第2章 服务器技术概述

1、网络服务器的配置与管理网络服务器的配置与管理课程教学计划安排课程教学计划安排计算机网络的概述网络服务器的基础服务器技术概述服务器处理器技术服务器内存技术服务器总线技术并行扩展技术服务器集群技术服务器容错技术功能服务器的选购与比较服务器系统的安装、配置和管理第二章第二章: : 服务器技术概述服务器技术概述本章要点：本章要点：SMPSMP技术技术支持支持DPDP技术的技术的IntelIntel处理器处理器硬件冗余技术硬件冗余技术热插拔技术热插拔技术6464位处理器技术位处理器技术2.1 RISC2.1 RISC和和CISCCISC技术技术2.2 SMP2.2 SMP对称多处理技术对称多处理技术 S

2、MP的全称是的全称是对称多处理对称多处理（Symmetrical MultiProcessing）技术，它是相对非对称多处理技术）技术，它是相对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，一而言的、应用十分广泛的并行技术。在这种架构中，一台电脑不再由单个台电脑不再由单个CPU组成，而同时由多个处理器运行组成，而同时由多个处理器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。所有的处理器都可以平等地访问内存、资源。所有的处理器都可以平等地访问内存、I/O和外部和外部中断。在对称多处理系统中，系统资源被系统中所有中断。在对

3、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处理器共享，工作负载能够均匀地分配到所有可用处理器之上。之上。 双路双路SMP CPU 系统主板系统主板双双CPU （DP） 系统主板系统主板SUN fire服务器服务器 1 1、CPUCPU内部必须内置内部必须内置APICAPIC单元单元。 SMP对对CPU的要求：的要求： Intel Intel 多处理规范的核心就是高级可编多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器程中断控制器APICAPIC（Advanced Advanced Programmable Interrupt Controllers-Program

4、mable Interrupt Controllers-APICsAPICs）的使用。）的使用。CPUCPU通过彼此发送中断来完通过彼此发送中断来完成它们之间的通信。通过给中断附加动作成它们之间的通信。通过给中断附加动作（actionsactions），不同的），不同的CPUCPU可以在某种程度上可以在某种程度上彼此进行控制。每个彼此进行控制。每个CPUCPU有自己的有自己的APICAPIC（成（成为那个为那个CPUCPU的本地的本地APICAPIC），并且还有一个），并且还有一个I/O I/O APICAPIC来处理由来处理由I/OI/O设备引起的中断，这个设备引起的中断，这个I/O I/O

5、 APICAPIC是安装在主板上的，但每个是安装在主板上的，但每个CPUCPU上的上的APICAPIC则不可或缺，否则将无法处理多则不可或缺，否则将无法处理多CPUCPU之之间的中断协调。间的中断协调。 2 2、相同的产品型号，同样类型的相同的产品型号，同样类型的CPUCPU核心。核心。 例如，虽然例如，虽然AthlonAthlon和和Pentium IIIPentium III各各自都内置有自都内置有APICAPIC单元，想要让它们一起建单元，想要让它们一起建立立SMPSMP系统是不可能的，当然，即使是系统是不可能的，当然，即使是CeleronCeleron和和Pentium IIIPent

6、ium III，那样的可能性也，那样的可能性也为为0 0，甚至，甚至CoppermineCoppermine核心的核心的Pentium IIIPentium III和和TualatinTualatin的的Pentium IIIPentium III也不能建立也不能建立SMPSMP系统系统-这是因为他们的运行指令不完全相这是因为他们的运行指令不完全相同，同，APICAPIC中断协调差异也很大。中断协调差异也很大。 3 3、完全相同的运行频率。、完全相同的运行频率。 如果要建立双如果要建立双Pentium IIIPentium III系统，必系统，必须两颗须两颗866MHz866MHz或者两颗或者

7、两颗1000MHz1000MHz处理器，处理器，不可以用一颗不可以用一颗866MHz866MHz，另一颗，另一颗1000MHz1000MHz来来组建，否则系统将无法正常点亮。组建，否则系统将无法正常点亮。 4 4、尽可能保持相同的产品序列编号。、尽可能保持相同的产品序列编号。 即使是同样核心的相同频率处理器即使是同样核心的相同频率处理器，由于生产批次不同也会造成不可思议的，由于生产批次不同也会造成不可思议的问题。两个生产批次的问题。两个生产批次的CPUCPU作为双处理器作为双处理器运行的时候，有可能会发生一颗运行的时候，有可能会发生一颗CPUCPU负担负担过高，而另一颗负担很少的情况，无法发过

