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服务器与存储技术基础 课程目录 第一章 什么是服务器第二章 服务器部件技术第三章 服务器相关软件及应用第四章 存储相关技术基础 第一章什么是服务器 目录 1 1什么是服务器1 1 1服务器与PC机的比较1 1 2曙光高性能服务器的发展历史1 1 3服务器的发展趋势1 2服务器分类 1 1什么是服务器 服务器Server从功能上说 它负责侦听网络上其它客户机 Client 提交的服务请求 并提供相应的服务 从通信的对象来讲 通常是一对多具体到硬件上 它是网络环境中的高性能计算机 这是我们通常所说的服务器客户机Client从功能上说 它负责向服务器 Server 提交服务请求 并接收响应 反馈给用户 从通信的对象来讲 通常是一对一在硬件上 Client的性能通常比Server要低得多Server和Client的界限日渐模糊 P2P 1 1 1服务器与PC机的比较 1 4 服务器和PC机的共同点服务器和PC的硬件构成基本一致 也是由主板 CPU 内存和硬盘等组成 PC机中采用了越来越多的服务器技术处理器 64位 多核内存 校验 镜像硬盘 RAID在小型网络中 应用比较简单时 经常采用高端PC来充当低端服务器的角色 服务器和PC机进行通信时 遵循同样的协议 服务器和PC机的不同之处 关注点不同 稳定性服务器需要7 24小时不间断运行 而PC机只需要5 8小时运行运算能力服务器需要及时响应众多客户机的请求 而PC机只由少数用户进行操作图形显示PC机直接和用户进行交互 而服务器放在后台 只和客户机进行通信可管理性服务器集成了各种硬件监控部件 可进行远程监测和控制 而PC机基本没有 1 1 1服务器与PC机的比较 2 4 服务器和PC机的不同之处 解决方式不同 硬件冗余服务器在关键部件上常有冗余配置 比如电源 风扇等 而PC机很少考虑CPU服务器的CPU种类很多 包括RISC和CISC架构 PC机通常只有CISC服务器往往有多颗处理器 而PC机通常只有1颗 1 1 1服务器与PC机的比较 3 4 内存 服务器内存插槽要远多于PC机 一般在8根以上 PC机往往不到4根服务器采用ECC Registered Chipkill 热备 镜像等技术来保证数据的可靠性 PC机基本没有服务器内存往往支持热插拔 而PC机不支持硬盘服务器支持SCSI SAS等高速接口 PC机通常支持IDE SATA等普通接口服务器硬盘常采用硬件RAID技术保护数据 PC机一般只有软件RAID技术网络服务器上往往有2块以上网卡 PC机通常只有1块服务器上往往采用一些特殊定制的网络 比如Infiniband myrinet等 PC机通常只采用以太网 1 1 1服务器与PC机的比较 4 4 1 1 2服务器的发展趋势 应用 数据大集中逐渐成为主流 网络中心 数据中心 电教馆等日益兴起 资源大集中逐渐成为趋势 网格化建设 12金工程的建设 架构 PC cluster逐渐成为主流 刀片 机架 多核处理器逐渐成为主流 CISC RISC 能耗的衡量逐渐成为标准管理 监控的集中化成为主流 集群 存储 目录 1 1什么是服务器1 2服务器分类1 2 1按照服务器外形结构分类1 2 2按照CPU数量分类1 2 3按照CPU类型分类1 2 4按照CPU访问内存模式分类1 2 5按照服务器结构分类1 2 6按照操作系统分类1 2 7按照应用类型分类 1 2服务器分类 1 2 1按照服务器外型结构分类 塔式 曙光天阔A440 r F 曙光天阔A610r F 曙光天潮2600刀片 机架式 刀片式 1 2 2按照CPU数量分类 PC服务器 曙光 天阔系列 HP Proliant系列 IBM X系列 采用x86处理器 CPU数量一般低于8个 性价比较高按CPUSocket的数量 可细分为单路 双路 四路 八路等按功能强弱 可细分为入门级 工作组级 部门级 企业级等小型机 曙光 天阔系列 HP Superdome系列 IBM POWER系列 英文名叫做SmallComputer 它是70年代由DEC 数字设备公司 公司首先开发的一种高性能计算产品 大型机 IBM Z系列 英文名叫MainFrame 大多数时候它是指自system 360开始的一系列的IBM计算机 也可以用来指由其他厂商 如Amdahl HitachiDataSystems HDS EMC HP制造的兼容的系统 8个处理器PC服务器 小型机 128个处理器以上大型机 8 128个处理器中型机 CISC架构 AMD INTEL CISC ComplexInstructionSetComputing 复杂指令集计算 CISC架构的服务器主要以IA架构 IntelArchitecture 英特尔架构 的服务器为主 市场上最大的两家处理器厂商就是Intel和AMD 通常所说的x86平台也就是CISC架构 RISC架构 POWER SPARC PA RISC RISC ReducedInstructionSetComputing 精简指令集计算 目前一些高端的计算机采用RISC架构 比如IBM的Power系列 通常RISC服务器搭配专有的Unix操作系统 各个厂商软硬件的专属性很强 EPIC架构 VLIW Itanium EPIC ExplicitlyParallelInstructionComputing 