服务器的基本常识

 

服 务 器 的 选 择

 

 

    服务器是局域网中关键设备，根据局域网规模及服务器所担负的功能不同，对服务器的要求也就的所不同。例如：如果局域网规模较小，用户基本上可将任何一台计算机作为服务器使用。但是，在一般情况下，人们对服务器都有会提出一些特殊的要求，例如，要求它要较一般的计算机更快、更安全，内存与硬盘容量更大等。

 

一、服务器的技术

 

  从技术方面进，服务器包括了许多交通PC机所没有的技术，服务器的主频也应高于普通台式或工作站。如：SMP（对称处理器）技术、RAID技术（冗余磁盘阵列）、热插拔技术、智能输入/输出技术、智能监控管理技术、冗余和容错技术等。

 

1、处理技术

 

  目前服务器的处理器类型主要分为两大类：一类，CISC处理器（复杂指令集计算机），以Intel的 x86 处理器主代表；另一类，RISC处理器（精简指令集计算机），包括DEC的 Alpha、Sun的Ultra Sparc 处理器、HP的PA-RISC处理器以及PowerPC等。

 

  但是，从技术的发展角度来看，两类技术有交叉融合的趋势，例如，在Intel的新处理器中有许多RISC成分。

 

  从理论上讲，RISC处理器设计使用了少数简单的处理器指令，是完成复杂任务的基本构件。CISC处理器则有圈套的基本指令集，其中有许多要比RISC指令复杂，并且一条指令可以完成更多工作。根据实测显示，目前的这两种类型的处理器速度都是十分快的。而在处理浮点数运算时RISC更胜一筹，这也是在许多大型服务器中多采用RISC的原因之一。

 

2、对称多处理器技术（SMP,Symmetric Multiprocessing）

 

  所谓SMP技术，是指在一个计算机上汇集了一组处理器（即多个CPU），这些处理器通过共享同一个存储区协调工作，这意味着多CPU必须能使用同一系统总线或系统交换方式。

 

  操作系统对多处理体系统结构的支持是与其核心紧密相连的，这涉及到两个用于支持多处理的基本序列算法：对称和非对称处理。

 

  在非对称处理中，CPU各有各的任务；

 

  而在对称处理中，每个CPU可执行的任何任务，SMP系统通过将处理负载分布到各个空闲的CPU上来增强性能。

 

  因此，SMP技术特别适合于需要集中使用处理器的服务，如：应用服务器、通信服务器。值得指出的是，很多应用程序升级到SMP平台后都不需要重写，因此，SMP技术是今后PC服务器的发展方向。

 

  此外，对称多处理在风管方面表现出卓越的高性能，这应归因于SMP系统强大的处理能力和SMP操作系统的兴起。就目前来说，支持SMP的网络操作系统主要 Novel Netware、SCO Unix、Microsoft Windows 等。

 

3、硬盘接口技术

 

（1）独立于硬件设备的智能化接口，减轻了CPU的负担

 

（2）多个I/O并行操作，因此SCSI设备传输速率。

 

（3）可连接的外设数量和种类较多。例如，目前的SCSI适配器可连接多达15个

         SCSI设备，并可连接硬盘、磁带机等多种外设。

 

（4）对于目前带有LVD（低压差分收发器）的SCSI设备来说，SCSI电缆的长度可

    达12m，这远远超过了IDE电缆。

 

       因此，当同时访问服务器的网络用户数量较多时，使用SCSI硬盘的系统I/O性能明显强于使用IDE硬盘的系统。

 

      SCSI总线支持数据的快速传输。不同的SCSI设备通常有8位或16位的传输总线。在多任务操作系统如windows NT下，在同一时刻可以启动多个SCSI设备。SCSI适配器通常使用主机的DMA（直接内存取）通道把数据传送到内存，这意味着不需要主机CPU的帮助，SCSI适配器就可以把数据传送到内存。为了管理数据流，每一个SCSI设备（包括适配卡）都有一个身份号码。通常，把SCSI适配器的身份号码设置为7，其余设备的身份号码设置为0到6。

 

      与各类计算机技术一样，SCSI接口也不断推出新的标准，其数据传输速率在不断提高。例如：目前常用的SCSI接口的数据传输速率如下：

Ø      Ultra SCSI：20 Mbit/s

Ø      Ultra Wide SCSI：40 Mbit/s

Ø      Ultra2  SCSI：40 Mbit/s

Ø      Ultra2  Wide SCSI：80 Mbit/s

Ø      Ultra3：160 Mbit/s

 

4、磁盘冗余阵列（RAID）技术

   

       RAID 是Redundant of Inexpensive Disk （廉价冗余磁盘阵列）的缩写，其原理是通过磁盘分段、磁盘镜像、数据冗余技术提高磁盘存取速度，同时提供磁盘数据备份、提高了系统可靠性。这些技术的特点如下：

