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,公司团队内训 服务器基础知识篇,服务器概述,二,服务器关键组件及技术,一,培训内容,服务器概述,一,、服务器基本概念,什么是服务器？ 服务器是计算机的一种，是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机； 服务器在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务。 服务器英文名称为Server。,X86架构服务器 RISC架构服务器 EPIC架构服务器（IA-64）,、服务器按处理器架构分类,域控制服务器（Domain Server） 文件服务器（File Server） 打印服务器（Print Server） 数据库服务器（Database Server） 邮件服务器（E-mail Server） Web服务器（Web Server）,多媒体服务器（Multimedia Server） 通讯服务器（Communication Server） 终端服务器（Terminal Server） 基础架构服务器（Infrastructure Server） 虚拟化服务器（Virtualization Server）,、服务器按功能应用分类,硬件的选型和配置需根据用户业务压力的大小进行选配,、服务器按功能应用分类,塔式（Tower）,立式放置的服务器机型；外形以及结构都跟立式PC差不多，但服务器机箱比PC机箱体积更大，Tower机型在外观尺寸上要求没有Rack严格，可预留更多扩展空间。,机架式 （Rack）,外观尺寸及装配尺寸符合标准尺寸，可以放在标准高度的机架中。高度用“U”来计量， “U”为通用工业机架高度标准；1U1.75英寸=44.445mm,刀片式服务器（Blade）,是一种高可用高密度的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其中每一块“刀片”实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器。刀片式服务器目前最适合群集计算和提供互联网服务。,4、服务器按外观分类,7U 机箱带有14个服务器 7U 中有 28 颗处理器 每个机柜带有6个机箱 每个 42U 机柜中有168 个CPU,7U 机箱带有7个服务器 7U 中有14 颗处理器 每个机柜带有6个机箱 每个 42U 机柜中有 84 个 CPU,7U,7U,4、服务器按外观分类,刀片式服务器（Blade）,PK,处理能力强CPU的区别 I/O性能强内存、硬盘、PCI接口 管理能力强服务器管理监控系统 可靠性强数据保护技术、服务器操作系统 可用性高热插拔、电源技术 扩展性强,5、 服务器与PC机的区别,PC服务器专注于数据吞吐能力 PC服务器可用性与可靠性更高 PC服务器在图像处理方面性能较差,PK,硬盘/IO槽,7*24小时,集成显卡,5、 服务器与工作站的区别,6、 服务器与小型机的区别,PK,两者采用了不同的体系架构 PC服务器具有良好的工业标准 PC服务器较高的性能价格比 PC服务器良好的易用性，降低企业整体TCO,6、 服务器性能评价标准,二,PC服务器关键组件及技术,风扇,电源,网卡,硬盘,内存,PCI,CPU,1、 服务器关键组件图解,2、 服务器关键组件介绍,CPU 内存 硬盘 Raid PCI,HBA 网卡 电源 热插拔技术,2、 服务器关键组件介绍CPU,中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。 计算机的性能在很大程度上由CPU的性能决定，而CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括CPU的工作频率、Cache容量、指令系统和逻辑结构等参数。 主频：主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常，主频越高，CPU处理数据的速度就越快； 缓存：实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小； 核心数：般情况下每个核心都有一个线程，几核心就有几线程，但是intel发明了超线程技术，可以让单核模拟多核心工作，intel的超线程可以让单核心具有两个线程，双核四线程 ； 线程数 ：线程数多当然速度就快,但功耗就大 ；,Intel Xeon CPU产品线： Xeon（至强）服务器CPU产品系列； Intel单路多核Xeon CPU： Intel Xeon 3000系列 Intel双路多核Xeon CPU： Intel Xeon 5000系列 Intle四路多核Xeon CPU： Intel Xeon 7000系列,2、 服务器关键组件介绍CPU,2、 服务器关键组件介绍CPU,2、 服务器关键组件介绍内存,Buffer （缓存器）,Register （寄存器）,ECC （错误检查纠正）,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。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。 服务器内存与PC内存的区别： 性能更高 兼容性更好 可靠性更高,2、 服务器关键组件介绍内存,Unbuffered,Buffer（缓存器）： 具有Buffer的内存读写速度有较大提高，Unbuffer表示不具有高速缓存。