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服務器,也稱伺服器,是提供計算服務的設備。由于服務器需要響應服務請求,并進行處理,因此一般來說服務器應具備承擔服務并且保障服務的能力。
服務器的構成包括處理器、硬盤、內存、系統總線等,和通用的計算機架構類似,但是由于需要提供高可靠的服務,因此在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面要求較高。
在網絡環境下,根據服務器提供的服務類型不同,分為文件服務器,數據庫服務器,應用程序服務器,WEB服務器等。
按照體系架構來區分,服務器主要分為兩類:
非x86服務器
非x86服務器:包括大型機、小型機和UNIX服務器,它們是使用RISC(精簡指令集)或EPIC(并行指令代碼)
處理器,并且主要采用UNIX和其它專用操作系統的服務器,精簡指令集處理器主要有IBM公司的POWER和PowerPC處理器,SUN與富士通公司合作研發的SPARC處理器、EPIC處理器主要是Intel研發的安騰處理器等。這種服務器價格昂貴,體系封閉,但是穩定性好,性能強,主要用在金融、電信等大型企業的核心系統中。
x86服務器
x86服務器:又稱CISC(復雜指令集)架構服務器,即通常所講的PC服務器,它是基于PC機體系結構,使用Intel或其它兼容x86指令集的處理器芯片和Windows操作系統的服務器。價格便宜、兼容性好、穩定性較差、安全性不算太高,主要用在中小企業和非關鍵業務中。
按應用層次劃分
按應用層次劃分通常也稱為“按服務器檔次劃分”或 “按網絡規模”分,是服務器為普遍的一種劃分方法,它主要根據服務器在網絡中應用的層次(或服務器的檔次來)來劃分的。要注意的是這里所指的服務器檔次并不是按服務器CPU主頻高低來劃分,而是依據整個服務器的綜合性能,特別是所采用的一些服務器專用技術來衡量的。按這種劃分方法,服務器可分為:入門級服務器、工作組級服務器、部門級服務器、企業級服務器。
1、入門級服務器
這類服務器是基礎的一類服務器,也是低檔的服務器。隨著PC技術的日益提高,許多入門級服務器與PC機的配置差不多,所以也有部分人認為入門級服務器與“PC服務器”等同。這類服務器所包含的服務器特性并不是很多,通常只具備以下幾方面特性:
1有一些基本硬件的冗余,如硬盤、電源、風扇等,但不是必須的;
2通常采用SCSI接口硬盤,也有采用SATA串行接口的;
3部分部件支持熱插拔,如硬盤和內存等,這些也不是必須的;
4通常只有一個CPU,但不是;
5內存容量大支持16GB。
這類服務器主要采用Windows或者NetWare網絡操作系統,可以充分滿足辦公室型的中小型網絡用戶的文件共享、數據處理、Internet接入及簡單數據庫應用的需求。這種服務器與一般的PC機很相似,有很多小型公司干脆就用一臺高性能的品牌PC機作為服務器,所以這種服務器無論在性能上,還是價格上都與一臺高性能PC品牌機相差無幾。
入門級服務器所連的終端比較有限(通常為20臺左右),況且在穩定性、可擴展性以及容錯冗余性能較差,僅適用于沒有大型數據庫數據交換、日常工作網絡流量不大,無需長期不間斷開機的小型企業。不過要說明的一點就是目前有的比較大型的服務器開發、生產廠商在后面我們要講的企業級服務器中也劃分出幾個檔次,其中低檔的一個企業級服務器檔次就是稱之為"入門級企業級服務器",這里所講的入門級并不是與我們上面所講的"入門級"具有相同的含義,不過這種劃分的還是比較少。還有一點就是,這種服務器一般采用Intel的專用服務器CPU芯片,是基于Intel架構(俗稱"IA結構")的,當然這并不是一種硬性的標準規定,而是由于服務器的應用層次需要和價位的限制。