 

Ø      磁盘分段（Disk Striping 又称：磁盘条带）：数据以“段”为单位依次读写多个磁盘，相当于多磁盘同时操作，从而极大地提高了数据存取速度。

 

Ø      磁盘镜像（Disk Mirroring）：用一个控制器控制两个磁盘，同时读写相同的数据，数据100%备份。

 

Ø      数据冗余技术：数据读写时做校验，校验数据以紧凑格式存于磁盘上，可用于纠纷及恢复数据。

 

目前常用的RAID标准如下表：

 

RAID级别	技   术	描   述	速   度	容 错 能 力
RAID 0	磁盘分段	没有校验数据	磁盘并行I/O，存取速度提高最大	数据无备份
RAID 1	磁盘镜像	没有校验数据	读数据速度有提高	数据100%备份
RAID 2	磁盘分段+汉明码数据纠错	有校验数据	没有提高	允许单个磁盘错
RAID 3	磁盘分段+奇偶校验	专用校验数据盘	磁盘并行I/O，速度提高较大	允许单个磁盘错，但校验盘除外
RAID 4	磁盘分段+奇偶校验	异步专用校验数据盘	磁盘并行I/O，速度提高较大	允许单个磁盘错，但校验盘除外
RAID 5	磁盘分段+奇偶校验	校验数据分布存放于多盘	磁盘并行I/O，速度提高较大，但比RAID 0 稍慢	允许任何磁盘错

 

   一般来就，磁盘系统作好RAID 5 后，任一块磁盘出现故障后，系统仍可运行，故障盘上的数据可通过其他盘上的校验数据计算出来（此时速度要慢一些）。如果磁盘系统中有备份盘，则数据自动恢复到备份盘中。如果具备热插拔硬盘，则在开机状态下即可换下故障硬盘，数据将自动恢复到新盘上。在这些过程中，系统并没有停止运行。

 

5、内存技术

 

     处于安全性的需要，服务器的内存通常需要配置带有错误校验的ECC内存。与普通的奇偶校验不同（只能校验1位错），ECC内存可校验多位错。

 

6、热插拔技术

 

    指为了避免当某个计算机部件出现故障时关机更换而影响服务器持续工作，允许服务器在不关机状态下更换故障硬盘等热插拔设备。其中，热切换技术与RAID 技术相配合，可以使服务器在不关机状态下更换故障硬盘，并且自动恢复原盘上的数据，从而极大地提高服务系统的容错能力。

 

目前，硬盘的热插拔主要有以下两种方式：

• 采用热插拔硬盘盒配以普通SCSI硬盘，多用于磁盘阵列中
• 采用具有热插拔能力的专用硬盘，是高性能服务器的标准配置

热插拔技术今后将向热插拔电源、PCI插卡等方向发展。

 

7、集群（Cluster）技术

 

  冗余部件可以使用户免于硬件故障，集群技术则可以使用户免于整个系统的瘫痪以及操作系统和应用层次的故障。

 

  一般而言，集群和高可用性结合的服务器可将运行时间提升至99.99%。但集群技术不仅能够提供更长的运行时间，而且它在尽可能地减少与既定停机（Outage）有关的停机时间方面同样有着重要意义。例如：如果使用集群，用户可以在关闭一台服务器的同时，不需与用户断开即可进行应用硬件和操作系统的“滚动升级”（Rolling Upgeade）。

 

   迫切需要集群的应用包括Web服务器、企业网、电子商务以及其他需要极高可用性的应用环境。另一刺激集群需求的趋势就是向服务器联合的转变，因为系统拥有的服务器数目减少，可用性要求就越高。

 

  长期以来，集群技术主要应用于Unix环境，尤其是DEC环境。由于诸多因素，集群技术在Windows NT 和 NetWare 的应用远远不及前者。NT 集群只局限于2个节点的故障转移，而且故障转移时间相对较长，Unix 集群通常在30秒之内即可完成故障转移，而 NT 集群往往需要长达3分钟甚至更多。此外，在故障转移过程中，NT集群使失效服务器与相连的用户处于中断状态。另外，在辅助服务器（Secondary Server）从失效服务器处接管任务期间，如果辅服务器过载，用户可能会感到系统性能降低。而且，大多数集群还要求企业具有特殊应用所需的“恢复成套工具”（又名：重启动成套工具、重启动代理者）。在NT市场，只有大多数流行的应用才有恢复成套工具。

 

  在上述两种环境下，集群技术都会增加企业服务器成本，不过基于NT的集群相对来说具有价格优势，但Unix集群也正变得越来越普通。

 

 

二、服务器的类型

 

  从不同角度，服务器有多种划分标准：

 

▼ 按 CPU 可分为：

• CISC服务器（以Inter为主）

• RISC服务器（Alpha、SPARC、PA-RISC、MIPS、PowerPC 等）

▼ 按结构可分为：单处理机系统、多处理机系统；

 