显示并行指令集计算 采用这一指令系统的处理器就是Intel基于IA 64架构的Itanium系列 1 2 3按照CPU类型分类 1 2 4按照操作系统分类 WindowsWindowsServer2003是微软针对服务器开发的操作系统 其版本包括 Datacenter版 含32位和64位 这是专为要求强伸缩性和高可用性的企业而建立的 企业版 含32位和64位 该版本适合中型与大型组织的关键使用 标准版它面向中小型企业及部门级应用 Web版专为快速开发 部署Web服务与应用程序的用户 LinuxLinux是一种类Unix操作系统 1991年由芬兰大学生LinusTorvalds开发 并凭借优秀的设计 不凡的性能 加上IBM INTEL CA CORE ORACLE等国际知名企业的大力支持 市场份额逐步扩大 逐渐成为服务器领域的主流操作系统之一 UnixUNIX是一个强大的多用户 多任务操作系统 支持多种处理器架构 最早由KenThompson DennisRitchie和DouglasMcIlroy于1969年在AT T的贝尔实验室开发 有很多大公司在取得了UNIX的授权之后 开发了自己的UNIX产品 比如IBM的AIX HP的HPUX SUN的Solaris和SGI的IRIX UNIX因为其安全可靠 高效强大的特点在服务器领域得到了广泛的应用 1 2 5按照应用类型分类 Database数据库服务器 提供数据的集中存储 查询和管理Ftp文件服务器 提供数据和文件的传输和共享Mail邮件服务器 提供电子邮件的网络收发和传送WebWeb服务器 提供浏览器网页内容服务DNS域名服务器 实现IP地址和网络地址之间的映射Proxy代理服务器 提供网络信息的中转服务NAT网络地址转换 提供内 外网之间的网络访问 第二章服务器部件知识 目录 2 1CPU2 1 1CPU概述2 1 2Cache技术2 1 3多核 双核技术 2 1 4IntelXeon技术2 1 5AMDOpteron技术2 1 6Itanium 安腾 技术2 1 7Power和UltraSparc2 2主板2 3总线技术2 4内存2 5硬盘2 6电源2 7机箱 2 1CPU 中央处理单元 CPU CenterProcessingUnit 是包含了运算器和控制器在内的芯片单元 CPU的基本功能就是对指令流和数据流在时间和空间上实施有效的控制 主要包括 指令流出的控制指令分析与执行的控制指令流向的控制 2 1 1CPU概述 CPU主要的性能指标 主频 1 9GHz 3 0GHz 2 33GHz外频和倍频 200MHz内部缓存 L1 L2 L3 128K 2M 4M 数据 地址 总线宽度 64位多媒体扩展指令集 MMX 2 1 2Cache技术 Cache的引入Cache存储系统 处理器最常采用的一种高速存储系统 Cache存储系统的目的主要是为了提高存储系统访问的速度 在处理器片上的Cache缓存器的访问速度可达处理器主时钟的频率 而处理器片外的主存储器的速度要比Cache低5 10倍 Cache存储系统全部由硬件来调度Cache包括处理器片内缓存以及计算机主存储器 目录 2 1CPU2 2主板2 2 1主板结构2 2 2主板技术特征2 2 3主板BIOS概念和系统设置2 3总线技术2 4内存2 5硬盘2 6电源2 7机箱 主板是电脑中各种设备的连接载体 而这些设备的各不相同的 主板本身有芯片组 各种I O控制芯片 扩展插槽 扩展接口 电源插座等元器件 2 2主板 主板结构分为AT Baby AT ATX MicroATX LPX NLX FlexATX EATX WATX以及BTX等结构 AT和Baby AT是多年前的老主板结构 现在已经淘汰 而LPX NLX FlexATX则是ATX的变种 EATX和WATX则多用于服务器 工作站主板 ATX是目前市场上PC最常见的主板结构 MicroATX又称MiniATX 是ATX结构的简化版 BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构 2 2 1主板结构 芯片组 Chipset 是构成主板电路的核心 一定意义上讲 它决定了主板的级别和档次 计算机主板芯片组一般由北桥 NorthBridge 芯片和南桥 SouthBridge 芯片组成 但是到了后来就不以南 北桥划分了 但原理上并无本质区别 G MCH Graphics MemoryControllerHub 图形 内存连接中心芯片 北桥ICH I OControllerHub I O设备连接中心芯片 南桥FWH FirmWareHub 固件重心芯片 BIOS芯片 1 北桥 是处理器和高速设备之间的联系纽带 如内存 PCIExpressx16 AGP8x 高速的PCI X等设备2 南桥 是负责完成相对低速的系统设备的连接 如I O设备 IDE SATA USB2 0 32Bit的普通PCI插槽 甚至是声效等芯片 2 2 2主板技术特征 2 2 5主板BIOS概念和系统设置 BIOS 是微机的基本输入输出系统 BasicInput OutputSystem 其内容集成在微机主板上的一个ROM芯片上 主要保存着有关微机系统最重要的基本输入输出程序 系统信息设置 开机上电自检程序和系统启动自举程序等 BIOS配置记录是放在一块可读写的CMOSRAM芯片中的 主要保存着系统基本情况 CPU特性 软硬盘驱动器显示器 