8、高，而另一颗负担很少的情况，无法发挥最大性能，更糟糕的是可能导致死机，挥最大性能，更糟糕的是可能导致死机，因此，应该尽可能选择同一批生产的处理因此，应该尽可能选择同一批生产的处理器来组建器来组建SMPSMP系统。系统。2.3 DP2.3 DP双处理器技术双处理器技术 双处理技术是指在一块主板上可以同时加载双处理技术是指在一块主板上可以同时加载两颗两颗CPU的一种多处理器技术，它有别于的一种多处理器技术，它有别于SMP技技术，该技术主要是术，该技术主要是Intel公司为了满足中低端客户公司为了满足中低端客户对高运算能力的需求推出的一种技术，在早期的对高运算能力的需求推出的一种技术，在早期的PC机

9、市场和服务器市场都有应用。比如机市场和服务器市场都有应用。比如PII、PIII都支持都支持DP系统，系统，Xeon也支持也支持DP。 但随着多核心技术和超线程技术的出现，但随着多核心技术和超线程技术的出现，DP技术已经退出技术已经退出PC机市场，现在使用机市场，现在使用DP的主要的主要是是Inetl的中低端服务器，使用的中低端服务器，使用Xeon DP处理器。处理器。2.4 I2C2.4 I2C总线技术总线技术 I2C（InterIntegrated Circuit）总线是由）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电

10、子通信控制领域微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。封装形式小，通信速率较高等优点。2.5 2.5 智能监控管理技术智能监控管理技术 目前的高性能服务器普遍采用专用的服务处目前的高性能服务器普遍采用专用的服务处理器（理器（Serivce Processor）来对系统的整体运行）来对系统的整体运行情况进行监控。情况进行监控。 系统中的一些关键部件的工作情况都通过一系统中的一些关键部件的工作情况都

11、通过一条称为条称为I2C总线的串行通信接口，传送到服务处理总线的串行通信接口，传送到服务处理器并通过专用的监控软件监视各个部件的工作状器并通过专用的监控软件监视各个部件的工作状态。态。 服务处理器可以对服务器的所有部件进行集服务处理器可以对服务器的所有部件进行集中管理，可随时监控内存、硬盘、网络、系统温中管理，可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。理。智能监控管理技术正逐渐由单智能监控管理技术正逐渐由单CPU向多处理器向多处理器方向发展，服务器系统中的重要部件都会由独立方向发展，服务器系统中的重要部件都会由独立

12、的的专用监控处理器专用监控处理器进行管理，再通过进行管理，再通过I2C总线将总线将各个监控处理器连接在一起，形成一个独立于系各个监控处理器连接在一起，形成一个独立于系统的智能监控网络，即使在服务器系统瘫痪时，统的智能监控网络，即使在服务器系统瘫痪时，系统管理员也可以通过服务处理器恢复系统。系统管理员也可以通过服务处理器恢复系统。 服务处理器还可以实现系统故障分析预测服务处理器还可以实现系统故障分析预测以及协助进行性能优化，消除系统性能瓶颈等。以及协助进行性能优化，消除系统性能瓶颈等。服务器智能监控管理技术的发展适应了现代服务服务器智能监控管理技术的发展适应了现代服务器技术向高可用性、易于管理方

13、向发展的潮流，器技术向高可用性、易于管理方向发展的潮流，作为服务器设计技术的一个重要组成部分将会发作为服务器设计技术的一个重要组成部分将会发挥更大的作用。挥更大的作用。几种常用的服务器智能管理技术：几种常用的服务器智能管理技术：EMP（应急管理端口）（应急管理端口）ISC（服务器控制）（服务器控制）IPMI（智能平台管理接口）（智能平台管理接口）SNMP（管理网络管理协议）（管理网络管理协议） Intel在其服务器主板上采用在其服务器主板上采用“Emergency Management Port”(EMP)紧急管理端维护服务器，它是由紧急管理端维护服务器，它是由集成在新做服务器主板上的硬件、可

