LCSA-ST01服务器技术入门.ppt

联想企业及级产品销售认证培训 服务器技术入门 服务器概述 2 内容 3 联想服务器专有创新技术 2 PC服务器关键组件及技术 1 服务器概述 3 1 4 第一章服务器概述 1 1服务器的基本概念1 2PC服务器的分类1 3PC服务器与PC机 工作站 小型机的区别1 4PC服务器性能评价体系1 5服务器基准测试体系 5 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 1 1服务器的基本概念 6 什么是PC服务器 即基于INTEL硬件架构 使用Intel或与其兼容的处理器芯片的CISC服务器 又称IA架构服务器 IntelArchitectureServer 注 AMD服务器也是PC服务器的一种 联想目前没有采用AMDCPU的服务器产品 IBM HP DELL皆有AMD服务器 1 1服务器的基本概念 7 服务器按处理器架构可分为 X86架构服务器RISC架构服务器EPIC架构服务器 IA 64 1 2服务器的分类 按处理器架构分类 8 服务器按应用功能可分为 域控制服务器 DomainServer 文件服务器 FileServer 打印服务器 PrintServer 数据库服务器 DatabaseServer 邮件服务器 E mailServer Web服务器 WebServer 1 2服务器的分类 按应用功能分类 一 多媒体服务器 MultimediaServer 通讯服务器 CommunicationServer 终端服务器 TerminalServer 基础架构服务器 InfrastructureServer 虚拟化服务器 VirtualizationServer 9 硬件的选型和配置需根据用户业务压力的大小进行选配 1 2服务器的分类 按应用功能分类 二 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 10 T168 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 1U 1 75英寸 44 445mm R5202U 是一种HAHD HighAvailabilityHighDensity 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IxP提供互联网服务 刀片式服务器 Blade 塔式 Tower 机架式 Rack 1 2PC服务器的分类 按外形分类 B700刀片 PK PC服务器与PC机的区别 PC服务器的六大特性 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 1 3PC服务器与PC机 工作站 小型机的区别 一 12 PC服务器与工作站的区别 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 1 3PC服务器与PC机 工作站 小型机的区别 二 13 PK 1 3PC服务器与PC机 工作站 小型机的区别 三 PC服务器与小型机的区别 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 14 1 4服务器性能评价体系 15 1 5服务器基准测试体系 一 什么是服务器基准测试 Benchmark 体系 20世纪90年代 TPC TransactionprocessingPerformanceCouncil 事务处理性能委员会 成立 Benchmark 基准测试 这个词也随之正式走上了企业计算的大舞台 从此 企业级计算平台的性能迈开了可度量的步伐 而企业用户在采购服务器平台的时候 除主观意识之外 理性的光芒开始闪耀 之后 Benchmark的内涵和范畴在不断演变 时至今日 已经形成了非常丰富 全面的企业计算平台基准测试体系 天地之间 一切皆可度量 16 1 5服务器基准测试体系 二 服务器基准测试 Benchmark 体系的构成 两大基准体系 TPC SPEC四大应用中的基准测试 Benchmark 高性能计算 HPC Linpack 在线事务处理 OLTP TPC C Web服务 SPECWeb2005Java应用服务器 SPECjbb2005专用基准测试 Oracle基准测试SAP基准测试 服务器关键组件及技术 17 2 18 服务器关键组件图解 18 风扇 电源 网卡 硬盘 内存 PCI CPU 19 第二章PC服务器关键组件及技术 2 1CPU2 2内存2 3硬盘2 4Raid2 5PCI 2 6网卡2 7电源2 8热插拔技术 20 内容概要 IntelXeonCPU产品线介绍联想万全服务器CPU适配表 2 1CPU 21 IntelXeonCPU产品线 Xeon 至强 服务器CPU产品系列 Intel单路多核XeonCPU IntelXeon3400系列Intel双路多核XeonCPU IntelXeon5600系列Intle四路多核XeonCPU IntelXeon7500系列 2 1CPU IntelXeonCPU产品线介绍 1 两路机型 现有Intel5600系列CPU Westmere 2 四路机型 目前CPU为具备3级缓存的75500系列 NehalemXeon5600 Xeon7500 2 1CPU 10年CPU变化 Intel EnterpriseRoadmap 2010 2008 Nehalem EX BoxboroChipset