键盘等部件的信息 在BIOS的ROM芯片中装有 系统设置程序 主要用来设置CMOSROM中的各项参数 这个程序在开机一般是按下 DEL 键即可进入设置状态 并供操作人员使用 CMOS的RAM芯片中关于微机的配置信息不正确时 可能导致系统工作不正常 目录 2 1CPU2 2主板2 3总线技术2 3 1基本概念2 3 2总线的分类2 3 3常见系统总线2 3 4常见外部总线2 4内存2 5硬盘2 6电源2 7机箱 2 3 1基本概念 总线标准是指芯片之间 插板之间及系统 通过总线进行连接和传输信息时 应遵守的一些协议与规范 2 3 2总线的分类 FSB 将CPU连接到主内存和磁盘驱动器系统总线 连接网卡 HBA卡这类系统部件外部总线 连接USB IEEE1394等这类系统部件 衡量总线性能通常需要位宽 频率 带宽这三个概念 总线领域的最新的一项是外部总线的整个类 这包括USB 固件 和IEEE1284 基于并口的外部总线 这些接口有些类似于老的非外部的技术 例如PCMCIA CardBus 2 3 4常见外部总线 USB USB 1394 1394 PCMCIA 并口 目录 2 1CPU2 2主板2 3总线技术2 4内存2 4 1内存概述2 4 2内存的发展2 4 3服务器专用内存技术2 4 4内存的主要厂商2 5硬盘2 6电源2 7机箱 与CPU走的最近的设备进出CPU的数据都要经过内存一般来说越大越好一般要求越快越好 2 4内存 2 4 2内存的发展 1 2 ECC内存技术ErrorCheckingandCorrecting逻辑上保证数据的安全性能会下降2 Registered技术带寄存器的模组 稳定命令 地址信号 隔离干扰物理上保证内存系统的稳定工作目前服务器上大多是RegisteredECC类型的内存ChipKill内存技术ECC只能纠正1比特的错误数据ChipKill技术可以纠正4个比特的错误数据最先出现在IBM的机器上 现在很多国内外厂商都被授权使用内存热备内存镜像 内存热备 内存镜像 2 4 3服务器专用内存技术 2 4 4内存主要厂商 颗粒厂商 三星 英飞凌 美光 现代 ELPIDA 南亚 内存厂商 Kingston Smart ATP VIKING SimpleTech WINTEC Apacer 创见 Crucial 目录 2 1CPU2 2主板2 3总线技术2 4内存2 5硬盘2 5 1硬盘的基本结构2 5 2硬盘的重要参数2 5 3硬盘接口2 5 4热插拔技术2 5 5新兴的硬盘技术2 6电源2 7机箱 硬盘一般由盘头组件 固定面板 盘片 主轴组件 浮动磁头组件 磁头驱动机构 前驱控制电路 接口和其他附件组成 2 5 1硬盘基本结构 去掉硬盘外壳的内部 主轴转速IDE SATA 7200rpmSCSI FC 10000rpm 15000rpm内部数据传输率目前主流硬盘的内部数据传输率都在30MB s 60MB s之间单碟容量增加容量 提高性能缓存缓存越大 性能越好 一般有8MB 16MB甚至是32MB平均寻道时间硬盘机械性能的重要指标 2 5 2硬盘的重要参数 IDE规格 ATA 100 ATA 133甚至是ATA 150容量 40G 80G 120G 160G 200G 250G 300G 400G转速 7200rpm 缓存 2MB或者8MBSATA串行IDE 采用串行技术进行数据传输SATA 1 150MB s SATA 2 300MB s SATA 3 600MB s 容量 80G 120G 160G 200G 250G 300G 400G 500GSCSI规格 Ultra320 外部数据传输率320MB s转速 10000rpm和15000rpm容量 36G 73G 146G 300GSCSI硬盘及设备的接口 标准68针 高密68针 68针VHDCI 80针 2 5 3硬盘接口 1 3 SAS串行SCSI 起始速率3Gbps 以后还会有6Gbps和12Gbps的产品SAS可以兼容SATA有2 5英寸和3 5英寸2007年已经在一些高端用户开始普及基于SAS的盘阵也已经大量上市FCFC硬盘的内部机械结构和SCSI几乎一样FibreChannel技术提高了性能和可扩展性目前FC硬盘多用在磁盘阵列容量多为146G 300G 2 5 3硬盘接口 2 3 2 5 3硬盘接口 3 3 2 5 4热插拔技术 热插拔 hot plugging 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 从而提高了系统对灾难的及时恢复能力 扩展性和灵活性等 例如一些面向高端应用的磁盘镜像系统都可以提供磁盘的热插拔功能 2 5 5新兴的硬盘技术 固态盘 SSD SolidStateDisk 闪存式固态盘是一种新兴的存储技术 以NAND闪存为基础 仿真动态随机存取内存 DRAM 基本的存取模式 可以达到数据随机存取的高速传输 简单来说 固态盘的读取速度高达每秒53MB 写入速度则为每秒28MB 分别较标准硬盘快300 及150 对于IT业来说 可写硬盘 HDD 和固态盘 SSD 估计将成为一次大革命的主角 大多数的网络定义把SSD描述成一个不包含旋转部件的高性能即插即用存储装置 但实际上 严格的SSD定义是必须与传统硬盘在电子 接口和软件上兼容 并不采用磁和光记录的存储设备 目录 2 1CPU2 2主板2 3总线技术2 4内存2 5硬盘2 