电子商务系统的硬件平台.ppt

1 第四讲电子商务系统的硬件平台 2 主要内容 1 服务器2 数据存储设备 3 工作站 工作站 Workstation 是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础 主要面向专业应用领域 具备强大的数据运算与图形 图像处理能力 为满足工程设计 动画制作 科学研究等专业领域而设计开发的高性能计算机 4 工作站主要应用在以下领域 1 计算机辅助设计及制造CAD CAM 这一领域被视为工作站的传统领域 2 动画设计 用户群主要是电视台 广告公司 影视制作公司 游戏软件开发公司 室内装饰公司 3 GIS地理信息系统 用户群主要是城市规划单位 环保部门 地理地质勘测院 研究所等 4 平面图像处理 是应用普及程度较高的行业 用户通常是以图形工作站为硬件平台 以PhotoShop CorelDraw等软件为操作工具 致力于图片影像处理 广告及宣传彩页设计 包装设计 纺织品图案设计等 5 模拟仿真 在军事领域 模拟仿真技术是训练战斗机驾驶员 坦克驾驶员以及模拟海上航行的有效手段 在科研开发领域 它使设计者在制作样机之前 可以在图形工作站上进行仿真运行 及时发现问题 对设计进行修改 5 1 服务器 1 1服务器简介1 2服务器的两类架构1 3服务器的选择原则1 4服务器集群技术 6 1 1服务器简介 服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件 为网络上的用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机 服务器的构成与我们平常所用的PC机有很多相似之处 诸如有CPU 内存 硬盘 各种总线等 只不过它还能够提供各种共享服务 网络 Web应用 数据库 文件 打印等 以及其他方面的高性能应用 它的高性能主要体现在高速度的运算能力 长时间的可靠运行 强大的外部数据吞吐能力等方面 7 1 1服务器简介 由于服务器是针对具体的网络应用特别制定的 与普通PC在处理能力 稳定性 可靠性 安全性 可扩展性 可管理性等方面存在很大的区别 最大的差异体现在多用户多任务环境下的可靠性上 一台服务器所面对的是整个网络的用户 需要24 7不间断工作 所以它必须具有极高的稳定性 另一方面 为了实现高速存取以满足众多用户的需求 服务器通过采用对称多处理器 SMP 安装 插入大量的高速内存来保证工作 8 SMP SymmetricalMulti Processing SMP对称多处理技术 是指在一台计算机上汇集了一组处理器 多CPU 各CPU之间共享内存子系统和总线结构 SMP是相对于非对称多处理技术而言的 应用十分广泛的并行技术 在这种架构中 一台计算机不再由单个CPU组成 而同时由多个CPU运行操作系统的单一复本 并共享内存和一台计算机的其他资源 虽然同时使用多个CPU 但从管理的角度来看 它们的表现就像一台单机一样 系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上 极大地提高了整个系统的数据处理能力 所有的处理器都可以平等地访问内存 I O等 在对称多处理系统中 系统资源被系统中所有CPU共享 工作负载能够均匀地分配到所有可用CPU上 9 SMP SymmetricalMulti Processing 我们平时所说的双CPU系统 实际上是对称多处理系统中最常见的一种 通常称为 2路对称多处理 PC服务器中最常见的对称多处理系统通常采用2路 4路 6路或8路处理器 目前UNIX服务器可支持最多64个CPU的系统 如Sun公司的产品Enterprise10000 SMP系统中最关键的技术是如何更好地解决多个处理器的相互通讯和协调问题 10 1 1服务器简介 服务器为了保证足够的安全性 还采用了大量普通PC没有的技术 例如冗余技术 系统备份 在线诊断技术 故障预报警技术 内存纠错技术 热插拔技术和远程诊断技术等 使绝大多数故障能够在不停机的情况下得到及时修复 具有极强的可管理性 11 1 2服务器的两类架构 从所采用的CPU来看 可以把服务器主要分为两类架构 IA架构服务器 IntelArchitecture Intel架构 又称CISC架构服务器 ComplexInstructionSetComputer 复杂指令集 RISC架构服务器 ReducedInstructionSetComputing 精简指令集 12 IA架构服务器 通常把采用英特尔处理器的服务器称为IA IntelArchitecture 架构服务器 由于该架构服务器采用了开放式体系 实现了工业标准化技术并得到国内外大量软硬件供应商的支持 