2、工作組服務器
工作組服務器是一個比入門級高一個層次的服務器,但仍屬于低檔服務器之類。從這個名字也可以看出,它只能連接一個工作組(50臺左右)那么多用戶,網絡規模較小,服務器的穩定性也不像下面我們要講的企業級服務器那樣高的應用環境,當然在其它性能方面的要求也相應要低一些。工作組服務器具有以下幾方面的主要特點:
1.通常僅支持單或雙CPU結構的應用服務器(但也不是的,特別是SUN的工作組服務器就有能支持多達4個處理器的工作組服務器,當然這類型的服務器價格方面也就有些不同了)。
2.可支持大容量的ECC內存和增強服務器管理功能的SM總線。
3.功能較全面、可管理性強,且易于維護。
4.采用Intel服務器CPU和Windows/NetWare網絡操作系統,但也有一部分是采用UNIX系列操作系統的。
5.可以滿足中小型網絡用戶的數據處理、文件共享、Internet接入及簡單數據庫應用的需求。
工作組服務器較入門級服務器來說性能有所提高,功能有所增強,有一定的可擴展性,但容錯和冗余性能仍不完善、也不能滿足大型數據庫系統的應用,但價格也比前者貴許多,一般相當于2~3臺高性能的PC品牌機總價。
3、部門級服務器
這類服務器是屬于中檔服務器之列,一般都是支持雙CPU以上的對稱處理器結構,具備比較*的硬件配置,如磁盤陣列、存儲托架等。部門級服務器的大特點就是,除了具有工作組服務器全部服務器特點外,還集成了大量的監測及管理電路,具有全面的服務器管理能力,可監測如溫度、電壓、風扇、機箱等狀態參數,結合標準服務器管理軟件,使管理人員及時了解服務器的工作狀況。同時,大多數部門級服務器具有優良的系統擴展性,能夠滿足用戶在業務量迅速增大時能夠及時在線升級系統,充分保護了用戶的投資。它是企業網絡中分散的各基層數據采集單位與高層的數據中心保持順利連通的必要環節,一般為中型企業的,也可用于金融、郵電等行業。
部門級服務器一般采用IBM、SUN和HP各自開發的CPU芯片,這類芯片一般是RISC結構,所采用的操作系統一般是UNIX系列操作系統,LINUX也在部門級服務器中得到了廣泛應用。
部門級服務器可連接100個左右的計算機用戶、適用于對處理速度和系統可靠性高一些的中小型企業網絡,其硬件配置相對較高,其可靠性比工作組級服務器要高一些,當然其價格也較高(通常為5臺左右高性能PC機價格總和)。由于這類服務器需要安裝比較多的部件,所以機箱通常較大,采用機柜式的。
4、企業級服務器
企業級服務器是屬于服務器行列,正因如此,能生產這種服務器的企業也不是很多,但同樣因沒有行業標準硬件規定企業級服務器需達到什么水平,所以也看到了許多本不具備開發、生產企業級服務器水平的企業聲稱自己有了企業級服務器。企業級服務器起碼是采用4個以上CPU的對稱處理器結構,有的高達幾十個。
另外一般還具有獨立的雙PCI通道和內存擴展板設計,具有高內存帶寬、大容量熱插拔硬盤和熱插拔電源、*的數據處理能力和群集性能等。這種企業級服務器的機箱就更大了,一般為機柜式的,有的還由幾個機柜來組成,像大型機一樣。企業級服務器產品除了具有部門級服務器全部服務器特性外,大的特點就是它還具有高度的容錯能力、優良的擴展性能、故障預報警功能、在線診斷和RAM、PCI、CPU等具有熱插拔性能。有的企業級服務器還引入了大型計算機的許多優良特性。這類服務器所采用的芯片也都是幾大服務器開發、生產廠商自己開發的*CPU芯片,所采用的操作系統一般也是UNIX(Solaris)或LINUX。