6电源2 6 1服务器电源的分类2 6 2电源的热插拔冗余技术2 6 3电源功率的计算2 6 4主要电源生产厂商2 7机箱 2 6电源 在服务器各个部件中 电源负责各配件能量的供给 担当着非常重要的角色 其重要性不言而喻 在服务器领域 电源可谓是重中之重 2 6 1服务器电源的分类 ATX电源台式机 工作站 低端服务器输出功率 125 230W引出管脚 20 24PINSSI电源服务器输出功率 300 650W 2 6 2电源的热插拔冗余技术 冗余技术具有均流 故障切换等功能 可以有效避免电源故障对系统的影响 实现24 7的不停顿运行 冗余电源较为常见的是N 1冗余 可以保证一个电源发生故障的情况下系统不会瘫痪 同时出现两个以上电源故障的概率非常小 冗余电源通常和热插拔技术配合 即热插拔冗余电源 它可以在系统运行时拔下出现故障的电源并换上一个完好的电源 从而大大提高了服务器系统的稳定性和可靠性 目录 2 1CPU2 2主板2 3总线技术2 4内存2 5硬盘2 6电源2 7机箱2 7 1服务器机箱外形技术2 7 2服务器机箱热插拔技术2 7 3主要机箱厂商 2 7机箱 对于服务器而言 承载所有部件的机箱也是个不容忽视的问题 机箱的主要问题包括 温度 如何冷却机箱内部组件 风扇应该直接吹向或吹过处理器 扩展 选择一个具有足够空间的机箱 以备扩充之用 安全 因为您的服务器将保存重要的文件和网络上更昂贵的物品 因此要考虑安全性问题 认证 选择具有满足您所在环境要求证书的机箱和电源 典型的认证有FCC UL和CE 2 7 1服务器机箱外形技术 1 3 外观 其实服务器是不需要外观的 绝大部分服务器是采用黑色的面板设计 符合商务应用的一种沉稳 大气的风格 像我们看到这一些品牌会把外观功夫花在人性化管理方面 比如 前置状态监控面板 LED状态显示等 材料 服务器是需要密集部署 因此服务器机箱全部采用钢板制造 这样强度可以更高 以便承受更大的压力好的机箱都会选用镀锌钢板和烤漆工艺制造 这种钢板的优点是抗腐蚀能力比较好 2 7 1服务器机箱外形技术 1 3 安全 服务器作为承担业务的核心应用设备 不仅需要从网络 系统上保障它的安全性 也需要从物理设施上加以防范 机箱的安全锁扣可以阻止非授权用户打开机箱 防止机箱内配件被盗或硬盘信息被盗 散热 只要是一款好的产品在设计上都会考虑到散热问题 也就是机箱内部需要前后通风 较好的机箱会加上独立的风道 防磁 优质机箱除了采用EMI触点外还增加了EMI金属弹片 这样才能保证各个部件间连接的紧密性并有效的降低辐射的强度 2 7 1服务器机箱外形技术 3 3 2 7 4主要机箱厂商 IokEnlightchenbro富码 第三章服务器相关软件及应用 目录 3 1操作系统3 1 1操作系统概述3 1 2各类操作系统简介3 1 3Windows操作系统3 1 4Linux操作系统3 2中间件3 3数据库3 4双机高可用技术3 5负载均衡技术 服务器设置 操作系统的作用和功能 操作系统是用户与计算机硬件之间的接口操作系统为用户提供了虚拟计算机 相对裸机来说 操作系统是计算机系统的资源管理者处理机管理 处理中断事件 处理器调度 存储管理 存储分配 存储共享 地址转换与存储保护等 设备管理文件管理网络与通信管理用户接口 3 1 1操作系统概述 1 2 3 1 1操作系统概述 2 2 硬件资源 内核 外壳 应用程序 用户 操作系统 shell kernel Unix Linux shell与kernel分开Windows 连接紧密 大型主机 特殊类型 IBMzSeries z OS OS 390 Linux z VM TPF VSE ESA等UnisysClearPath MCP OS2200Unix服务器 RISC IBMpSeries AIX5L Linux Turbo SuSE IBMiSeries OS 400 i5 OS AIX5L Linux RedHat SuSE WindowsSUNSunFire Solaris10 9 8HP9000 HP Unix11iHPAlphaServer HPTru64Unix OpenVMS LinuxSGIOrigin SGIIRIX 用的是MIPSR14000A处理器 3 1 2各类服务器操作系统简介 1 2 PC服务器 CISC Windows Windows2000 Windows2003 Windows2007 Longhon Linux 有很多Distribution 知名的商业版本有Redhat Turbo SuSE 红旗Linux等Unix SCOUnixWare和OpenServer Solaris FreeBSD等安腾服务器 EPIC HPintegrity动能服务器 HP UX OpenVMS Windows Linux富士通PRIMEQUEST Windows LinuxSGIAltix系列 SGIAdvancedLinux SuSELinux 3 1 2各类服务器操作系统简介 2 2 Windows32bitEditionWindowsNTServer4 0Windows2000Server 文件 打印 Intranet 联网Windows2000AdvancedServer LOB 在线商务 电子商务Windows2000DatacenterServer 大型关键应用 OLTP 联机事务处理 数据仓库 ASP 