服務器的種類

服務器英文名稱爲“Server”,指的是網絡環境下爲客戶機(Client)提供某種服務的專用計算機,服務器安裝有網絡操作系統(如Windows 2000 Server、Linux、Unix等)和各種服務器應用系統軟件(如Web服務、電子郵件服務)的計算機。這裏的“客戶機”指安裝有DOS、Windows 9x等普通用戶使用的操作系統的計算機。
  服務器的處理速度和系統可靠性都要比普通PC要高得多,因爲服務器是在網絡中一般是連續不斷工作的。普通PC死機了大不了重啓,數據的丟失損失也僅限於單臺電腦。服務器則完全不同,許多重要的數據都保存在服務器上,許多網絡服務都在服務器上運行,一旦服務器發生故障,將會丟失大量的數據,造成的損失是難以估計的,而且服務器提供的功能如代理上網、安全驗證、電子郵件服務等都將失效,從而造成網絡的癱瘓,對服務器可靠性的要求可見一斑。
  服務器的種類

  按照不同的分類標準,服務器分爲許多種,主要有按網絡規模、按架構(芯片)、按用途、按外觀
  1、按網絡規模劃分
  按網絡規模劃分,服務器分爲工作組級服務器、部門級服務器、企業級服務器。
  工作組級服務器
  用於聯網計算機在幾十臺左右或者對處理速度和系統可靠性要求不高的小型網絡,其硬件配置相對比較低,可靠性不是很高。
  部門級服務器
  用於聯網計算機在百臺左右、對處理速度和系統可靠性中等的中型網絡,其硬件配置相對較高,其可靠性居於中等水平。

  企業級服務器
  用於聯網計算機在數百臺以上、對處理速度和數據安全要求最高的大型網絡,硬件配置最高,系統可靠性要求最高。
  需要注意的是,這三種服務器之間的界限並不是絕對的,而是比較模糊的,比如工作組級服務器和部門級服務器的區別就不是太明顯,有的乾脆統稱爲“工作組/部門級”服務器。
  2、按架構劃分(芯片)
  按照服務器的結構,可以分爲CISC(複雜指令集)架構的服務器和RISC(精簡指令集)架構的服務器:
  IA架構服務器(Intel Architecture Server)-即通常所講的PC服務器,採用x86(CISC)芯片並且主要採用Windows NT/Windows2000、Linux、FreeBSD等操作系統的服務器,如Intel PentiumIII(P4)和Intel (P4)Xeon(至強)等。
  RISC架構的服務器指採用非英特爾架構技術的服務器, 使用RISC芯片並且主要採用UNIX操作系統的服務器,如SUN公司的SPARC、HP公司的PA-RISC、DEC的Alpha芯片、SGI公司的MIPS等;
  由於RISC架構服務器的性能和價格比CISC架構的服務器高得多。近幾年來,隨着PC技術的迅速發展,IA架構服務器與RISC架構的服務器之間的技術差距已經大大縮小,用戶基本上傾向於選擇IA架構服務器,但是RISC架構服務器在大型、關鍵的應用領域中仍然居於非常重要的地位。
  3、按用途劃分
  按照使用的用途,服務器又可以分爲通用型服務器和專用型(或稱“功能型”)服務器,如實達的滄海系列功能服務器。
  通用型服務器是沒有爲某種特殊服務專門設計的可以提供各種服務功能的服務器,當前大多數服務器是通用型服務器。
  專用型(或稱“功能型”)服務器是專門爲某一種或某幾種功能專門設計的服務器,在某些方面具有與通用型服務器有所不同。如光盤鏡像服務器是用來存放光盤鏡像的,那麼需要配備大容量、高速的硬盤以及光盤鏡像軟件。
  4、按外觀劃分
  按照服務器的外觀,可以分爲臺式服務器和機架式服務器以及刀片服務器
  1.臺式服務器有的採用大小與立式PC臺式機大致相當的機箱,有的採用大容量的機箱,像一個碩大的櫃子一樣,主要分爲單塔式和雙塔式,如下圖所示。