在大批量生产的基础上 以极高的性价比在全球范围内得到广泛的应用 13 IA架构服务器 CISC 复杂指令集 ComplexInstructionSetComputer 在CISC微处理器中 程序的各条指令是按顺序串行执行的 每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的 顺序执行的优点是控制简单 但计算机各部分的利用率不高 执行速度慢 英特尔生产的x86系列 也就是IA 32架构 CPU及其兼容CPU 如AMD VIA等 即使是现在的X86 64 也称AMD64 都属于CISC的范畴 14 RISC架构服务器 RISC 精简指令集 ReducedInstructionSetComputing 是在CISC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 超标量和超流水线结构 大大增加了并行处理能力 RISC指令集是高性能CPU的发展方向 与传统的CISC相比 RISC的指令格式统一 种类比较少 寻址方式也比复杂指令集少 所以处理速度提高很多 15 RISC架构服务器 目前在中高档服务器中普遍采用RISC指令系统的CPU RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX 现在Linux也属于类UNIX的操作系统 RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容 目前 在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类 PowerPC处理器 SPARC处理器 PA RISC处理器 MIPS处理器 Alpha处理器 16 1 3服务器的选择原则 1 可靠性可靠性由平均无故障时间来度量 故障时间越少 可靠性越高 对于电子商务系统而言 通常要求服务器24 7无故障运转 对于银行业 航空公司的电子商务系统 即使是短暂的系统故障 也会造成难以挽回的损失 所以 在选择服务器时必须把可靠性放在首位 2 可管理性是指服务器的管理是否方便 快捷 界面是否友好 应用软件是否丰富等方面 17 1 3服务器的选择原则 3 可用性是指在一段时间内 服务器可供用户正常使用时间的百分比 服务器的故障处理技术越成熟 向用户提供的可用性就越高 提高服务器可用性有两种方式 即减少硬件的平均故障间隔时间和利用专用功能机制 该机制可在出现故障时自动执行系统 或部件 切换以避免 或减少 意外停机 18 1 3服务器的选择原则 4 可扩展性是服务器的重要性能之一 服务器在工作中的升级特点是客户数量的随机增加 为了保持服务器工作的稳定性和安全性 就必须充分考虑服务器的可扩展性能 首先 在机架上要为硬盘和电源的增加留有充分余地 其次 在主机板上的插槽不但要种类齐全 而且要有一定的数量 19 1 3服务器的选择原则 5 安全性冗余是衡量服务器安全性的重要标准 因为服务器的部件冗余是消除系统错误 保证系统安全和维护系统稳定的有效方法 某些服务器在电源 网卡 SCSI卡 硬盘 PCI通道等方面都实现了设备的完全冗余 同时还支持PCI网卡的自动切换功能 大大优化了服务器的安全性能 20 1 3服务器的选择原则 6 高性能服务器的高性能是指服务器综合性能指标高 服务器基本性能主要表现在运行速度 磁盘空间 容错能力 扩展能力 稳定性 持续性 监测功能 以及电源等方面 需要强调的是一定要关注硬盘和电源的热插拔性能 网卡的自适应能力 以及相关部件的冗余设计和纠错功能 21 热插拔功能是允许用户在不关闭系统 不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬盘 电源或板卡等部件 从而提高系统对灾难的及时恢复能力 扩展性和灵活性等 实现热插拔需要几个方面的支持 总线电气特性 主板BIOS BasicInput OutputSystem 操作系统和设备驱动 即插即用是一种可以快速简易安装某硬件设备而无需安装设备驱动程序或重新配置系统的标准 即插即用需要硬件和软件两方面的支持 Windows2000 XP等都支持即插即用 因此主要是看计算机配件是否支持即插即用 如具备即插即用功能 安装硬件就更为简易 热插拔 22 1 3服务器的选择原则 7 模块化服务器的模块化设计是指电源 网卡 SCSI卡 硬盘等部件都是模块结构 并且都具有热插拔功能 可以在线维护 使系统停机的可能性大大降低 8 售后服务售后服务和技术支持体系必需完善 在选择服务器时 要考虑服务机构的远近与方便 服务机构的承诺与实力 服务机构的信誉程度等 23 1 4服务器集群技术 