OEM Boxboro EX Intel 5100Chipset Intel 5000V Intel 3200Chipset GarlowPlatform Intel Xeon proc 3400series Intel Xeon 5500processorseries Intel 5520Chipset Tylersburg EPPlatform Westmere EP Westmere EX CranberryLakePlatform Bensley VS Intel 5000PChipset BensleyPlatform CanelandPlatform Intel 7300Chipset OEMChipsets Intel Xeon 7400processorseries Intel 5500Chipset Tylersburg ENPlatform Westmere EP Intel Xeon 5500processorseries Expandable7000 EfficientPerformance5000 Entry 5000Workstation FoxhollowPlatform PCIe2 0 Intel Xeon 5500processorseries Intel 5520Chipset Tylersburg WSPlatform 5400Chipset StoakleyPlatform Westmere EP PCIe2 0 PCIe2 0 PCIe2 0 2009 PCIe2 0 PCIe2 0 Future QPI QPI SandyBridge EP Romley EP Romley SandyBridge EN QPI Intel 3400Chipset SandyBridge DT Bromolow QPI EXfollow onproc EXFollow on SandyBridge EN Romley WS 2socket 1socket CougarPoint Patsburg Patsburg Patsburg IntelandtheIntellogoaretrademarksorregisteredtrademarksofIntelCorporationoritssubsidiariesintheUnitedStatesandothercountries Othernamesandbrandsmaybeclaimedasthepropertyofothers Allproducts dates andfiguresarepreliminaryandaresubjecttochangewithoutanynotice Copyright 2009 IntelCorporation Tick TockDevelopmentModel SustainedMicroprocessorLeadership Alldates productdescriptions availability andplansareforecastsandsubjecttochangewithoutnotice Forecast Penryn Nehalem SandyBridge Westmere NEWMicroarchitecture45nm NEWMicroarchitecture32nm NEWProcessTechnology45nm NEWProcessTechnology32nm Merom NEWMicroarchitecture65nm TOCK TICK TOCK TICK TOCK Intel Core Microarchitecture Intel MicroarchitectureCodenameNehalem FutureIntel Microarchitecture 25 2 1CPU 联想万全服务器CPU适配表 26 内容概要 服务器内存发展概览服务器内存的典型技术FBD内存介绍 2 2内存 27 2 2内存 内存发展概览 high speed low power low latency low cost DDR200 DDR266 DDR333 PC133SDRAM PC166SDRAM EDO PC100SDRAM PC66SDRAM DDR400 DDRII FBD DDRIII 28 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 Buffer 缓存器 Register 寄存器 ECC 错误检查纠正 2 2内存 服务器内存的典型技术 29 Unbuffered 2 2内存 服务器内存的典型技术 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 Non ECC Non ECC 2 2内存 服务器内存的典型技术 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 ECC 服务器内存的其他典型技术 Chipkill内存镜像内存热备 2 2内存 服务器内存的典型技术 2 2内存 联想万全服务器内存适配表 33 内容概要 服务器常用硬盘分类评价硬盘的关键参数联想万全服务器硬盘适配表 2 3硬盘 34 服务器常用硬盘可分为 SATA SerialATA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 