企業級服務器適合運行在需要處理大量數據、高處理速度和對可靠性要求*的金融、證券、交通、郵電、通信或大型企業。企業級服務器用于聯網計算機在數百臺以上、對處理速度和數據安全要求非常高的大型網絡。企業級服務器的硬件配置高,系統可靠性也強。
服務器中配置固態硬盤已經是一個普遍的選擇,特別是如果只有很小比例的服務器存在性能問題的話尤其如此。固態硬盤可以幫助用戶解決服務器性能的瓶頸。固態硬盤也可以讓高速存儲更加的接近處理器并將共享存儲網絡這個潛在的瓶頸剔除掉。目前有三種固態硬盤的形式作為達標:即硬盤驅動型SSD,SSD DIMM和PCIs SSD。
5、典型服務器應用
辦公OA服務器
ERP服務器
WEB服務器
數據庫服務器
財務服務器
郵件服務器
打印服務器
集群服務器
無盤辦公系統
無盤網吧服務器
無盤教學系統
視頻監控服務器
流媒體服務器
VOD視頻點播服務器
網絡下載
SP服務
網絡教學服務器
IDC-主機出租
IDC-虛擬空間
IDC-網游
IDC-主機托管
游戲服務器
高性能計算(HPC)
桌面超算
論壇服務器
可以從這幾個方面來衡量服務器是否達到了其設計目的;R:Reliability可靠性;A:Availability可用性;S:Scalability可擴展性;U:Usability易用性;M:Manageability可管理性,即服務器的RASUM衡量標準。
1、可擴展性
服務器必須具有一定的“可擴展性”,這是因為企業網絡不可能長久不變,特別是在當今信息時代。如果服務器沒有一定的可擴展性,當用戶一增多就不能勝任的話,一臺價值幾萬,甚至幾十萬的服務器在短時間內就要遭到淘汰,這是任何企業都無法承受的。為了保持可擴展性,通常需要在服務器上具備一定的可擴展空間和冗余件(如磁盤陣列架位、PCI和內存條插槽位等)。
可擴展性具體體現在硬盤是否可擴充,CPU是否可升級或擴展,系統是否支持WindowsNT、Linux或UNIX等多種可選主流操作系統等方面,只有這樣才能保持前期投資為后期充分利用。
2、易使用性
服務器的功能相對于PC機來說復雜許多,不僅指其硬件配置,更多的是指其軟件系統配置。服務器要實現如此多的功能,沒有全面的軟件支持是無法想象的。但是軟件系統一多,又可能造成服務器的使用性能下降,管理人員無法有效操縱。所以許多服務器廠商在進行服務器的設計時,除了在服務器的可用性、穩定性等方面要充分考慮外,還必須在服務器的易使用性方面下足功夫。
服務器的易使用性主要體現在服務器是不是容易操作,用戶導航系統是不是完善,機箱設計是不是人性化,有沒有關鍵恢復功能,是否有操作系統備份,以及有沒有足夠的培訓支持等方面。
3、可用性等等
對于一臺服務器而言,一個非常重要的方面就是它的“可用性”,即所選服務器能滿足長期穩定工作的要求,不能經常出問題。其實就等同于Sun所提出的可靠性(Reliability)。
因為服務器所面對的是整個網絡的用戶,而不是單個用戶,在大中型企業中,通常要求服務器是*中斷的。在一些特殊應用領域,即使沒有用戶使用,有些服務器也得不間斷地工作,因為它必須持續地為用戶提供連接服務,而不管是在上班,還是下班,也不管是工作日,還是休息、節假日。這就是要求服務器必須具備*的穩定性的根本原因。
一般來說專門的服務器都要7X24小時不間斷地工作,特別像一些大型的網絡服務器,如大公司所用服務器、網站服務器,以及提供公眾服務iqdeWEB服務器等更是如此。對于這些服務器來說,也許真正工作開機的次數只有一次,那就是它剛買回全面安裝配置好后投入正式使用的那一次,此后,它不間斷地工作,一直到*報廢。如果動不動就出毛病,則網絡不可能保持長久正常運作。為了確保服務器具有高得“可用性”,除了要求各配件質量過關外,還可采取必要的技術和配置措施,如硬件冗余、在線診斷等。
