服务器基础知识-PPT.ppt

内内 容容2服务器概述3 3 3联想服务器专有创新技术2 2 2PC服务器关键组件及技术1 1 1服务器概述31 1 14第一章第一章服务器概述服务器概述1.11.1服务器的基本概念服务器的基本概念1.21.2PCPC服务器的分类服务器的分类1.31.3PCPC服务器与服务器与PCPC机、工作站、小型机的区别机、工作站、小型机的区别1.41.4PCPC服务器性能评价体系服务器性能评价体系1.51.5服务器基准测试体系服务器基准测试体系5什么是服务器？什么是服务器？服务器是计算机的一种，是网络中为客户端计算机提供各种服务服务器是计算机的一种，是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机；的高性能的计算机；服务器在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打服务器在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务。为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务。服务器英文名称为服务器英文名称为ServerServer。1.1服务器的基本概念服务器的基本概念6什么是什么是PCPC服务器？服务器？即基于即基于INTELINTEL硬件架构、使用硬件架构、使用IntelIntel或与其兼容的处理器芯片的或与其兼容的处理器芯片的CISCCISC服务器。又称服务器。又称IAIA架构服务器（架构服务器（Intel Architecture Intel Architecture ServerServer）注：注：AMDAMD服务器也是服务器也是PCPC服务器的一种，联想目前没有采用服务器的一种，联想目前没有采用AMD AMD CPUCPU的服务器产品（的服务器产品（IBM/HP/DELL IBM/HP/DELL皆有皆有AMDAMD服务器）服务器）1.1服务器的基本概念服务器的基本概念7服务器按处理器架构可分为：服务器按处理器架构可分为：X86X86架构服务器架构服务器 RISCRISC架构服务器架构服务器EPICEPIC架构服务器（架构服务器（IA-64IA-64）1.2服务器的分类服务器的分类按处理器架构分类按处理器架构分类8服务器按应用功能可分为：服务器按应用功能可分为：域控制服务器（域控制服务器（Domain ServerDomain Server）文件服务器（文件服务器（File ServerFile Server）打印服务器（打印服务器（Print ServerPrint Server）数据库服务器（数据库服务器（Database Database ServerServer）邮件服务器（邮件服务器（E-mail ServerE-mail Server）WebWeb服务器（服务器（Web ServerWeb Server）1.2服务器的分类服务器的分类按应用功能分类（一）按应用功能分类（一）多媒体服务器（多媒体服务器（MultimediaMultimediaServerServer）通讯服务器（通讯服务器（Communication Communication ServerServer）终端服务器（终端服务器（Terminal ServerTerminal Server）基础架构服务器基础架构服务器（Infrastructure ServerInfrastructure Server）虚拟化服务器（虚拟化服务器（Virtualization Virtualization ServerServer）9硬件的选型和配置需根据用户业务压力的大小进行选配Internet文件/打印服务器办公用机内部 Web 系统邮件系统数据库系统通讯服务器1.2服务器的分类服务器的分类按应用功能分类（二）按应用功能分类（二）立式放置的服务器机型；外形以及结构都跟立式PC差不多，但服务器机箱比PC机箱体积更大，Tower机型在外观尺寸上要求没有Rack严格，可预留更多扩展空间10T168外观尺寸及装配尺寸符合标准尺寸，可以放在标准高度的机架中。高度用“U”来计量，“U”为通用工业机架高度标准；1U1.75英寸=44.445mmR5202U是一种HAHD（HighAvailabilityHighDensity）高可用高密度的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其中每一块“刀片”实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器。刀片式服务器目前最适合群集计算和IxP提供互联网服务。