14、编程器件、集成在新做服务器主板上的硬件、可编程器件、BIOS、GUI(图形用户接口图形用户接口)组成，其特性如下：组成，其特性如下：1.远程电源控制远程电源控制因为所有因为所有EMP功能仅仅需要功能仅仅需要5V休眠电源，所以用一休眠电源，所以用一个普通个普通Modem的连接就可以完成服务器的开机、关机、复的连接就可以完成服务器的开机、关机、复位等动作。位等动作。2.系统事件日志系统事件日志System Event Log(SEL)SEL的信息包括：服务器告警，服务器机箱被打开，的信息包括：服务器告警，服务器机箱被打开，处理器失效或温度超过极限值等。处理器失效或温度超过极限值等。SEL采用非易失

15、性存储采用非易失性存储器，保存专用的代码，确保在系统失效后原因能被查到，器，保存专用的代码，确保在系统失效后原因能被查到，这些事件信息由系统板上可编程控制器产生，并由主板这些事件信息由系统板上可编程控制器产生，并由主板BIOS与服务器管理控制器进行热交换。与服务器管理控制器进行热交换。EMP（应急管理端口）（应急管理端口） 3.传感器数据记录传感器数据记录Sensor Data Records(SDR)SDR的应用使管理员通过的应用使管理员通过EMP有机会在发生故障前有机会在发生故障前发现问题，发现问题，SDR的信息包括温度风扇、电压、内存占用、的信息包括温度风扇、电压、内存占用、系统进程等。

16、系统进程等。4.支持远程支持远程BIOS重定向重定向进入进入EMP后，可以在远程看到后，可以在远程看到POST(加电自检加电自检)过过程和服务器的启动过程，监视它的启动屏幕。比如：在程和服务器的启动过程，监视它的启动屏幕。比如：在启动过程中按启动过程中按F2键可以进入键可以进入BIOS设置；按设置；按CtrlC可进可进入入SCSI设置。总之，在操作系统引导之前，一切可以在设置。总之，在操作系统引导之前，一切可以在本机完成的设置工作都可以在远程完成。本机完成的设置工作都可以在远程完成。 ISC（服务器控制）（服务器控制） ISC服务器控制。是服务器控制。是Intel的服务器管理软件。只的服务器管

17、理软件。只适用于使用适用于使用Intel架构的带有集成管理功能主板的服务架构的带有集成管理功能主板的服务器。采用这种技术后，用户在一台普通的客户机上，器。采用这种技术后，用户在一台普通的客户机上，就可以监测网络上所有使用就可以监测网络上所有使用Intel主板的服务器，监控主板的服务器，监控和判断服务器的工作状态是否正常。一旦服务器内部和判断服务器的工作状态是否正常。一旦服务器内部硬件传感器进行实时监控或第三方硬件中的任何一项硬件传感器进行实时监控或第三方硬件中的任何一项出现错误，就会报警提示管理人员。并且，监测端和出现错误，就会报警提示管理人员。并且，监测端和服务器端之间的网络可以是局域网也可

18、以是广域网，服务器端之间的网络可以是局域网也可以是广域网，可直接通过网络对服务器进行启动、关闭或重新置位，可直接通过网络对服务器进行启动、关闭或重新置位，极大地方便了管理和维护工作。极大地方便了管理和维护工作。IPMI（智能平台管理接口）（智能平台管理接口） IPMI是智能型平台管理接口（是智能型平台管理接口（Intelligent Platform Management Interface）的缩写，是管理）的缩写，是管理基于基于 Intel结构的企业系统中所使用的外围设备采用结构的企业系统中所使用的外围设备采用的一种工业标准，该标准由英特尔、惠普、的一种工业标准，该标准由英特尔、惠普、NEC

19、、美、美国戴尔电脑和国戴尔电脑和SuperMicro等公司制定。用户可以利等公司制定。用户可以利用用IPMI监视服务器的物理健康特征，如温度、电压、监视服务器的物理健康特征，如温度、电压、风扇工作状态、电源状态等。而且更为重要的是风扇工作状态、电源状态等。而且更为重要的是IPMI是一个开放的免费标准，用户无需为使用该标准而支是一个开放的免费标准，用户无需为使用该标准而支付额外的费用。付额外的费用。 自自1998 年，年，IPMI论坛创建了论坛创建了IPMI标准以来，其已标准以来，其已经得到了经得到了170 多家供应商的支持，这使得其逐渐成为了多家供应商的支持，这使得其逐渐成为了一个完整地包括服

