器的相互通訊和協(xié)調(diào)問(wèn)題。如圖4所示為一塊支持雙路CPU

11、的服務(wù)器主板截圖。目前在服務(wù)器中廣泛采用的多處理（MP）系統(tǒng)有以下幾種：（1）非共享MP （純?nèi)杭┓枪蚕鞰P是指每個(gè)處理器都是一個(gè)完全獨(dú)立的機(jī)器，運(yùn)行操作系統(tǒng)的一個(gè)副本。處理 器之間沒(méi)有共享的部分（每一個(gè)都有自己的內(nèi)存，高速緩存和磁盤），但是它們是互聯(lián)的。 通過(guò)LAN連接時(shí)，處理器之間是松散耦合的。而通過(guò)轉(zhuǎn)換器連接時(shí)，處理器之間是緊密耦 合的。處理器之間的通信是通過(guò)消息傳送來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種多處理器系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是它具有很好的可伸縮性和高可用性;而缺點(diǎn)則是該系統(tǒng)是一 個(gè)不為人熟悉的編程模型（消息傳送）。（2）共享磁盤MP共享磁盤MP類型是處理器擁有自身的內(nèi)存和高速緩存，處理器并行運(yùn)行并共享磁盤。 每

12、個(gè)處理器都運(yùn)行操作系統(tǒng)的一份副本，并且處理器之間是松散耦合的（通過(guò)LAN連接）。 處理器之間的通信是通過(guò)信息傳送實(shí)現(xiàn)的。共享磁盤的優(yōu)點(diǎn)是保留了熟悉的編程模型的一部分（磁盤數(shù)據(jù)是可尋址和連續(xù)的，而內(nèi) 存則不是），而且與共享內(nèi)存的系統(tǒng)相比，這種系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)高可用性;缺點(diǎn)是由于在對(duì) 共享數(shù)據(jù)進(jìn)行物理和邏輯訪問(wèn)時(shí)存在瓶頸，它的可伸縮性受到限制。（3）共享內(nèi)存群集SMC）一個(gè)共享內(nèi)存群集中的所有處理器有自己的資源（主存儲(chǔ)器、磁盤和I/0），并且每個(gè) 處理器運(yùn)行一份操作系統(tǒng)的副本。處理器之間是緊密耦合的（通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換器連接），處理 器之間的通信是通過(guò)共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的。（4）共享內(nèi)存MP共享內(nèi)存MP類型是所

13、有處理器通過(guò)一條高速總線或者一個(gè)轉(zhuǎn)換器在同一機(jī)器中緊密 耦合，處理器共享同樣的全局內(nèi)存、磁盤和I/0設(shè)備，只有一份操作系統(tǒng)的副本跨所有處 理器運(yùn)行，并且操作系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)為能利用這種體系結(jié)構(gòu)（多線程操作系統(tǒng)）。SMP系統(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù)是如何更好地解決多個(gè)處理器的相互通訊和協(xié)調(diào)問(wèn)題。雖然 系統(tǒng)同時(shí)使用多個(gè)CPU，但是從管理的角度來(lái)看，它們的表現(xiàn)就像一臺(tái)單機(jī)樣。系統(tǒng)將任 務(wù)隊(duì)列對(duì)稱地分布于多個(gè)CPU之上，從而大大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。目前支持SMP的服務(wù)器主要是RISC架構(gòu)和Intel的IA架構(gòu)，AMD新推出的Opteron 目前也可支持多達(dá)8路對(duì)稱多處理器系統(tǒng)。構(gòu)建一套SMP系統(tǒng)的必要條