服务器集群技术是近几年来兴起的发展高性能计算机的一项技术 它实际上是一组相互独立的计算机 由网络互联 组成一个单一的计算机系统 并以单一系统的模式加以管理 为各个客户工作站提供高可用性的服务 作为集群技术的最初设计师之一 G Pfister将集群定义为 一个由一系列互联整机所组成的并行或分布式系统 而该系统被当作独立且统一的计算资源来使用 将若干服务器集合为一个独立且统一的集群可在用户或管理员无需知道集群中有多个服务器的情况下实现对计算负荷的共享 24 1 4服务器集群技术 例如 如果服务器集群中的任何资源发生故障 且无论该故障组件属于硬件资源还是软件资源 作为一个整体的集群仍能使用集群内其它无故障服务器上的资源继续为用户提供服务 即 当一个资源发生故障时 连接到服务器集群上的用户或许会经历短暂的服务性能降低 但绝不会完全丧失对服务的访问 在需要更多处理能力的情况下 管理员可以通过滚动升级过程来添加新的资源 在确保升级后性能得以提高的前提下 集群作为一个整体在升级过程中仍能保持处于在线服务状态 25 26 27 1 4服务器集群技术 服务器集群技术的优势 更高的可用性 允许服务器集群中的服务和应用在硬件或软件组件故障时 或在计划维护期间仍能不间断地提供服务 更高的可扩展性 支持通过增加多个处理器和额外内存来扩展服务器 更高的可管理性 允许管理员如同管理单台计算机那样管理整个群集内的设备和资源 28 主要内容 1 服务器2 数据存储设备 29 2 数据存储设备 2 1内置存储设备2 2外置存储子系统2 3网络存储SAN NAS 30 2 1内置存储设备 内置存储设备是各种工作站和低端服务器普遍采用的存储形式 主要的存储介质包括硬盘驱动器 磁光盘驱动器 磁带机和软驱等 由于主机内空间的限制 内置的存储设备不会很多 31 2 2外置存储子系统 在单机运行环境中 由于数据量有限 因此数据存储相对简单 但是 一方面随着网络的普及和数据量的激增 简单的备份已经无法满足需求 另一方面 为了避免主机的体积过于庞大 将存储设备和主机分离 并用高速专用I O线路连接 由于存储设备仍然不能脱离主机单独工作 所以仍称为主机的一个子系统 外置存储子系统主要包括磁盘子系统 磁带库 磁光盘库等 32 2 3网络存储SAN NAS SAN简介SAN的特点SAN的优点SAN的应用 NAS简介NAS的特点NAS的优点SAN与NAS的区别 33 SAN简介 SAN StorageAreaNetwork 即存储区域网络 它是一种通过光纤集线器 光纤路由器 光纤交换机等连接设备将磁盘阵列 磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网 34 SAN简介 高性能的光纤通道交换机和光纤通道网络协议是SAN的关键 把以光纤通道交换机为骨干的网络拓扑结构称为 SANFabric 光纤通道协议是SAN的另一个本质特征 SAN正是利用光纤通道协议上加载SCSI协议来达到可靠的块级数据传输 为了实现最大的灵活性 某些公司还对其产品进行了专门设计 以便支持现有和新研制的协议 比如基于IP的光纤通道协议等 符合开放式行业标准以及全面的互用性测试 有助于实现可靠的多厂商SAN解决方案 35 36 37 SAN的特点 光纤通道连接性高可靠性 冗余 热插拔 远程管理性可扩展性 容量 性能 38 SAN的优点 更强的数据传输和设备接入能力更大的灵活性更低的网络复杂性 39 SAN的应用 1 对数据安全性要求很高的企业典型行业 电信 金融和证券典型业务 计费对数据存储性能要求高的企业典型行业 电视台 交通部门和测绘部门典型业务 音频 视频 石油测绘和地理信息系统等 40 SAN的应用 2 在系统级方面具有很强的容量 动态 可扩展性和灵活性的企业典型行业 各中大型企业典型业务 ERP系统 CRM系统和决策支持系统具有超大型海量存储特性的企业典型行业 图书馆 博物馆 税务和石油典型业务 资料中心和历史资料库 41 SAN的应用 3 具有本质上物理集中 逻辑上又彼此独立的数据管理特点的企业典型行业 银行 证券和电信典型业务 银行的业务集中和移动通信的运营支撑系统 BOSS 集中实现对分散数据高速集中备份的企业典型行业 各行各业典型业务 企业各分支机构数据的集中处理 42 SAN的应用 4 数据在线性要求高的企业典型行业 商业网站和金融典型业务 电子商务实现与主机无关的容灾的企业典型行业 大型企业典型业务 数据中心 43 NAS简介 NAS NetworkAttachedStorage 可译为网络附加存储 是一种专用的网络数据存储 备份设备 它以数据为中心 将存储设备与服务器彻底分离 集中管理数据 从而释放带宽 提高性能 降低总拥有成本 保护投资 44