应用服务提供商 和ISP Internet服务提供商 WindowsServer2003StandardEditionWindowsServer2003EnterpriseEdition 现在卖的是R2版本 WindowsServer2003DatacenterEditionWindowsServer2003WebEditionWindowsSmallBusinessServer2003 StandardEdition EnterpriseEdition 3 1 3Windows操作系统 1 2 Windows64bitEditionForItanium2WindowsServer2003EnterpriseEditionforItanium2WindowsServer2003DatacenterEditionforItanium2ForAMD64 IntelEM64TWindowsServer2003Standardx64Edition支持1 4路处理器和32GB内存WindowsServer2003Enterprisex64Edition支持1 8路处理器和1TB内存WindowsServer2003Datacenterx64Edition支持8 64路处理器和1TB内存现在卖的也都是R2的版本 语言包是需要额外安装的 3 1 3Windows操作系统 2 2 RedHatLinux原先的版本Redhat7 0 8 0 9 0后期的版本 V2 1 V3 0 V4 0 V5 0 RedHatEnterpriseLinux家族RedHatEnterpriseLinuxAS 高级版 大型应用RedHatEnterpriseLinuxES 中型应用RedHatEnterpriseLinuxWS 小型服务器和工作站RedHatDesktop 桌面客户端TheFedoraProject 私人免费研究计划最新的发行版本是V5 0 Kernel2 6 18 不再区分AS ES和WS 分为 服务器 和 高级平台 3 1 4Linux操作系统 RedHatLinux SUSELinux原先为欧洲领先的Linux操作系统厂商 后被Novell收购在美洲和欧洲市场非常强劲 尤其是企业级市场现最新版本SUSELinux11Desktop SuSELinuxEnterpriseDesktop10Server SuSELinuxEnterpriseServer10号称是划时代的版本 犹如Windows那样易安装配置 拥有美观的用户界面 内核版本为2 6 16另外还有OpenSUSE用于个人开放研究 3 1 4Linux操作系统 SUSELinux TurboLinux亚洲领先的Linux操作系统厂商之前有Turbo6 5 7 0 8 0和GreatTurbo10现最新版本 3 1 4Linux操作系统 TurboLinux 红旗Linux国内领先的Linux操作系统厂商在政府行业非常有优势现最新版本 3 1 4Linux操作系统 红旗Linux Unix AIX仅仅工作在IBM服务器上来源于4 2BSD现最新版本AIX5LV5 3AIX6 1 最新发布 来源于AIX5LV5 4 Unix HP UNIX仅仅工作在HP的服务器上来源于4 2BSD现最新版本HP UX11iV3 Unix MAC OSX来源于BSD取代早期的MAC OS现最新版本MacOSXLeopard 3 1 5Unix操作系统 Unix SCOSCO是x86领域最流行的Unix操作系统SCO有UnixWare和OpenServer两个系列产品现最新版本SCOUnixWare7 1 4 7 1 3 7 1 1 在国内使用最多的版本 SCOOpenServer6 5 07 5 06 在国内使用最多的版本 Unix SUNSolaris号称x86平台上最强大的Unix操作系统 最新的Solaris10是全免费的来源于4 2BSDSUNOS4 SystemV Unix FreeBSD最具学院派 分生产版本和新技术展示版现最新版本生产版本 Release6 2 之前的有6 1 5 4新技术展示版 Release5 2 1 3 1 5Unix操作系统 目录 3 1操作系统3 2中间件3 2 1概述3 2 2中间件与应用系统3 2 3中间件的常见产品3 3数据库3 4双机高可用技术3 5负载均衡技术 服务器设置 中间件是一种通用服务具有标准程序接口和协议它支持的标准包括数据库互联标准ODBC和JDBC CORBA COM DCOM EnterpriseJavaBeans EJB 对象模型等 中间件概念 3 2 1中间件概述 1 2 中间件特点 满足大量应用的需要运行于多种硬件和OS平台支持分布式计算 提供跨网络 硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互功能支持标准的协议支持标准的接口中间件分类 数据访问中间件远程过程调用中间件消息中间件交易中间件对象中间件 中间件的特点和分类 3 2 1中间件概述 2 2 BEAWebLogicIBMWebSphere东方通金蝶 Oracle Microsoft SUN Borland 中创软件 中关村科技 主流中间件 中间件 MiddleWare 是基础软件的一大类 属于可复用软件的范畴 顾名思义 中间件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间 