14、件是：支持SMP的硬件，包括主板和CPU；支持 SMP 的系統(tǒng)平臺(tái)，如 Windows NT/2000 Server、Windows Server 2003、Linux 以及其他Unix等32位操作系統(tǒng)；還需要有支持SMP的應(yīng)用軟件，才能發(fā)揮SMP的威力。在CPU方面，要組建一個(gè)SMP系統(tǒng)，最關(guān)鍵的就是需要合適的CPU相配合。支持 SMP是有許多必要條件的，不可能隨便拿幾顆CPU就湊成SMP系統(tǒng)。支持SMP的CPU 必須滿足以下幾個(gè)條件：（1）CPU必須內(nèi)置AP/C單元Intel多處理規(guī)范的核心就是高級(jí)可編程中斷控制器（Advanced Programmable Interrupt Contr

15、ollers,縮寫(xiě)為APIC）。CPU通過(guò)彼此發(fā)送中斷來(lái)完成它們之間的通信，通 過(guò)給中斷附加動(dòng)作，不同的CPU可以在某種程度上彼此進(jìn)行控制。每個(gè)支持SMP的CPU 都必須有自己的APIC，否則將無(wú)法處理多CPU之間的中斷協(xié)調(diào)。（2）CPU的型號(hào)必須相同SMP的CPU必須具有相同的產(chǎn)品型號(hào)和同樣類型的CPU核心。雖然AMD Athlon XP 和Intel Pentium 4各自都內(nèi)置有APIC單元，想要讓它們一起建立SMP系統(tǒng)是不可能的， 因?yàn)樗鼈兊倪\(yùn)行指令不完全相同，APIC的中斷協(xié)調(diào)差異也很大。即使是Intel Celeron和Intel Pentium 4也不能一起建立SMP，甚至即使是

16、相同核心但是產(chǎn)品批號(hào)不同的CPU，也可能 會(huì)影響SMP的建立。（3）運(yùn)行頻率要相同SMP的CPU需要運(yùn)行在完全相同的運(yùn)行頻率上。例如要建立雙Pentium 4系統(tǒng)，必須 使用兩顆頻率相同的Pentium 4 CPU，比如都是2GHz，而不能是一顆1.8GHz，另一顆 2GHz，否則系統(tǒng)將無(wú)法正常使用。（4）盡可能使用相同產(chǎn)品序列號(hào)的CPU即使是同樣核心的相同頻率處理器，由于生產(chǎn)批次不同也會(huì)造成意想不到的問(wèn)題。兩個(gè) 生產(chǎn)批次的CPU作為雙處理器運(yùn)行的時(shí)候，有可能會(huì)發(fā)生一顆CPU負(fù)擔(dān)過(guò)高，而另一顆 負(fù)擔(dān)很少的情況，無(wú)法發(fā)揮最大性能，更糟糕的是可能導(dǎo)致死機(jī)，因此，應(yīng)該盡可能選擇同 一批生產(chǎn)（即具有相

17、同產(chǎn)品序列號(hào)）的CPU來(lái)組建SMP系統(tǒng)。除了 CPU夕卜，服務(wù)器的主板也必須支持SMP，它是實(shí)現(xiàn)SMP諸多因素中僅次于CPU 的因素。首先主板要支持SMP，否則這么多的CPU插在哪兒呢？有的SMP主板支持兩顆CPU， 有的能夠支持4顆CPU，還有的主板支持更多的CPU，但是支持SMP的主板的CPU插 槽數(shù)量必須是偶數(shù)。SMP主板并非只是增加幾個(gè)CPU插槽，其中涉及非常復(fù)雜的多處理技術(shù)。SMP主板 也需要I/O APIC來(lái)處理由I/O設(shè)備引起的中斷。另外服務(wù)器的操作系統(tǒng)也要支持SMP。有了支持SMP的CPU和主板，并不等于萬(wàn)事大吉了。如果沒(méi)有多處理器操作系統(tǒng)的 支持，即使安裝了多顆CPU和相應(yīng)的