4、易管理性
在服務器的主要特性中,還有一個重要特性,那就是服務器的“易管理性”。雖然我們說服務器需要不間斷地持續工作,但再好的產品都有可能出現故障,拿人們常說的一句話來說就是:不是不知道它可能壞,而是不知道它何時壞。服務器雖然在穩定性方面有足夠保障,但也應有必要的避免出錯的措施,以及時發現問題,而且出了故障也能及時得到維護。這不僅可減少服務器出錯的機會,同時還可大大提高服務器維護的效率。其實也就是Sun提出的可服務性(Serviceability)。
服務器的易管理性還體現在服務器有沒有智能管理系統,有沒有自動報警功能,是不是有獨立與系統的管理系統,有沒有液晶監視器等方面。只有這樣,管理員才能輕松管理,工作。
硬件
服務器作為硬件來說,通常是指那些具有較高計算能力,能夠提供給多個用戶使用的計算機。服務器與PC機的不同點很多,例如PC機在一個時刻通常只為一個用戶服務。服務器與主機不同,主機是通過終端給用戶使用的,服務器是通過網絡給客戶端用戶使用的。
和普通的PC相比, 服務器需要連續的工作在7X24小時環境。這就意味著服務器需要等多的穩定性技術RAS,比如支持使用ECC內存。
根據不同的計算能力,服務器又分為工作組級服務器,部門級服務器和企業級服務器。服務器操作系統是指運行在服務器硬件上的操作系統。服務器操作系統需要管理和充分利用服務器硬件的計算能力并提供給服務器硬件上的軟件使用。
服務器系統的硬件構成與我們平常所接觸的電腦有眾多的相似之處,主要的硬件構成仍然包含如下幾個主要部分:中央處理器、內存、芯片組、I/O總線、I/O設備、電源、機箱和相關軟件。這也成了我們選購一臺服務器時所主要關注的指標。
整個服務器系統就像一個人,處理器就是服務器的大腦,而各種總線就像是分布于全身肌肉中的神經,芯片組就像是骨架,而I/O設備就像是通過神經系統支配的人的手、眼睛、耳朵和嘴;而電源系統就像是血液循環系統,它將能量輸送到身體的所有地方。
在信息系統中,服務器主要應用于數據庫和Web服務,而PC主要應用于桌面計算和網絡終端,設計根本出發點的差異決定了服務器應該具備比PC更可靠的持續運行能力、更強大的存儲能力和網絡通信能力、更快捷的故障恢復功能和更廣闊的擴展空間,同時,對數據相當敏感的應用還要求服務器提供數據備份功能。而PC機在設計上則更加重視人機接口的易用性、圖像和3D處理能力及其他多媒體性能。
服務器的CPU仍按CPU的指令系統來區分,通常分為CISC型CPU和RISC型CPU兩類,后來又出現了一種64位的VLIM(Very Long Instruction Word超長指令集架構)指令系統的CPU。
CISC型CPU
CISC是英文“Complex Instruction Set Computer”的縮寫,中文意思是“復雜指令集”,它是指英特爾生產的x86(intel CPU的一種命名規范)系列CPU及其兼容CPU(其他廠商如AMD,VIA等生產的CPU),它基于PC機(個人電腦)體系結構。這種CPU一般都是32位的結構,所以我們也把它稱為IA-32 CPU。(IA: Intel Architecture,Intel架構)。CISC型CPU主要有intel的服務器CPU和AMD的服務器CPU兩類。
RISC型CPU
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computer ”的縮寫,中文意思是“精簡指令集”。它是在CISC(Complex Instruction Set Computer)指令系統基礎上發展起來的,相對于CISC型CPU ,RISC型CPU不僅精簡了指令系統,還采用了一種叫做“超標量和超流水線結構”,架構在同等頻率下,采用RISC架構的CPU比CISC架構的CPU性能高很多,這是由CPU的技術特征決定的。RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟件和硬件上都不兼容。