中间件在操作系统 网络和数据库之上 应用软件的下层 总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境 帮助用户灵活 高效地开发和集成复杂的应用软件 前三家占据了国内市场超过70 的份额 WebLogic WebLogic是美国bea公司出品的一个applicationserver 可以用作为Web应用 网络应用和数据库应用的Java应用服务器 目录 3 1操作系统3 2中间件3 3数据库3 3 1概述3 3 2常见数据库3 3 4数据库性能测试简介3 4双机高可用技术3 5负载均衡技术 服务器设置 四大主流数据库和其他数据库 SQLServerSQLServer最早是Sybase的SQLServer在NT上的版本 从SybaseSQLServer的4 2版本后 Microsoft开始独立开发SQLServer 目前SQLServer的最新版本为SQLServer2005 OracleOracle公司是世界第二大软件独立供应商 第一大数据库厂商 Oracle在关系数据库的高端市场占据着领导地位 由于Oracle在分布式数据库方面起步较早 在数据的优化 可用性和稳定性方面有其独到之处的 在操作的便利程度上要好于IBM的DB2 SybaseASESybase公司是一家著名的数据库软件提供商 其移动数据库占据整个市场的61 一直居于领先地位 其数据仓库产品AdaptiveServerIQ也是业界领先的产品 Sybase在中国市场的电信 能源等行业市场表现良好 并且成功拓展了西部地区的市场 同时夺得原Informix的部分客户 3 3 2常见数据库 1 3 DB2IBM的DB2数据库主要适用于小型机 尤其是IBM自己的服务器 和Unix操作系统 当然它也能用于Windows和Linux操作系统 但用的不太多 不过DB2在数据库方面有着深厚的功底 因为关系型数据库 SQL语言都由IBM发明 尽管进入分布式数据库的时间比较晚 但由于IBM与Oracle相比 有着产品线齐全 可以提供TotalSolution的优势 在金融等一些大型数据库行业应用领域 IBM占据着绝对的传统霸主地位 其他数据库其他的一些数据库还有Mysql数据库和Informix数据库等 Mysql数据库是一种开放源码的数据库 具有简单易用的特点 Informix数据库是一种大型的商用数据库 主要应用在政府 金融保险 邮政电信等各行业中 Informix作为对象关系型数据库的最早倡导者之一 其技术有着很多独到之处 不过在2001年IBM以10亿美元收购了Informix公司的数据库部分 四大主流数据库和其他数据库 3 3 2常见数据库 2 3 关系型数据库厂商市场分额 3 3 2常见数据库 3 3 TPC C测试是目前最权威的数据库性能测试标准 大多数服务器厂商和数据库厂商都用TPC C测试的结果来让用户对自己的服务器或数据库的性能进行评估TPC TransactionProcessingPerformanceCouncil 事务处理性能委员会 TPC是一家非盈利性机构 负责定义诸如TPC C TPC H和TPC W基准测试之类的事务处理与数据库性能基准测试 并依据这些基准测试项目发布客观性能数据 委员会成员包括大多数主要数据库产品厂商以及服务器硬件系统供应商TPC C是一种旨在衡量联机事务处理 OLTP 系统性能与可伸缩性的行业标准基准测试项目tpmC transactionsperminute TPC C每分钟的吞吐量 按有效TPC C配置期间每分钟处理的平均交易次数测量 至少要运行12分钟 3 3 3数据库性能测试简介 1 2 TPC C测试介绍 3 3 3数据库性能测试简介 2 2 目录 3 1操作系统3 2中间件3 3数据库3 4双机高可用技术3 4 1双机高可用系统的硬件构成3 4 2双机软件常见产品3 5负载均衡技术 服务器设置 PublicNet PrivateNet BackupServer Client ActiveServer ShareDisks LAN 3 4 1双机高可用系统的硬件构成 1 6 ActiveServer 运行用户在双机软件中配置的应用服务 并检测应用服务的运行情况 3 4 1双机高可用系统的硬件构成 2 6 BackupServer 随时准备接管主机运行的应用服务 备机的硬件配置可以和主机不同 但操作系统一般必须相同 3 4 1双机高可用系统的硬件构成 3 6 SharedDisk 存储应用程序的共享数据 并保证数据的一致性和完整性 3 4 1双机高可用系统的硬件构成 4 6 PrivateNet 主备机内部的通讯通道支持2种类型 TCP IP网口RS 232串口 3 4 1双机高可用系统的硬件构成 5 6 PublicNet 客户端和服务器之间的通讯通道 3 4 1双机高可用系统的硬件构成 6 6 RoseHA双机软件软件介绍 常见的第三方商用双机软件适用平台 Windows Linux Unix Solaris SCO RedFlagHAServer软件介绍 红旗操作系统厂商的产品适用平台 RedFlagLinuxRedHatClusterSuite软件介绍 红帽子操作系统厂商的产品适用平台 RedHatLinux微软MSCS软件介绍 windows企业版本自带组件适用平台 windows 3 