SmallComputerSystemInterface 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 SerialAttachedSCSI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 SolidStateDisk 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 3硬盘 服务器常用硬盘分类 35 2 3硬盘 服务器常用硬盘分类 SAS硬盘 SATA硬盘 SSD硬盘 SCSI硬盘 36 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MTBFS M A R T 自监测 分析与报告技术 支持 2 3硬盘 评价硬盘的关键参数 37 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MTBFSAS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 3硬盘 评价硬盘的关键参数 38 2 3硬盘 联想万全服务器硬盘适配表 39 内容概要 Raid的基本概念Raid的级别Raid的实现 2 4Raid 40 背景 用户对磁盘系统的五大要求 速度 提高磁盘I O存取速度 缩小内存和磁盘的性能差距安全性 增强数据安全性及容错能力空间利用率 有效利用磁盘空间CPU占用率 降低数据I O对CPU资源的占用性能 提高计算系统的整体工作性能 2 4Raid Raid的基本概念 41 什么是Raid Raid RedundantArrayofIndependentDisks 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 4Raid Raid的基本概念 42 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 4Raid Raid的基本概念 43 Raid的级别包括 Raid0Raid1Raid3Raid5Raid10Raid30Raid50 2 4Raid Raid的级别 Raid6Raid7Raid1ERaid5ERaid5EE 播放视频 Raid0 应用DataStriping 数据分段 技术 将所有硬盘构成一个磁盘阵列 可以同时对多个硬盘做读写动作 但是不具备备份及容错能力 它价格便宜 硬盘使用效率最佳 写入速度快 但是可靠度是最差的 如果磁盘阵列上有一个硬盘坏了 由于Raid0把数据拆开分别存到了不同的硬盘上 坏了一颗等于中断了数据的完整性 如果没有整个磁盘阵列的备份磁带的话 所有的数据是无法挽回的 因此 尽管它的效率很高 但是很少有人冒着数据丢失的危险采用这项技术 2 4Raid Raid的级别 Raid1 RAID1使用的是DiskMirror 硬盘镜像 技术 就是把一个硬盘的内容同步备份复制到另一个硬盘里 所以具备了备份和容错能力 这样做的使用效率不高 但是可靠性高 2 4Raid Raid的级别 Raid3 采用StripingwithDedicatedParityDrive 有特定奇偶校验盘的数据分段技术 将用于奇偶校验的数据存到特定磁盘中 具有数据容错能力 可靠性较好 当单个硬盘失效时 会产生奇偶盘I O瓶颈效应 硬盘使用效率是安装几个就减掉一个 2 4Raid Raid的级别 3 Raid5 采用StripingwithDistributedParity 分布式奇偶校验的数据分段技术 将用于奇偶校验的数据存放到各个硬盘中 具有数据容错能力 可靠性好 校验值分散在各个盘的不同位置 相当程度的分散了负载 故有较好的性能 尤其是对小型数据 RAID5适用于银行和股市的联机交易系统 OLTP 2 4Raid Raid的级别 Raid10 2 4Raid Raid的级别 Raid30 Raid50 2 4Raid Raid的级别 Raid6 RAID6是由一些大型企业提出来的私有RAID级别标准 它的全称叫 IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes 带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘 从功能上讲 能实现两颗磁盘掉线容错的 都叫RAID6目前以不同方式实现RAID6的包括 Intel HDS 的P QRAID6NetApp的RAID DPHP的RAID5 DP RAIDADG很多实验室中的原型机也能实现 如 Dual XOR等 2 4Raid Raid的级别 Raid1E RAID1E是RAID1的增强版本 它并不是我们通常所说的RAID0 1的组合 RAID1E的工作原理与RAID基本上是一样的 只是RAID1E的数据恢复能力更强 但由于RAID1E写一分数据至少要两次 因此 RAID处理器的负载得到加强 从而造成磁盘读写能力的下降 RAID1E至少需要3块硬盘才能实现 2 4Raid Raid的级别 Raid5E RAID5E是由IBM公司提出的一种私有RAID级别与RAID5不同的地方是将数据校验信息平均分布在每一个磁盘中 并且每个磁盘都要预留一定的空间 这部分空间没有进行条带化 当一个磁盘出现故障时 这个磁盘上的数据将被压缩到其他磁盘预留没有条带化的空间内 达到数据保护的作用 