機架式服務器的外形看來不像計算機,而像交換機,有1U(1U=1.75英寸=4.445CM)、2U、4U等規格。機架式服務器安裝在標準的19英寸機柜里面。這種結構的多為功能型服務器。
對于信息服務企業(如ISP/ICP/ISV/IDC)而言,選擇服務器時首先要考慮服務器的體積、功耗、發熱量等物理參數,因為信息服務企業通常使用大型專用機房統一部署和管理大量的服務器資源,機房通常設有嚴密的保安措施、良好的冷卻系統、多重備份的供電系統,其機房的造價相當昂貴。如何在有限的空間內部署更多的服務器直接關系到企業的服務成本,通常選用機械尺寸符合19英寸工業標準的機架式服務器。機架式服務器也有多種規格,例如1U(4.45cm高)、2U、4U、6U、8U等。通常1U的機架式服務器節省空間,但性能和可擴展性較差,適合一些業務相對固定的使用領域。4U以上的產品性能較高,可擴展性好,一般支持4個以上的高性能處理器和大量的標準熱插拔部件。管理也十分方便,廠商通常提供以相應的管理和監控工具,適合大訪問量的關鍵應用,但體積較大,空間利用率不高。
所謂刀片服務器(準確的說應叫做刀片式服務器)是指在標準高度的機架式機箱內可插裝多個卡式的服務器單元,實現高可用和高密度。每一塊"刀片"實際上就是一塊系統主板。它們可以通過"板載"硬盤啟動自己的操作系統,如Windows NT/2000、Linux等,類似于一個個獨立的服務器,在這種模式下,每一塊母板運行自己的系統,服務于*的不同用戶群,相互之間沒有關聯,因此相較于機架式服務器和機柜式服務器,單片母板的性能較低。不過,管理員可以使用系統軟件將這些母板集合成一個服務器集群。在集群模式下,所有的母板可以連接起來提供高速的網絡環境,并同時共享資源,為相同的用戶群服務。在集群中插入新的"刀片",就可以提高整體性能。而由于每塊"刀片"都是熱插拔的,所以,系統可以輕松地進行替換,并且將維護時間減少到小。
塔式服務器應該是大家見得多,也容易理解的一種服務器結構類型,因為它的外形以及結構都跟我們平時使用的立式PC差不多,當然,由于服務器的主板擴展性較強、插槽也多出一堆,所以個頭比普通主板大一些,因此塔式服務器的主機機箱也比標準的ATX機箱要大,一般都會預留足夠的內部空間以便日后進行硬盤和電源的冗余擴展。
由于塔式服務器的機箱比較大,服務器的配置也可以很高,冗余擴展更可以很齊備,所以它的應用范圍非常廣,應該說使用率高的一種服務器就是塔式服務器。我們平時常說的通用服務器一般都是塔式服務器,它可以集多種常見的服務應用于一身,不管是速度應用還是存儲應用都可以使用塔式服務器來解決。
在一些企業服務器中由于內部結構復雜,內部設備較多,有的還具有許多不同的設備單元或幾個服務器都放在一個機柜中,這種服務器就是機柜式服務器。機柜式通常由機架式、刀片式服務器再加上其它設備組合而成。
對于證券、銀行、郵電等重要企業,則應采用具有完備的故障自修復能力的系統,關鍵部件應采用冗余措施,對于關鍵業務使用的服務器也可以采用雙機熱備份高可用系統或者是高性能計算機,這樣的系統可用性就可以得到很好的保證。
服務器平臺的操作系統。Unix操作系統,由于是Unix的后代,大多都有較好的作服務器平臺的功能。
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