4 2双机软件常见产品 1 3 DataWrae双机软件软件介绍 存储厂商豪威的产品 和RoseHA属于同一级别适用平台 Windows Linux Unix Solaris IBMAIX SCO PlusWell双机软件软件介绍 北京蓝科泰达的产品适用平台 Windows Linux Unix SCO LanderCluster集群软件软件介绍 上海联鼎软件出品 分双机软件和多节点集群软件适用平台 Windows Linux Unix Solaris SCO Legato软件介绍 较高端的产品 已被EMC收购适用平台 windows 3 4 2双机软件常见产品 2 3 LifeKeeper软件介绍 美国SteelEye公司 源于美国NCR公司及著名的AT T贝尔实验室适用平台 Windows LinuxPrimeClusterHA PCLHA 软件介绍 较高端的产品 德国富士通 西门子计算机公司 Fujitsu SiemensComputers 提供的业界领先的支持双机热备和多节点集群的高可用管理软件适用平台 Linux SolarisVeritasClusterServer软件介绍 较高端产品 市场知名度高 已被赛门铁克收购适用平台 Windows Linux Unix Solaris IBMAIX HP UX 3 4 2双机软件常见产品 3 3 目录 3 1操作系统3 2中间件3 3数据库3 4双机高可用技术3 5负载均衡技术3 5 1负载均衡定义及优势3 5 2负载均衡的分类及软硬件实现的区别 服务器设置 负载均衡的定义 负载均衡其实就是把有可能拥塞于一个服务器的负载交给多个服务器分担 负载均衡通过一些工具实时地分析数据包 掌握网络中的数据流量状况 把任务合理分配出去 服务器群集中每个服务结点需要一个服务器程序的独立拷贝 诸如Web FTP Telnet或e mail服务程序 负载均衡则将工作负载在这些主机间进行分配 3 5 1负载均衡的定义及优势 1 2 负载均衡提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量 加强网络数据处理能力 提高网络的灵活性和可用性 解决网络拥塞问题 提供服务器空闲响应 实现地理位置无关性为用户提供更好的访问质量提高服务器响应速度提高服务器及其他资源的利用效率避免了网络关键部位出现单点失效 负载均衡的优势 3 5 1负载均衡的定义及优势 2 2 软件负载均衡实现方式 通过负载均衡软件和服务器来实现负载均衡功能负载均衡软件 一般只能实现3层的基于IP转发的负载均衡功能 其种类繁多 各大硬件厂商几乎都有自己的负载均衡软件 如IBM HP SUN等曙光负载均衡软件 DLB硬件负载均衡实现方式 通过硬件负载均衡器来实现负载均衡功能硬件负载均衡器 可以实现4 7层的基于应用层的负载均衡功能 类似交换机 有多个端口常见的负载均衡器 radware F5以及许多主流交换机厂商都有自己的负载均衡器 如cisco Foundry 北电等等 3 5 2负载均衡的分类和软硬件实现的区别 1 2 负载均衡的分类 软件负载均衡一般是基于IP做负载均衡 只能支持到3层 它的优点是基于特定环境 配置简单 使用灵活 成本低廉 可以满足一般的负载均衡需求 硬件负载均衡解决方案大多可以基于内容做负载均衡 支持4 7层 并且由于它是专门的设备完成专门的任务 独立于操作系统 整体性能得到大量提高 加上多样化的负载均衡策略 智能化的流量管理 可达到最佳的负载均衡需求 一般而言 硬件负载均衡在功能 性能上优于软件方式 不过成本昂贵 软硬件负载均衡的区别 3 5 2负载均衡的分类和软硬件实现的区别 2 2 目录 3 1操作系统3 2中间件3 3数据库3 4双机高可用技术3 4 1双机高可用系统的硬件构成3 4 2双机软件常见产品3 5负载均衡技术 服务器设置 IIS服务器安装 软件安装进入控制面板 IIS服务器安装 软件安装点击 添加 删除程序 IIS服务器安装 软件安装选择 应用程序服务器 详细信息 IIS服务器安装 软件安装选中 Internet信息服务 IIS 详细信息 IIS服务器安装 软件安装 IIS服务器安装 软件配置打开 控制面板 管理工具 IIS服务器安装 软件配置打开 Internet信息服务管理器 IIS服务器安装 软件配置启动web服务 右键默认网站启动 IIS服务器安装 软件配置右键 默认网站 属性 IIS服务器设置 软件设置设置webIP地址 端口 默认为本机 IIS服务器设置 软件设置设置 主目录 IIS服务器设置 软件设置浏览测试主页 IIS服务器设置 FTP配置启动ftp服务 默认 站点启动 服务器设置 配置选择 默认 站点 属性 服务器设置 配置设置站点 端口号 服务器设置 服务器设置配置主目录权限 服务器设置 服务器配置设置登录账号 服务器设置 服务器配置测试 站点 第四章存储相关技术知识 目录 4 1存储技术的发展4 2RAID技术4 3主流存储架构 4 1存储技术的发展 1 2 存储技术的发展是随着计算机技术的发展 不断的发展 先期的存储只是用打孔机或者磁带来存放数据 硬盘的出现 终结了打孔机和磁带作为主要存储手段的历史 1956年9月 IBM的一个工程小组向世界展示了第一套磁盘系统IBM350RAMACRandomAccessMethodofAccountingandControl 虽然这套系统的总容量只有5MB 