刀片式服务器（Blade）塔式（Tower）机架式（Rack）1.2PC服务器的分类服务器的分类按外形分类按外形分类B300刀片PC服务器与PC机的区别PC服务器的六大特性：处理能力强CPU的区别I/O性能强内存、硬盘、PCI接口管理能力强服务器管理监控系统可靠性强数据保护技术、服务器操作系统可用性高热插拔、电源技术扩展性强1.3PC服务器与服务器与PC机、工作站、小型机的区别（一）机、工作站、小型机的区别（一）12PC服务器与工作站的区别：PC服务器专注于数据吞吐能力PC服务器可用性与可靠性更高PC服务器在图像处理方面性能较差1.3PC服务器与服务器与PC机、工作站、小型机的区别（二）机、工作站、小型机的区别（二）131.3 PC服务器与服务器与PC机、工作站、小型机的区别（三）机、工作站、小型机的区别（三）PC服务器与小型机的区别：两者采用了不同的体系架构PC服务器具有良好的工业标准PC服务器较高的性能价格比PC服务器良好的易用性，降低企业整体TCO14可靠性可靠性(reliability)(reliability)可用性可用性(availability)(availability)可管理性可管理性(manageability)(manageability)安全性安全性(security)(security)可扩展性可扩展性(scalability)(scalability)1.4服务器性能评价体系服务器性能评价体系151.5服务器基准测试体系（一）服务器基准测试体系（一）什么是服务器基准测试（Benchmark）体系？20世纪90年代，TPC（TransactionprocessingPerformanceCouncil，事务处理性能委员会）成立，Benchmark（基准测试）这个词也随之正式走上了企业计算的大舞台。从此，企业级计算平台的性能迈开了可度量的步伐，而企业用户在采购服务器平台的时候，除主观意识之外，理性的光芒开始闪耀。之后，Benchmark的内涵和范畴在不断演变，时至今日，已经形成了非常丰富、全面的企业计算平台基准测试体系。天地之间，一切皆可度量天地之间，一切皆可度量161.5服务器基准测试体系（二）服务器基准测试体系（二）服务器基准测试（Benchmark）体系的构成：两大基准体系TPC、SPEC四大应用中的基准测试（Benchmark）高性能计算（HPC）：Linpack在线事务处理（OLTP）：TPC-CWeb服务：SPECWeb2005Java应用服务器：SPECjbb2005专用基准测试Oracle基准测试SAP基准测试服务器关键组件及技术172 2 218服务器关键组件图解18风扇电源网卡硬盘内存PCICPU19第二章第二章PC服务器关键组件及技术服务器关键组件及技术2.12.1CPUCPU2.22.2内存内存2.32.3硬盘硬盘2.42.4RaidRaid2.52.5PCIPCI2.62.6网卡网卡2.72.7电源电源2.82.8热插拔技术热插拔技术20内容概要：内容概要：Intel Xeon CPUIntel Xeon CPU产品线介绍产品线介绍联想万全服务器联想万全服务器CPUCPU适配表适配表2.1CPU21Intel Xeon CPUIntel Xeon CPU产品线：产品线：XeonXeon（至强）（至强）服务器服务器CPUCPU产品系列；产品系列；Intel单路多核Xeon CPU：Intel Xeon 3000系列Intel双路多核Xeon CPU：Intel Xeon 5000系列Intle四路多核Xeon CPU：Intel Xeon 7000系列2.1CPUIntelXeonCPU产品线介绍1、两路机型：现有Intel四核5400系列XeonCPU将在09年下半年将升级为最新的Nehalem架构5500系列；2、四路机型：CPU已在09年初升级为具备3级缓存的7400系列；NehalemXeon74002.1CPU09年CPU变化232.1 Intel Xeon 3000 Sequence Processors E3120E3120X3370X3360X3330X3230X3220E3110E3110Q2 09Q3 09Q1 09Intel Xeon processor 3300 series(Yorkfield)Intel Xeon processor 3200 series(Kentsfield)Intel Xeon processor 3100 series(Wolfdale)W3570W3540W3520W3570W3540W3520Intel Xeon processor 3500 series(NHM-WS 1S Quad Core)Q4 09 Intel Xeon3400processorseries(Lynnfield)Q1 10 Intel Xeon3400processorseries(Lynnfield)Intel Xeon3400processorseries(Lynnfield)X3380X3380X3370X3360X3330X3230X3220242.1 Intel Xeon 5000 Sequence Processors Q2 09Q3 09Q1 09Intel Xeon processor 5500 series(Nehalem-EP Quad Core)Intel Xeon processor 5500 series(Nehalem-EP Dual Core)E5506E5504E5502BasicStandardE5540E5530E5520AdvancedX5570X5560X5550WorkstationW5580X5570X5560X5550E5540E5530E5520E5506E5504E5502W5580X5570X5560X5550E5540E5530E5520E5506E5504E5502W5580Q4 09X5570X5560X5550E5540E5530E5520E5506E5504E5502W5580Q1 10X5570X5560X5550E5540E5530E5520E5506E5504E5502W5580Intel