20、务器和其他系统（如存储设备、网络一个完整地包括服务器和其他系统（如存储设备、网络和通信设备）的硬件管理规范，目前该标准最新版本为和通信设备）的硬件管理规范，目前该标准最新版本为IPMI 2.0，该版本在原有基础上有了不少的改进，包括，该版本在原有基础上有了不少的改进，包括可以通过串口、可以通过串口、Modem以及以及Lan等远程环境管理服务等远程环境管理服务器系统（包括远程开关机），以及在安全、器系统（包括远程开关机），以及在安全、VLAN 和刀和刀片支持等方面的提高。片支持等方面的提高。 IPMI针对大量监控、控制和自动回复服务器的作业，针对大量监控、控制和自动回复服务器的作业，提供了智能型

21、的管理方式。此标准适用于不同的服务器提供了智能型的管理方式。此标准适用于不同的服务器拓朴学，以及拓朴学，以及Windows、Linux、 Solaris、Mac或是或是混合型的操作系统。此外，由于混合型的操作系统。此外，由于IPMI可在不同的属性值可在不同的属性值下运作，即使服务器本身的运作不正常，或是由于任何下运作，即使服务器本身的运作不正常，或是由于任何原因而无法提供服务，原因而无法提供服务，IPMI仍可正常运作。仍可正常运作。SNMP（管理网络管理协议）（管理网络管理协议） SNMP是由是由IETF定义的一套网络管理协议，已经定义的一套网络管理协议，已经作为一个工业标准广泛应用在作为一个

22、工业标准广泛应用在IP网络、电话网络管理网络、电话网络管理中。该协议是基于简单网络监视协议（中。该协议是基于简单网络监视协议（SGMP）而开）而开发的。利用它，一个管理工作站可以远程管理所有支发的。利用它，一个管理工作站可以远程管理所有支持这种协议的网络设备，包括监视网络状态、修改网持这种协议的网络设备，包括监视网络状态、修改网络设备配置和接收网络事件警告等。络设备配置和接收网络事件警告等。2.6 2.6 智能输入智能输入/ /输出（输出（I2OI2O）技术）技术 I2O:（Intelligent I/O）用于智能）用于智能I/O系统的标准接口系统的标准接口是智能型输入是智能型输入/输出总线模

23、式，它的传输速率更高。可达到输出总线模式，它的传输速率更高。可达到160MB/S。能够在不同的操作系统和软件版本下工作，旨。能够在不同的操作系统和软件版本下工作，旨在满足更高的在满足更高的I/O吞吐量需求。因目前吞吐量需求。因目前CPU主频速度提升很主频速度提升很快，快，I/O速度遂成为系统的瓶颈。为了解决该瓶颈，厂商将速度遂成为系统的瓶颈。为了解决该瓶颈，厂商将I/O子系统中加入子系统中加入CPU，负责中断处理、缓冲和数据传输等，负责中断处理、缓冲和数据传输等任务，提高了系统的吞吐能力，解放了服务器的主处理器，任务，提高了系统的吞吐能力，解放了服务器的主处理器，使其能腾出空间和时间来处理更为

24、重要的任务，这就是智使其能腾出空间和时间来处理更为重要的任务，这就是智能输入输出技术。这样，使用了能输入输出技术。这样，使用了I2O技术的技术的PC服务器，即服务器，即使硬件规模不变的情况下，也能处理更多的任务。使硬件规模不变的情况下，也能处理更多的任务。2.7 2.7 服务器集群技术服务器集群技术 服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同一种服务，在客户端看来就象是只有一个服务器一种服务，在客户端看来就象是只有一个服务器 集群可以集群可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可

25、以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。整个系统还是能正常运行。优点：优点： 一、集群系统可解决所有的服务器硬件故障，当某一、集群系统可解决所有的服务器硬件故障，当某一台服务器出现任何故障，如：硬盘、内存、一台服务器出现任何故障，如：硬盘、内存、CPU、主、主板、板、I/O板以及电源故障，运行在这台服务器上的应用就板以及电源故障，运行在这台服务器上的应用就会切换到其它的服务器上。会切换到其它的服务器上。 二、集群系统可解决软件系统问题，我们知道，在计二、集群系统可解决软件系统问题，我们知道，在计算机系统中，用户所使用的是应用程序和数据，而应用系算机系统中，用户所使用的是应用程序和数据，而应用系统运行在操作系统之上，操作系统又运行在服务器上。这统运行在操作系统之上，操作系统又运行在服务器上。这样，只要应用系统、操作系统、服务器三者中的任何一个样，只要应用系统、操作系统、服务器三者中的任何一个出现故障，系统实际上就停止了向客户端提供服务，比如出现故障，系统实际上就停止了向客户