,Registered（寄存器）： Register技术主要是调整时钟信号，保证内存之间的信号同步，提高驱动能力,Buffered,2、 服务器关键组件介绍内存,ECC（错误检查纠正）： ECC可发现2bit错误，并纠正1bit错误； 一般情况下服务器内存都具有ECC功能，只有较低端的服务器采用普通台内存时不具有此功能；,Non-ECC,Non-ECC,ECC,2、 服务器关键组件介绍内存,服务器内存的其他典型技术： Chipkill 内存镜像 内存热备,2、 服务器关键组件介绍硬盘,服务器常用硬盘可分为： SATA： Serial ATA接口，即串行ATA，采用串行技术以获得更高的传输速度及可靠性。目前是第二代即SATAII。 SCSI：全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），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 ，主要应用于中、高端服务器和高档工作站 。 SAS：Serial Attached SCSI接口，即串行SCSI， 采用串行技术以获得更高的传输速度。目前仍然是第一代。 SSD：固态存储硬盘(Solid State Disk) 其特别之处在于没有机械结构，以区块写入和抹除的方式作读写的功能，与目前的传统硬盘相较，具有低耗电、耐震、稳定性高、耐低温等优点。,2、 服务器关键组件介绍硬盘,SAS硬盘,SATA硬盘,SSD硬盘,SCSI硬盘,2、 服务器关键组件介绍硬盘,评价机械硬盘的关键技术参数通常有： 容量 尺寸 主轴转速 平均寻道时间 数据传输率 MTBF S.M.A.R.T（自监测、分析与报告技术）支持,转速 转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位是rpm.。转速是决定硬盘内部传输率的决定因素之一，它的快慢在很大程度上决定了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的重要标志。硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000 rpm 。7200rpm的硬盘已经取代5400rpm的硬盘成为主流，10000rpm和15000 rpm的硬盘多是面对高档用户的。,2、 服务器关键组件介绍硬盘,SATA一代最大为150MB/s SATA二代最大为300MB/s SATA三 代最大为550MB/s SCSI最大为320MB/s SAS起步值为300MB/s,600MB/s的接口标准也有,但设备少且贵, SSD500MB/S,2、 服务器关键组件介绍硬盘,选择硬盘的几点考虑： 成本 同等容量下，SAS硬盘略高于SCSI , SCSI硬盘高于SATA， ATA硬盘被淘汰 MTBF SAS硬盘与SCSI相当， SCSI 硬盘高于SATA 可扩展性 SAS/SATA扩展能力较强 ，SCSI 扩展能力一般，ATA较差 热插拔 SAS 、SCSI和SATA均支持 性能 SSD高于SAS，SAS硬盘高于SCSI ， SCSI硬盘高于SATA，SATA高于ATA,2、 服务器关键组件介绍硬盘,什么是Raid? RaidRedundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列 RAID是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘，数据是以分段的方式顺序存放于磁盘阵列中,2、 服务器关键组件介绍Raid,2、 服务器关键组件介绍Raid,1、RAID技术的主要特点 RAID技术主要有以下两个特点： （1）提高数据访问速度 硬盘数据条带化 多硬盘同时读取 （2）数据冗余保护 硬盘镜像 奇偶校验,减少硬盘的机械寻道时间,提高数据存取速度,数据冗余保护,Raid技术的三大特点： 通过对硬盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少硬盘的机械寻道时间，提高数据存取速度； 通过对一阵列中的几块硬盘同时读取，减少硬盘的机械寻道时间，提高数据存取速度； 通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现对数据的冗余保护,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID的几种常用阵列 RAID 0（条带） RAID 1（镜像） RAID 3（奇偶位条带） RAID 10 (镜像条带阵列) RAID 5（分布奇偶位条带） RAID 6 (双分布奇偶位条带),2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 0的工作原理,D4,D2,D0,驱动器1,D6,D5,D3,D1,驱动器2,D0,D1,D2,D3,D4,D5,条带2,条带1,条带0,各磁盘上的数据块,各磁盘上的数据块,D2,D1,D0,D5,D4,D3,D0,逻辑磁盘,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 0的特性,视频生成和编辑、图像编辑等对传输带宽需求较大的应用领域。,数据无冗余，一旦阵列中有一个驱动器故障，其中的数据将丢失。,I/O负载平均分配到所有的驱动器。由于驱动器可以同时读写，性能在所有RAID级别中最高。 磁盘利用率最高 设计、使用和配置简单。,缺点,优点,应用范围,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 1的工作原理,镜像结构的阵列,D2,D1,D0,D2,逻辑磁盘,D2,D1,D0,驱动器1,驱动器2,D0,D1,D2经过镜像器,D2,D1,D0,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 1的特性,可应用于金融、保险、证券、财务等对数据的可用性和安全性要求较高的应用领域。