Xeon processor 5500 LV series(Nehalem-EP Quad Core)252.1 Intel Xeon 7000 Sequence Processors Intel Xeonprocessors 7300 series(Tigerton)Intel Xeon processors 7200 series(Dual-Core Tigerton)Intel Xeon processor 7400 series(Dunnington)E7440E7430E7420E7310E7220E7440E7430E7420E7310E7220E7440E7430E7420E7310E72206-CoreSKUs E7450X74606-CoreSKUs E7450X74606-CoreSKUs E7450X7460E7440E7430E7420E7310E72206-CoreSKUs E7450X7460Q2 09Q1 09Q3 09Q4 09Q1 10Nehalem-EXNHM-EX Xeon processor series26内容概要：内容概要：服务器内存发展概览服务器内存发展概览服务器内存的典型技术服务器内存的典型技术FBDFBD内存介绍内存介绍2.2内存272.2内存内存发展概览high-speed low-power low-latency low-costDDR200DDR266DDR333PC133SDRAMPC166SDRAMEDOPC100SDRAMPC66SDRAMDDR400DDRII FBD28服务器内存与服务器内存与PCPC内存的区别：内存的区别：性能更高性能更高兼容性更好兼容性更好可靠性更高可靠性更高Buffer（缓存器）（缓存器）Register（寄存器）（寄存器）ECC（错误检查纠正）（错误检查纠正）2.2内存服务器内存的典型技术29Unbuffered2.2内存服务器内存的典型技术Buffer（缓存器）：具有Buffer的内存读写速度有较大提高，Unbuffer表示不具有高速缓存。Registered（寄存器）：Register技术主要是调整时钟信号，保证内存之间的信号同步，提高驱动能力BufferedNon-ECCNon-ECC2.2内存服务器内存的典型技术ECC（错误检查纠正）：ECC可发现2bit错误，并纠正1bit错误；一般情况下服务器内存都具有ECC功能，只有较低端的服务器采用普通台内存时不具有此功能；ECC服务器内存的其他典型技术：服务器内存的其他典型技术：ChipkillChipkill内存镜像内存镜像内存热备内存热备2.2内存服务器内存的典型技术什么是什么是FBDFBD内存？内存？FullyBuffer-DIMM是 Intel开发的一种内存模组技术FB-DIMM内存采用了串行接口多路并联的设计，以串行的方式进行数据传输，使内存容量提升近1倍2.2内存FBD内存介绍33内容概要：内容概要：服务器常用硬盘分类服务器常用硬盘分类评价硬盘的关键参数评价硬盘的关键参数联想万全服务器硬盘适配表联想万全服务器硬盘适配表2.3硬盘34服务器常用硬盘可分为：服务器常用硬盘可分为：SATA：Serial ATA接口，即串行ATA，采用串行技术以获得更高的传输速度及可靠性。目前是第二代即SATAII。SCSI：全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，主要应用于中、高端服务器和高档工作站。SAS：Serial Attached SCSI接口，即串行SCSI，采用串行技术以获得更高的传输速度。目前仍然是第一代。SSD：固态存储硬盘(Solid State Disk)其特别之处在于没有机械结构，以区块写入和抹除的方式作读写的功能，与目前的传统硬盘相较，具有低耗电、耐震、稳定性高、耐低温等优点。2.3硬盘服务器常用硬盘分类352.3硬盘服务器常用硬盘分类SAS硬盘SATA硬盘SSD硬盘SCSI硬盘36评价机械硬盘的关键技术参数通评价机械硬盘的关键技术参数通常有：常有：容量尺寸主轴转速平均寻道时间数据传输率MTBFS.M.A.R.T（自监测、分析与报告技术）支持2.3硬盘评价硬盘的关键参数37选择硬盘的几点考虑：选择硬盘的几点考虑：成本成本r同等容量下，SAS硬盘略高于SCSI,SCSI硬盘高于SATA，ATA硬盘被淘汰MTBFMTBFrSAS硬盘与SCSI相当，SCSI 硬盘高于SATA可扩展性可扩展性rSAS/SATA扩展能力较强，SCSI 扩展能力一般，ATA较差r热插拔rSAS、SCSI和SATA均支持性能性能rSSD高于SAS，SAS硬盘高于SCSI，SCSI硬盘高于SATA，SATA高于ATA2.3硬盘评价硬盘的关键参数38机型机型SATASATASCSISCSI（已退市）（已退市）SASSASSSDSSDT100 G7T168 G6R150T260 G2R512T280 G3/T350 G7R510 G7R520 G7R525 G2R630 