  2.機架式服務器的外形看起來不像計算機,而是像交換機,有1U(1U=1.75英寸)、2U、4U等規格,如下圖所示。機架式服務器安裝在標準的19英寸機櫃裏面。

  刀片服務器
  刀片服務器是一種稱之爲“HAHD(High Availability High Density,高可用高密度)”的低成本服務器平臺,是專門爲特殊應用行業和高密度計算機環境設計的。在結構上它比前面介紹的機架式服務器更緊湊,因爲它像刀片一樣非常薄,而且可以根據需要選擇是否插入整個服務器系統的機櫃中,所以稱之爲“刀片服務器”,如下圖。主要應用集羣服務。

  硬件知識
  CPU
  Inter公司的產品
  Pentium 4和Celeron是面向個人電腦的,“Xeon(至強)”、“Xeon MP”和“Itanium(安騰)”是面向工作站和服務器的。此外,雖然每個品種的最高工作頻率、所支持的FSB以及高速緩存容量等都有一些微小的區別,但內部設計基本相同,確保了軟件的兼容性。Pentium 4(或者Celeron)和Xeon的最大區別是對一臺機器中安裝多個CPU的“多處理器系統”的支持。Pentium 4在整個系統中只能安裝一個物理CPU,而Xeon可以集成2個,XeonMP甚至可以集成4個以上。這裏要特別提提安騰處理器這類處理器應該說是大多數人不是很瞭解的處理器之一。因於它是專爲要求苛刻的企業和技術應用而設計,是瞄準高端企業市場的,並且相對Intel其他系列的處理器來說,其價格昂貴,即使最便宜的型號價值仍然超過1000美元!安騰處理器是構建在IA-64(Intel Architecture 64)上,64位只是安騰處理器的一個技術特徵。最新的安騰2處理器具有6.4GB/秒的系統總線帶寬、6MB的集成三級高速緩存和1.5GHz的主頻。
  特別提出的概念:
  xeon XEON DP和MP
  Xeon DP處理器基於P4核心,規格基本與P4相同,但加入了超線程技術HT技術(即可在一個物理CPU上實現二個邏輯運算單元,大大提升服務器的運算能力)和兩路SMP的支持。
  XEON DP的改進版-新一代的DP處理器也正式投放市場了,採用0.13微米工藝,配備512K全速二級緩存,使用類似P4 NorthWood核心,性能高於舊式的XEON DP。
  Xeon MP處理器採用了新開發的NetBurst架構及超線程技術。與XEON DP處理器相比,XEON MP具備1M或512K的L3 Cache和256K的L2 Cache。
  XEON DP處理器支持兩路SMP,常用在部門級服務器上。XEON MP處理器支持4路或者更多SMP,常用在企業級服務器中。

  AMD的產品
  AMD 從2001年開始在服務器領域躍躍欲試,並於6月推出了支持雙處理器的Althlon MP及配套的AMD-760 MP芯片組,支持DDR ECC SDRAM和AGP 4X。該芯片組包括AMD-762系統控制器(北橋)和AMD-766周邊總線控制器(南橋),稍顯不足的是AMD-762只在33MHz上支持64位PCI。AMD Athlon MP 處理器可與穩定可靠的 AMD Socket A 結構兼容,並可支持 DDR 內存。這款處理器採用 AMD 的 0.13 微米銅導線工藝技術製造,由 AMD 設於德國德累斯頓的 Fab 30 芯片廠負責生產。AMD Athlon MP處理器是AMD Athlon系列處理器的最新型號,可確保多處理器系統能發揮前所未有的高效能。這款處理器是全球首款有如此能力的第七代x86處理器,可支持高效能多處理器平臺的服務器及工作站。M 同時MP型的處理器是配置單處理器(1-way)和雙處理器(2-way)服務器及工作站平臺所必要的組件,尤其適用於商用及企業系統。這款處理器的設計獨特,最適合執行多線程序以及負責重要任務的應用軟件。
  主板
  說起高端主板的廠商來確實不多,大家能數得出也就那幾家,都很熟悉。分別是超微、Intel、泰安。這三家一直以來霸佔着高階主板的絕大部分市場。這三家被稱之爲老三家,其中超微與泰安兩家是專業的高階主板生產廠,主要生產服務器工作站等高階主板。與超微有點差別的是泰安在國外也有生產普通的臺式機PC主板,不過國內非常少見。Intel則因爲是芯片組廠家,對自己的主板產品並不主推。
  硬盤
  現在的硬盤從接口方面分,可分爲IDE硬盤與SCSI硬盤還有SATA。