,磁盘空间利用率低，存储成本高 磁盘写性能提升不大。,RAID 1对存储的数据进行百分之百的备份，提供最高的数据安全保障 设计、使用和配置简单。,缺点,优点,应用范围,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 3的工作原理,D7,D4,D1,驱动器2,D6,D3,D0,驱动器1,D8,D5,D2,驱动器3,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,P3,P2,P1,校验驱动器,校验码生成,带奇偶校验码的并行阵列,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 3的特性,适合用于视频生成、视频编辑等高吞吐量的应用环境 。,需要专用磁盘做校验盘使用，如果校验盘故障会导致数据无备份 任一磁盘写数据将会导致校验信息的重新计算，校验盘的写性能可能会成为瓶颈。,通过较为简单的异或运算技术获得数据备份 阵列中磁盘数量越多，数据备份的成本就越低。,缺点,优点,应用范围,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 5的工作原理,分布式奇偶校验码的独立磁盘结构,D4,P1,D1,驱动器2,P2,D2,D0,驱动器1,D5,D3,P0,驱动器3,D0,D1,D2,D3,D4,D5,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 5的特性,适合用在文件服务器、Email服务器、WEB服务器等输入/输出密集、读/写比率较高的应用环境,异或校验影响存储性能 硬盘重建的过程较为复杂 控制器设计复杂,高可用性 磁盘利用率较高 随机读写性能高 校验信息分布存储于各个磁盘，避免单个校验盘的写操作瓶颈,缺点,优点,应用范围,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID组合RAID 10,D0,D2,D4,D0,D2,D4,D1,D3,D5,D1,D3,D5,磁盘镜像器,磁盘镜像器,D0,D1,D2,D3,D4,D5,RAID 10是将镜像和条带进行组合的RAID级别，先进行RAID 1镜像然后再做RAID 0。RAID 10也是一种应用比较广泛的RAID级别。,物理磁盘1,物理磁盘2,物理磁盘3,物理磁盘4,磁盘故障,磁盘故障,读取数据,2、 服务器关键组件介绍Raid,RAID 10的特性,数据量大，安全性要求高的环境，如银行、金融等领域,磁盘利用率低，只有1/2的硬盘利用率，至少需要4块磁盘,高读取速度 高写入速度，写开销较小 特定情况下，可以允许N/2个硬盘同时损坏,缺点,优点,应用范围,2、 服务器关键组件介绍Raid,S&K,常见RAID级别的比较,RAID级别,RAID 1,RAID 3,RAID 5,RAID 10,RAID 0,容错性,有,有,有,有,无,冗余类型,镜像冗余,校验冗余,校验冗余,镜像冗余,无,读性能,低,高,高,普通,高,随机写性能,低,低,普通,高,连续写性能,低,低,低,普通,高,最少磁盘数,2个,3个,3个,4个,2个,可用空间,50*,（N-1)/N,（N-1)/N,50*,100,应用场景,传输带宽需求大的应用,安全性要求较高的应用,大文件、连续数据的应用,读/写比率较高的应用,安全性要求高的应用,低,2、 服务器关键组件介绍Raid,2、 服务器关键组件介绍Raid,Raid的实现方法有两种： 软件RAID：用软件的方法来实现 板载RAID 0、1、1E 硬件RAID ：用专门的控制芯片来完成，控制芯片可以做成RAID卡的形式，也可以集成在主板上。 ROMB(RAID On MotherBoard)，支持RAID 0、1、5等 外插RAID卡，支持RAID 0、1、5等,HBA:即主机总线适配器英文“Host Bus Adapter”缩写。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。,2、 服务器关键组件介绍HBA,2、 服务器关键组件介绍HBA,2、 服务器关键组件介绍PCI,什么是PCI总线? PCI （Peripheral Component Interconnect）总线是一种高性能局部总线，是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。在数字图形、图像和语音处理，以及高速实时数据采集与处理等对数据传输率要求较高的应用中，采用PCI总线来进行数据传输，可以解决原有的标准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。,2、 服务器关键组件介绍PCI,什么是PCI-Express? PCI Express（以下简称PCI-E）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。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI-E的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。,x16,x1,x4,x8,2、 服务器关键组件介绍网卡,集成千兆网卡,外插千兆RJ45以太网卡,外插千兆FC以太网卡,外插多端口以太网卡,2、 服务器关键组件介绍网卡,服务器多网卡技术： 多网卡绑定技术 通过多网卡绑定技术，可实现： 多网卡故障切换 多网卡负载均衡 网络加速技术 Intel IOAT技术：适用于Intel网卡 TOE技术（TCP卸载引擎技术）：适用于Broadcom网卡,Intel I/OAT技术的优势,效 率,Your Text Here,性 能