G72.3硬盘联想万全服务器硬盘适配表39内容概要：内容概要：RaidRaid的基本概念的基本概念RaidRaid的级别的级别RaidRaid的实现的实现2.4Raid40背景背景用户对磁盘系统的五大要求：用户对磁盘系统的五大要求：速度：提高磁盘I/O存取速度，缩小内存和磁盘的性能差距安全性：增强数据安全性及容错能力空间利用率：有效利用磁盘空间CPU占用率：降低数据I/O对CPU资源的占用性能：提高计算系统的整体工作性能2.4RaidRaid的基本概念41什么是什么是Raid?Raid?RaidRedundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列RAID是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘，数据是以分段的方式顺序存放于磁盘阵列中2.4RaidRaid的基本概念42RaidRaid技术的三大特点：技术的三大特点：通过对硬盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少硬盘的机械寻道时间，提高数据存取速度；通过对一阵列中的几块硬盘同时读取，减少硬盘的机械寻道时间，提高数据存取速度；通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现对数据的冗余保护2.4RaidRaid的基本概念43RaidRaid的级别包括：的级别包括：Raid 0Raid 1Raid 3Raid 5Raid 10Raid 30Raid 502.4RaidRaid的级别Raid6Raid7Raid1ERaid5ERaid5EE播放视频播放视频Raid 0Raid 0：应用Data Striping（数据分段）技术，将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘做读写动作，但是不具备备份及容错能力，它价格便宜，硬盘使用效率最佳，写入速度快，但是可靠度是最差的；如果磁盘阵列上有一个硬盘坏了，由于Raid0把数据拆开分别存到了不同的硬盘上，坏了一颗等于中断了数据的完整性，如果没有整个磁盘阵列的备份磁带的话，所有的数据是无法挽回的。因此，尽管它的效率很高，但是很少有人冒着数据丢失的危险采用这项技术。2.4RaidRaid的级别Raid 1Raid 1：RAID 1使用的是Disk Mirror（硬盘镜像）技术，就是把一个硬盘的内容同步备份复制到另一个硬盘里，所以具备了备份和容错能力，这样做的使用效率不高，但是可靠性高；2.4RaidRaid的级别Raid 3Raid 3：采用Striping with Dedicated Parity Drive（有特定奇偶校验盘的数据分段技术），将用于奇偶校验的数据存到特定磁盘中，具有数据容错能力，可靠性较好；当单个硬盘失效时，会产生奇偶盘I/O瓶颈效应；硬盘使用效率是安装几个就减掉一个。2.4RaidRaid的级别3Raid 5Raid 5：采用Striping with Distributed Parity（分布式奇偶校验的数据分段技术），将用于奇偶校验的数据存放到各个硬盘中，具有数据容错能力，可靠性好；校验值分散在各个盘的不同位置，相当程度的分散了负载，故有较好的性能，尤其是对小型数据。RAID5适用于银行和股市的联机交易系统（OLTP）。2.4RaidRaid的级别Raid 10Raid 10：2.4RaidRaid的级别Raid30：Raid 50Raid 50：2.4RaidRaid的级别Raid 6Raid 6：RAID 6是由一些大型企业提出来的私有RAID级别标准，它的全称叫“Independent Data disks with two independent distributed parity schemes(带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘)”。从功能上讲，能实现两颗磁盘掉线容错的，都叫RAID6目前以不同方式实现RAID6的包括：Intel（HDS）的P+Q RAID6NetApp的RAID-DPHP的RAID5-DP/RAID ADG很多实验室中的原型机也能实现，如：Dual-XOR 等2.4RaidRaid的级别Raid 1ERaid 1E：nRAID 1E是RAID 1的增强版本，它并不是我们通常所说的RAID 0+1的组合。RAID 1E的工作原理与RAID基本上是一样的，只是RAID 1E的数据恢复能力更强，但由于RAID 1E写一分数据至少要两次，因此，RAID处理器的负载得到加强，从而造成磁盘读写能力的下降。RAID 1E至少需要3块硬盘才能实现。2.4RaidRaid的级别Raid 5ERaid 5E：nRAID 5E是由IBM公司提出的一种私有RAID级别n与RAID 5不同的地方是将数据校验信息平均分布在每一个磁盘中，并且每个磁盘都要预留一定的空间，这部分空间没有进行条带化。当一个磁盘出现故障时，这个磁盘上的数据将被压缩到其他磁盘预留没有条带化的空间内，达到数据保护的作用，而这时候的RAID级别则从RAID 5E转换成了RAID 5，继续保护磁盘数据。RAID 5E允许两个磁盘出错，最少也需要4个磁盘才能实现RAID 5E2.4RaidRaid的级别RaidRaid的实现方法有两种：的实现方法有两种：软件软件RAIDRAID：用软件的方法来实现：用软件的方法来实现板载RAID 0、1、1E硬件硬件RAIDRAID ：用专门的控制芯片来完成，控制芯片可以做成：用专门的控制芯片来完成，控制芯片可以做成RAIDRAID卡的形式，也可以集成在主板上。卡的形式，也可以集成在主板上。