而这时候的RAID级别则从RAID5E转换成了RAID5 继续保护磁盘数据 RAID5E允许两个磁盘出错 最少也需要4个磁盘才能实现RAID5E 2 4Raid Raid的级别 Raid的实现方法有两种 软件RAID 用软件的方法来实现板载RAID0 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 RAIDOnMotherBoard 支持RAID0 1 5等外插RAID卡 支持RAID0 1 5等 2 4Raid Raid的实现 54 内容概要 什么是PCI总线 PCI总线发展历程概览什么是PCI Express 各类PCI速度大比拼 2 6PCI 55 什么是PCI总线 PCI PeripheralComponentInterconnect 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 6PCI 什么是PCI总线 56 PCI总线发展历程概览 2 6PCI PCI总线发展历程概览 PCI PCI X1 0 PCI X2 0 PCI Express 57 什么是PCI Express PCIExpress 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 2 6PCI 什么是PCI Express x16 x1 x4 x8 58 2 6PCI 各类PCI速度大比拼 59 内容概要 服务器网卡的分类服务器多网卡技术IntelI OAT 网络加速 技术 2 7网卡 60 2 7网卡 服务器网卡的分类 60 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 61 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IntelIOAT技术 适用于Intel网卡TOE技术 TCP卸载引擎技术 适用于Broadcom网卡 2 7网卡 服务器多网卡技术 62 IntelI OAT技术的优势 2 7网卡 IntelI OAT 网络加速 技术 效率 YourTextHere 性能 可扩展性 广泛的适用性 可用性 应用响应加快 可高达30 CPU占用率在千兆线速下 可减少40 整体性能随CPU配置的提高和网络端口数的增加而提升 对于前端 中端和后台不同应用 均带来性能提升 Bensley及未来的服务器平台 63 内容概要 服务器电源分类服务器冗余电源介绍 2 8电源 64 服务器的电源标准有两类 ATX标准 用于低端服务器或工作站 输出功率一般在125瓦 350瓦之间 通常采用20Pin 20针 的双排长方形插座给主板供电 当前Pentium4处理器平台的电源规范为ATX12V 增加了一个4Pin的12V电源输出端 以便更好地满足Pentium4的供电要求SSI标准 SSI ServerSystemInfrastructure 规范是IA服务器的电源规范 SSI规范的推出是为了规范服务器电源技术 降低开发成本 延长服务器的使用寿命而制定的 主要包括服务器电源规格 背板系统规格 服务器机箱系统规格和散热系统规格 2 8电源 服务器电源分类 65 冗余特性 1 1 此时每个模块承担50 的输出功率 当一个模块拔出时 另一个模块承担100 输出功率 2 1 有三个模块 每个模块承担输出功率的1 3 当拔出一个模块 其余两个模块各承担50 的输出功率 2 8电源 服务器冗余电源介绍 66 内容概要 热插拔的概念热插拔部件 2 9热插拔技术 67 热插拔的概念 热插拔 hot plugging或HotSwap 功能就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 从而提高了系统对灾难的及时恢复能力 扩展性和灵活性 2 9热插拔技术 热插拔的概念 68 2 9热插拔技术 热插拔部件 68 热插拔风扇 热插拔电源 热插拔PCI 热插拔硬盘 热插拔内存 联想服务器专有创新技术 69 3 70 第三章联想服务器专有创新技术 3 1概述联想万全服务器各机型对应专有技术情况3 2服务器安全技术3 2 1五重硬盘防护技术3 2 2全电压范围自适应波形过滤服务器电源3 2 3防雷击设计3 2 4风扇低速报警技术 3 3服务器绿色节能技术3 3 1智能控温降噪技术3 3 2LECOT 能耗优化技术 3 4服务器管理技术3 4 1慧眼IV 71 3 1联想万全服务器各机型对应专有技术情况 72 联想服务器采用先进的五重硬盘防护设计 降低硬盘振动10db 降低硬盘故障30 以上播放视频 3 2 1五重硬盘防护技术 72 硬盘质量数据普遍状况和重要性分析 重点问题 3 2 1五重硬盘防护技术 硬盘舱 H型 高强度金属材料 硬盘导轨 高硬度高分子材料 降低来自硬盘舱的振动 硬盘架 较低硬度高分子材料 易插拔 进一步降低由硬盘导轨传递来的振动 减震橡胶 将硬盘架传递来的振动减少到安全范围内 避免硬盘故障 系统设计 采用模态分析 避免硬盘和机箱共振 74 适应90V 264V的电压波动适应电网40ms以下的瞬间掉电 3 2 2全电压范围自适应波形过滤服务器电源 采用主动式PFC在电源中加入了共模线圈及差模线圈 配以XY电容 以消除电网上共模干扰及差模干扰 电源内部特别加入了防止电网中串入雷击的元器件 有效地消除雷击对电源及至于系统的破坏 电源中采用了各项参数都比较优越的单端正激式或双端正激式电路设计过程中对各个元器件进行元器件级的