但却起到了一个里程碑的作用 在350RAMAC之后 硬盘产业开始起步 从最初的24英寸发展到5 25英寸 从5MB的存储量突破了100MB 如今 硬盘的容量已经用T 1000G 来形容 硬盘最主要的功能是存储数据 虽然在冯 诺伊曼计算机体系中并没有提到硬盘 但是从现在计算机使用情况来看 硬盘是计算机中最重要的部分 硬盘有价 数据无价 随着存储介质的不断发展 存储技术的也在不断发展 形成了今天各种各样的存储架构 存储解决方案 4 1存储技术的发展 1 2 打孔纸卡穿孔纸袋计数电子管盘式磁带盒式录音磁带磁鼓 软硬盘硬盘机硬盘LD光盘5寸光盘DVD光盘蓝光DVD HD DVD 存储介质简介 目录 4 1存储的发展和历史4 2RAID技术4 2 1RAID的概念4 2 2RAID的特点4 2 3RAID的级别4 2 4RAID的实现方式4 2 5RAID卡4 2 6磁盘阵列4 2 7RAID卡与磁盘阵列的区别4 2 8RAID卡与磁盘阵列产品举例4 3主流存储架构4 4磁带机技术4 5磁带库4 6虚拟磁带库 4 2 1RAID的概念 RAID是 RedundantArrayofInexpensiveDisks 的缩写 中文意思是廉价磁盘冗余阵列 冗余磁盘阵列技术诞生于1987年 由美国加州大学伯克利分校提出 最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘 以降低大批量数据存储的费用 同时也希望采用冗余信息的方式 使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失 从而开发出一定水平的数据保护技术 并且能适当的提升数据传输速度 捆绑2个或多个独立物理磁盘成磁盘组 阵列 逻辑上做为一个大容量的硬盘供操作系统使用提高系统的读写性能具备容错性 4 2 2RAID的特点 4 2 3RAID的级别 RAID0RAID1RAID3 RAID5RAID6RAID10 RAID0 1 RAID50 4 2 3 1RAID0 概念 无差错控制的条带化阵列 将多块硬盘连接起来形成一个容量更大的存储设备 4 2 3 2RAID1 概念 称为镜像 将一个磁盘上的数据完全复制到另一个磁盘上 百分百的数据冗余 4 2 3 3RAID3 概念 采用奇偶校验技术 需要专门的一块盘来存储校验位 4 2 3 4RAID5 概念 带分布式奇偶位的条带 把校验位信息随机地分布到所有的磁盘上 并非用单独一个盘来存储校验位 是目前应用最广泛的一种磁盘阵列模式 4 2 3 5RAID6 概念 带有两种分布式存储的奇偶校验码的独立磁盘结构 使用了分配在不同的磁盘上的第二种奇偶校验的增强性RAID5 4 2 3 6RAID10 RAID0 1 概念 称为镜像阵列条带 既具有Raid0的高性能 又具有Raid1的安全性 4 2 3 7RAID50 概念 称为分布奇偶位阵列条带 由两组RAID5磁盘组成 每组都使用了分布式奇偶位 两组RAID5再组建成RAID0模式 实现跨磁盘抽取数据 4 2 4RAID的实现方式 软件RAID方式硬件RAID方式零通道RAID 4 2 4 1软件RAID 软RAID software basedRAID 是基于软件的RAID 由于现在的很多服务器操作系统都集成了RAID功能 比如MicrosoftWindowsNT Windows2000 Windows2003 NovellNetware和Linux 软件RAID集成于操作系统 有比较低的始投资 但是它的CPU占用率非常高 并且只有非常有限的阵列操作功能 由于软件RAID是在操作系统下实现RAID 软RAID不能保护系统盘 亦即系统分区不能参与实现RAID 4 2 4 2硬件RAID 硬RAID是通过硬件方式实现的一种RAID方式 有专门的硬件来进行RAID的计算 管理等 常见的RAID卡 以及控制器等方式的RAID方式都属于硬RAID方式 它的优点很多 占用CPU资源少 热插拔 管理方便等 相对软件RAID方式 成本较高 4 2 4 3零通道RAID 一种把初级的RAID功能附加给SCSI或者SATA卡而产生的产品 它是基于硬和软RAID之间的一种产品 它把软件RAID功能集成到了产品的固件上 从而提高了产品的功能和容错能力 一般情况下它可以支持RAID0和RAID1 有的可以支持更高级的RAID 4 2 5RAID卡 概念 RAID卡就是用来实现RAID功能的板卡 通常是由I O处理器 SCSI控制器 SCSI连接器和缓存等一系列零组件构成的 4 2 5 1RAID卡接口技术 IDE接口SCSI接口SATA接口SAS接口 目前主流接口类型 IDE接口 IDE即IntegratedDriveElectronics 它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器 我们常说的IDE接口 也叫ATA AdvancedTechnologyAttachment 接口 也叫PATA 并行方式传输传输距离受限 不超过0 4米连接方式有主从之分不支持热插拔线缆比较宽 不利于散热 SCSI接口 1 3 SCSI直译为小型计算机系统专用接口 SmallComputerSystemInterface 是一种连结主机和外围设备的接口 支持包括磁盘驱动器 磁带机 光驱 扫描仪在内的多种设备 它由SCSI控