▼ 按应用系统可分：Unix、Linux、NT 三种服务器系统

 

▼ 按风络规模可分为：

 

（1）工作组服务器 （Workgeoup Server）

   

    类型：初级服务器，支持小于25个用户

   

    用途：文件共享、打印服务、也可作为小型应用服务器

 

    场所：教学网、小型企业网、小型网吧等

 

    其它：此类服务器通常采用单个Intel处理器（P Ⅲ 或 P 4），磁盘阵列和

         ECC（错误检查和纠正）内存为可选项，机箱为小型或中型的落地机箱。

 

 （2）部门级服务器 （Department Server）

 

      类型：中型服务器，支持用户数20-150

 

     用途：可同时做为文件和打印服务器，还可作为中型的应用服务器使用。

    

     场所：主要用于作为中型企业网的骨干服务器或大型企业部门服务器

 

     其它：该级别的服务器、磁盘阵列、ECC内存及冗余电源供应通常是标准设

         备，或至少是可选项。

 

     CPU：采用RISC处理器 或 Intel处理器，其设计是可支持至少两个处理

         器的SMP（对称处理）系统。机箱是落地式的，也可能是双倍宽的立

         方式或可组装机柜。此外，由于这类服务器的管理比较复杂，因此，

         需要专门的配置与管理软件。

 

  （3）企业级服务器

 

     类型：高档产品，可支持用户数为 100-500

 

     用途：支持大型服务器功能，用于事务处理环境。

 

     场所：主要用于作为大型企业网、科研园区网、校园网、金融保险网、电信

         网、邮政综合网、政务网、电子商务网站的骨干服务器。

 

     CPU：采用高档RISC处理器 或 Intel处理器，提供至少4个处理器的SMP

         支持。

 

     其它：机箱庞大，一般提供多达28个驱动器托架。同样，这类服务器也需要

         专门设置与管理软件。该服务器容错及冗余部件，如：磁盘阵列、

         ECC内存及双电源等标准配置。

     

     目前服务器市场的主要供应商有IBM、Sun、HP、Compaq、Dell、浪潮、

 

曙光、联想、同创、长城、方正等。

 

三、服务器的选购

 

  要选择合适的服务器，应从以下几方面考虑：

 

1、首先，要了解服务器所执行的任务和所扮演的角色。如果只是提供文件和打印

  共享，对服务器是一个相对较轻的负荷。这时 CPU 速度是次要因素，用户可以

  优先考虑磁盘子系统和网络I/O 的性能。另外，文件服务器对内存的要求也相

  对较低，而应用服务器所有的需求均比文件服务器要高，具体体现在更强的处理

  能力，因为用户程序大部分是在服务器中运行。可以考虑采用适当数目的 CPU

  构成 SMP 或采用集群技术来提高处理能力；采用更多的内存，以支持用户程序

  在服务器中运行；使用更高性能磁盘，一个应用服务器通常要运行大量频繁访问

  磁盘的数据库应用程序；采用更稳定健壮的操作系统，能够对大量用户的并发操

  作作出有效的响应而不会崩溃。另外，传统的应用服务器对 I/O 要求相对较

  低，但对于诸如多层应用、电子商务这类应用服务器往往有更高的需求。

 

2、其次，要考虑网络的规模和用户的数量。显然，在一个对应用服务器要求不高

  的小型网络中和在一个有数百户使用共享文件和打印的大型网络中，后者文件服

  务器的性能通常要高出前者的应用服务器。

 

3、用户需要多大的容错能力和对应的投资。如果服务器支持的是关键性能重要的

  应用任务，那么最好将容错、冗余以及维护列在优先考虑的范围。现代的专用服

  务器都是为减少故障而设计的，并且具有许多固有的容错特性，用户可以根据需

  求结合前面所写的技术特性来选择合适的产品。这部分在整个服务器费用中占有

  相当的比例，因此用户要认真考虑对此项的要求及投资。

 

4、用户打算升级现有的机器还是购买新的服务器。对较小的网络，选择升级似乎

  更具有吸引力。但需要提醒用户的是，随着技术的飞速发展和价格的不断下降，

  升级一个服务器的开销往往几乎与购买一个新的专用服务器差不多，但其性能却

  比专用服务器差得多。

 

5、用户选择的服务器厂商的信誉和服务。要知道，服务器的停机可能将使企业损

  失数以千计甚至万计的利益。因此，服务器的可靠性和服务问题是选择服务器十

  分重要的一个方面，购买时用户要注意厂家的承诺（如：服务范围以及响应时间

  等）。

 

   总之，在选择之前，用户应该首先对自己的业务和发展进行定位，才能谈到建什么样的网络，用什么样的硬件结构，装什么样的软件和应用。然后综合考虑多种因素，并以此作为选择服务器的重要依据。