18、主板，系統(tǒng)性能會(huì)跟裝有1顆CPU的系統(tǒng)沒(méi)有什么 差別，原因就在于因?yàn)闆](méi)有操作系統(tǒng)的支持。現(xiàn)在服務(wù)器操作系統(tǒng)一般都支持多CPU，比 如 Windows NT/2000 Server、Windows Server 2003、Linux 以及其他 Unix 等 32 位服務(wù) 器操作系統(tǒng)，而Windows 9x/Me等用于PC的操作系統(tǒng)是不支持多處理的。在應(yīng)用軟件方面，如果要體現(xiàn)SMP的優(yōu)越性，也就有必要支持SMP。即使有了 CPU、主板、操作系統(tǒng)的支持，但是如果沒(méi)有針對(duì)SMP優(yōu)化了的應(yīng)用程序的 支持，如PhotoShop、3D Studio MAX和AutoCAD等，SMP也不能自由發(fā)揮。只有針對(duì)

19、SMP優(yōu)化了的應(yīng)用系統(tǒng)才能在SMP系統(tǒng)上大展身手，SMP可以顯著提高經(jīng)過(guò)優(yōu)化了的應(yīng) 用軟件的多任務(wù)和多線程性能。說(shuō)了這么些，您對(duì)SMP有了一定的了解了吧？在以上的講解中，我們忽略了相當(dāng)多的 技術(shù)細(xì)節(jié)，因?yàn)閷?duì)于一般讀者來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要知道這些技術(shù)細(xì)節(jié)，了解SMP的一般原理和 如何實(shí)現(xiàn)就足夠了。2.群集技術(shù)服務(wù)器群集技術(shù)也是提高服務(wù)器性能的一項(xiàng)技術(shù)措施，它是近幾年才興起的一項(xiàng)高性能 計(jì)算技術(shù)。一個(gè)服務(wù)器群集包含多臺(tái)擁有共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的服務(wù)器，各服務(wù)器之間通過(guò)內(nèi) 部局域網(wǎng)進(jìn)行相互通信。當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，它所運(yùn)行的應(yīng)用程序?qū)⒂善渌姆?務(wù)器自動(dòng)接管。在大多數(shù)情況下，群集中所有的計(jì)算機(jī)都擁有一

20、個(gè)共同的名稱，群集系統(tǒng)內(nèi) 任意一臺(tái)服務(wù)器都可被所有的網(wǎng)絡(luò)用戶所使用。服務(wù)器群集是將一組相互獨(dú)立的計(jì)算機(jī)通過(guò) 高速的通信網(wǎng)絡(luò)而組成的一個(gè)單一的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并以單一系統(tǒng)的模式加以管理。其出發(fā)點(diǎn) 是提供高可靠性、可擴(kuò)充性和抗災(zāi)難性。群集技術(shù)工作原理：在一個(gè)群集中，有一個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器充當(dāng)群集管理者（Cluster Manager）的角色，它最先收到用戶發(fā)來(lái)的請(qǐng)求，然后判斷一下群集中哪個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載最輕， 就把這個(gè)請(qǐng)求發(fā)過(guò)去。群集中的所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)在本地內(nèi)存中開(kāi)設(shè)緩沖區(qū)，這個(gè)緩沖區(qū)類似 NUMA系統(tǒng)中的橋接板。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要使用其它節(jié)點(diǎn)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時(shí)，這些數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)先放入本地緩沖區(qū)。群集系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是容錯(cuò)性好，例如在兩個(gè)街點(diǎn)的群集中，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)失效了，另 一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)檢查緩沖區(qū)中的內(nèi)容將失效節(jié)點(diǎn)的任務(wù)接管過(guò)去。目前最為流行的方式是 用高速或超高速網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備將幾臺(tái)服務(wù)器相連，實(shí)現(xiàn)并行處理，屏蔽單點(diǎn)失效。目前對(duì)群 集技術(shù)需求最迫切、發(fā)展最快的領(lǐng)域主要有：www應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用等商業(yè)計(jì)算領(lǐng)域。群 集系統(tǒng)可以通過(guò)使用純硬件的方式或使用軟硬件結(jié)合的方式來(lái)搭建。集群系統(tǒng)可以按照應(yīng)用