  IDE硬盤即我們日常所用的硬盤,它由於價格便宜而性能也不差,因此在PC上得到了廣泛的應用,目前個人電腦上使用的硬盤絕大多數均爲此類型硬盤。

  另一類硬盤就是SCSI硬盤了(SCSI即Small Computer System Interface小型計算機系統接口),由於其性能好,因此在服務器上普遍均採用此類硬盤產品,但同時它的價格也不菲,所以在普通PC上不常看到SCSI的蹤影。
  傳輸速率:
  IDE ATA66 最大數據吞吐量爲每秒66MB。
  ATA100 類似ATA/66,但是最大數據吞吐量爲每秒100MB,主板和硬盤必須同時支持ATA/100,有一些第三方生產的PCI卡可以幫助電腦運行ATA/100驅動。

  SCSI 控制器傳統上就比IDE快,數據傳輸能夠達到每秒160MB~320MB。

  Ultra 320 SCSI Ultra 320 SCSI是新的SCSI標準,剛剛開始應用。Ultra SCSI 320使用32 bit PCI槽允許最高傳輸速度爲每秒160 MB,使用64 bit PCI槽的控制器最高傳輸速度爲每秒320 MB。SCSI 320使用16 bit總線,兼容SCSI 160。

  SATA SATA是串行(serial)ATA的縮寫
  第一代SATA:
  SATA-1又稱作SATA-150,傳輸速度是150MB/s(或者1.5Gb/s)
  新一代SATA-2
  SATA-2也可以稱作SATA-300,符合ATA-7規範,傳輸速度高達300MB/s(或者3Gb/s)

  爲什麼採用SATA首先要從ATA的缺點說起(3大缺點):
  1. 信號線長度無法延長
  2. 信號同步性難以保持
  3. 5V信號線耗電較大

  SCSI-320接口的數據線能達到320MB/s的高速是因爲它的數據線將一組組的差分信號線兩兩扭合而成

  SATA 優點:串行I/O傳輸協議所使用的上行、下行兩對差分信號線意味着更簡單的信號電纜、更小型化的接口,當然更少的線也就帶來了更簡單的主板設計、特別是更少的南橋芯片引腳,整個系統的成本也就大大降低
  SATA唯一需要克服的困難就是在比PATA高了數十倍的工作頻率下,怎樣能工作的穩定。

  內存
  如今常用的服務器內存主要有SDRAM和DDR二類,還有另一種RAMBUS內存,是一種高性能、芯片對芯片接口技術的新一代存儲產品。 現在剛興起的DDR2,也逐漸延伸到服務器內存。現代Hynix在去年六月份已經開始量產供服務器和工作站使用的DDR2內存了。
  而從技術層面來說,之所以與普通內存有着區別,都是因爲ECC。這是 ErrorChecking and Correcting的簡寫。它廣泛應用於各種領域的計算機指令中。ECC和奇偶校驗(Parity)類似。然而,在那些Parity只能檢測到錯誤的地方,ECC實際上可以糾正絕大多數錯誤。經過內存的糾錯,計算機的操作指令纔可以繼續執行。這在無形中也就保證了服務器系統的穩定可靠。但ECC技術只能糾正單比特的內存錯誤, 當有多比特錯誤發生的時候,ECC內存會生成一個不可隱藏(non-maskable interrupt)的中斷 (NMI),系統將會自動中止運行。

  RAID
  RAID 是英文 Redundant Array of Inexpensive Disks 的縮寫,翻譯成中文即爲廉價磁盤冗餘陣列,或簡稱磁盤陣列。簡單地說, RAID 是一種把多塊獨立的硬盤(物理硬盤)按不同方式組合起來形成一個硬盤組(邏輯硬盤),從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數據冗餘的技術。組成磁盤陣列的不同方式成爲 RAID 級別( RAID Levels ),可分爲JBOD(Just Bundle Of Disks) ,0,1,5,10,50等不同的級別:

  JBOD ( Just Bundle Of Disks )譯成中文可以是“簡單磁盤捆綁”,通常又稱爲 Span 。 JBOD 不是標準的 RAID 級別,它只是在近幾年才被一些廠家提出,並被廣泛採用。但是實際上JBOD是控制器將機器上每顆硬盤都當作單獨的硬盤處理,因此每顆硬盤都被當作單顆獨立的邏輯碟使用。此外,JBOD並不提供資料備餘的功能。

  RAID 0 Disk Stripping without parity (常用)

  又稱數據分塊,即把數據分成若干相等大小的小塊,並把它們寫到陣列上不同的硬盤上,這種技術又稱“Stripping”(即將數據條帶化),這種把數據分佈在多個盤上,在讀寫時是以並行的方式對各硬盤同時進行操作。從理論上講,其容量和數據傳輸率是單個硬盤的N倍。N爲構成RAID0的硬盤總數。當然,若陣列控制器有多個硬盤通道時,對多個通道上的硬盤進行RAID0操作,I/O性能會更高。因此常用於圖象,視頻等領域,RAID0 I/O傳輸率較高,但平均故障時間MTTF只有單盤的N分之一,因此RAID0可靠性最差。常用於圖形、圖像等方面的領域。

  RAID 1 Disk Mirroring(較常用)

  又稱鏡像。即每個工作盤都有一個鏡像盤,每次寫數據時必須同時寫入鏡像盤,讀數據時只從工作盤讀出,一旦工作盤發生故障立即轉入鏡像盤,從鏡像盤中讀出數據。當更換故障盤後,數據可以重構,恢復工作盤正確數據,這種陣列可靠性很高,但其有效容量減小到總容量一半以下,因此RAID1常用於對容錯要求極嚴的應用場合,如財政、金融等領域。

  RAID 5 Striping with floating parity drive(最常用)

  是一種旋轉奇偶校驗獨立存取的陣列方式,也就是沒有固定的校驗盤,而是按某種規則把奇偶校驗信息均勻地分佈在陣列所屬的硬盤上,所以在每塊硬盤上,既有數據信息也有校驗信息。這一改變解決了爭用校驗盤的問題,使得在同一組內併發進行多個寫操作。所以RAID5即適用於大數據量的操作,也適用於各種事務處理,它是一種快速、大容量和容錯分佈合理的磁盤陣列。當有N塊陣列盤時,用戶空間爲N-1塊盤容量。 RAID5中,在一塊硬盤發生故障後,RAID組從ONLINE變爲DEGRADED方式,但I/O讀寫不受影響,直到故障盤恢復。但如果DEGRADED狀態下,又有第二塊盤故障,整個RAID組的數據將丟失。

  RAID 10/50

  邏輯驅動器跨越陣列而組成的。

  RAID 技術的應用
  DAS --direct access storage device直接訪問存儲設備
  DAS是磁盤存儲設備的術語,以前被用在大、中型機上。使用在PC機上還包括硬盤設備DAS的最新形式是RAID。“直接訪問”指訪問所有數據的時間是相同的。
  NAS --Network Attached Storage 網絡附加存儲設備
  一種特殊目的的服務器,它具有嵌入式的軟件系統,可以通過網絡對個種的系統平臺提供文件共享服務。
  SAN --Storage Area Networks 存儲區域網
  一種高速的專用網絡,用於建立服務器、磁盤陣列和磁帶庫之間的一種直接聯接。它如同擴展的存儲器總線,將專用的集線器、交換器以及網關或橋路互相連接在一起。 SAN 常使用光纖通道。一個 SAN 可以是本地的或者是遠程的,也可以是共享的或者是專用的。SAN 打破了存儲器與服務器之間的束縛,允許你獨立地選擇最佳的存儲器或者是最佳的服務器,從而提高可擴性和靈活性。

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