ROMB(RAID On MotherBoard)，支持RAID 0、1、5等外插RAID卡，支持RAID 0、1、5等2.4RaidRaid的实现54内容概要：内容概要：什么是什么是PCIPCI总线总线?PCIPCI总线发展历程概览总线发展历程概览什么是什么是PCI-Express?PCI-Express?各类各类PCIPCI速度大比拼速度大比拼2.6PCI55什么是什么是PCIPCI总线总线?PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是一种高性能局部总线，是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。在数字图形、图像和语音处理，以及高速实时数据采集与处理等对数据传输率要求较高的应用中，采用PCI总线来进行数据传输，可以解决原有的标准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。2.6PCI什么是PCI总线?56PCIPCI总线发展历程概览总线发展历程概览2.6PCIPCI总线发展历程概览?PCIPCI-X 1.0PCI-X 2.0PCI-Express57什么是什么是PCI-Express?PCI-Express?PCI Express（以下简称PCI-E）采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI-E的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。2.6PCI什么是PCI-Express?x16x1x4x8582.6PCI各类PCI速度大比拼总线名称位宽（比特）工作频率最高速度备注PCI3233 MHz133 MB/sPCI 1.06433 MHz266 MB/sPCI 2.26466 MHz533 MB/sPCI-X 1.06466 MHz533 MB/s向下兼容，2004年以前为服务器主流64100 MHz800 MB/s64133 MHz1.06 GB/sPCI-X 2.064266 MHz2.1 GB/s2002年7月推出前两个频率的标准规范。11月开始开发PCI-X 1066。64533 MHz4.3 GB/s641066 MHz8.6 GB/sPCI ExpressX 12.5 GHz250 MB/s推出进度稍晚于PCI-X 2.0。X 22.5 GHz500 MB/sX 42.5 GHz1 GB/sX 82.5 GHz2 GB/sX 162.5 GHz4 GB/s速度与PCI-X 533相当。X 322.5 GHz8 GB/s速度与PCI-X 1066相当。59内容概要：内容概要：服务器网卡的分类服务器网卡的分类服务器多网卡技术服务器多网卡技术Intel I/OATIntel I/OAT（网络加速）技术（网络加速）技术2.7网卡602.7网卡服务器网卡的分类60集成千兆网卡外插千兆RJ45以太网卡外插千兆FC以太网卡外插多端口以太网卡61服务器多网卡技术：服务器多网卡技术：多网卡绑定技术多网卡绑定技术通过多网卡绑定技术，可实现：多网卡故障切换多网卡负载均衡网络加速技术网络加速技术Intel IOAT技术：适用于Intel网卡TOE技术（TCP卸载引擎技术）：适用于Broadcom网卡2.7网卡服务器多网卡技术62Intel I/OATIntel I/OAT技术的优势技术的优势2.7网卡IntelI/OAT（网络加速）技术应用响应加快可高达30%*CPU占用率在千兆线速下可减少40%*整体性能随CPU配置的提高和网络端口数的增加而提升对于前端，中端和后台不同应用，均带来性能提升Bensley及未来的服务器平台63内容概要：内容概要：服务器电源分类服务器电源分类服务器冗余电源介绍服务器冗余电源介绍2.8电源64服务器的电源标准有两类：服务器的电源标准有两类：ATX标准 用于低端服务器或工作站。输出功率一般在125瓦350瓦之间。通常采用20Pin(20针)的双排长方形插座给主板供电。当前Pentium4处理器平台的电源规范为ATX12V，增加了一个4Pin的12V电源输出端，以便更好地满足Pentium4的供电要求SSI标准 SSI（Server System Infrastructure）规范是IA服务器的电源规范，SSI规范的推出是为了规范服务器电源技术，降低开发成本，延长服务器的使用寿命而制定的，主要包括服务器电源规格、背板系统规格、服务器机箱系统规格和散热系统规格2.8电源服务器电源分类65冗余特性：冗余特性：1+1,此时每个模块承担50%的输出功率,当一个模块拔出时,另一个模块承担100%输出功率；2+1,有三个模块,每个模块承担输出功率的1/3,当拔出一个模块,其余两个模块各承担50%的输出功率。2.8电源服务器冗余电源介绍66内容概要：内容概要：热插拔的概念热插拔的概念热插拔部件热插拔部件2.9热插拔技术67热插拔的概念：热插拔的概念：热插拔（hot-plugging或Hot Swap）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、电源或板卡等部件，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。2.9热插拔技术热插拔的概念682.9热插拔技术热插拔部件68热插拔风扇热插拔电源热插拔PCI热插拔硬盘热插拔内存