武林网对服务器知识的详细介绍
2024-09-01 13:42:55
供稿：网友
发展不断得到发展。尽管如此，服务器与我们普通所见的计算机又不完全一样，要不然，在我国这么多服务器厂商中竟然还没有几家能真正生产中、高档服务器，就连全球也只有像IBM、HP、SUN等那么少数几家有这个实力，DELL也只能生产一些中低档服务器，那都是因为服务器的特殊性要求所致，这就是服务器的四大主要特性（通常称之为“四性”）。虽然服务器也与PC机一样是诸如主板、CPU、内存、硬盘等组成，但这些硬件均不是普通PC机所用的，都是专门开发，用于服务器环境的，尽管外观上基本类似。也正因如此，服务器的价格通常非常高，中档的服务器都在几万元左右，高档的达几十、上百万。当然，目前我们也见到了许多标价仅几千元的名牌服务器，如DELL和HP都有这样的服务器。但这些服务器都属于入门级的服务器档次，在性能方面仅相当于一台高性能PC机，可以称之为“PC服务器”，这是为了满足一些小型企业对专用服务器的需求而开发的。正因如此，这些服务器也只具有很少部分服务器性能。
随着PC计算机技术的不断发展，服务器和PC技术之间出现了一些反常现象，原来一直以来都是PC技术落后服务器技术，PC机的许多技术都是从服务器中移植过来，但现在发生了一些改变。因为PC机中许多性能都得到了极大的提高，如CPU高主频、800MHz总线频率、SATA串行磁盘接口、PCI－Express接口和超线程技术等，这些新技术对于服务器来说同样是从未有过的，而且其相应性能要好于服务器原有对应性能，所以这些技术也很快在当前最新的服务器中得到广泛应用。当然，服务器仍还有许多其先进的特殊性能。
作为一台服务器首先要求的是它必须可靠，即“可用性”。因为服务器所面对的是整个网络的用户，而不是本机登录用户，只要网络中有用户，服务器就不能断。在一些特殊应用领域，即使没用户使用有些服务器也得不间断地工作，因为它必须持续地为用户提供连接服务，而不管是在上班，还是下班，也不管是工作日，还是休息、节假日，这就是为什么服务器首先必须要求具备极高的稳定性能的根本原因。一般来说专门的服务器都需要7X24小时不间断工作，特别是像一些大型的网络服务器，如大公司所用服务器、网站服务器以及提供公众服务器的Web服务器等。这些服务器也许真正工作开机的次数只有一次，那就是它刚买回来全面安装配置好后投入正式使用的那一次，一直到它彻底报废。如果动不动出毛病，这样的网络能保持长久正常运作吗？这可算是服务器的最关键性能，也是作为能担当服务器角色的前提，哪怕是一台PC机。
还有，服务器要为这么多用户提供服务，没有高的连接和运算性能是无法承受的，这就是指的服务器“可利用性”。我们平时一人用一台机都老是觉得慢，如果服务器也像我们平常所用的PC一样，那这么多用户请求又如何能及时得到计算机的响应和完成呢？所以服务器在性能和速度方面也是与普通PC机有很大区别的。为了实现高速，一般服务器是通过采用对称多处理器安装、插入大量的高速内存等方面来保证，这样也就决定服务器在硬件配置方面也与普通的计算机有着本质的区别。它的主板上可以同时安装几个甚至几十、上百个（如SUN的FIRE 15K可以支持到106个CPU）服务器专用CPU。这些CPU与普通PC机中的CPU是完全一样。我们知道普通CPU最重要的参数是主频，主频越高，运算速度越快，但在服务器CPU中却远不是这样的，通常服务器CPU的主频比较低，如现在Intel的服务器CPU主频通常在P4 2.0GHz左右，远低于PC机CPU快3.6GHz的主频，其它品牌的服务器CPU主频则更低了，但这些服务器CPU都具有非常好的运算性能。一则CPU主频越高，工作时所散发的热量就越高，给服务器带来最大的不稳定因素；另一方面，服务器运算性能的提高，不仅通过主频的提高来达到的，而是通常在其它参数方面加强得到的，而且多数中、高档服务器还可通过对称多处理器系统来大幅提高服务器的整体运算性能，根本没必要在单个CPU中通过主频的提高来提高运算性能。在CPU配置方面还要注意的一点就是，服务器的CPU个数一定是双数，即所谓的“对称多处理器系统”。在内存方面的配置也一样，无论是在内存容量，还是性能、技术等方面都与普通PC机所用内存有根本的区别。
另外，服务器还须具有一定的“可扩展性”，那是因为网络不可能长久不变，如果没有一定的可扩展性，当用户一增多，就不能胜任的话，一台几万，甚至几十万的服务器如果在短时间内就要遭到淘汰的话，这是许多企业都无法随的。为了保持高的可扩展性，通常需要在服务器上具备一定的可扩展空间和冗余件（如磁盘矩阵位、PCI和内存条插槽位等）。当然在硬件方面的配置远不止这些，具体我们将在后面的篇中具体介绍。
在服务器的主要特点方面，还有一个重要方面，那就是服务器必须具备一定的自动报警，并配有相应的冗余、备份、在线诊断和恢复系统，以备出现故障时及时恢复服务器的运作，那“可管理性”。虽然我们说服务器需要不间断持续工作，但再好的产品都有可能出现故障的一天，拿人们常说的一句话来说就是：不是不知道它可能坏，而是不知道它何时坏。服务器虽然在稳定性方面有足够的保障，但一旦出现故障的话怎么办，如果像我们平时所用的计算机一样停下进行维修，对于一个大型的服务器来说是不可能的事，这样就很可能造成整个网络的瘫痪，所带的损失是无法用金钱来衡量的。服务器生产厂商为了解决这一难题提出了许多新的技术，如冗余技术、系统备份、在线诊断技术、故障预报警技术、内存查纠错技术、热插拨技术和远程诊断技术等，使绝大多数故障能够在不停机的情况得到及时修复。
以上介绍的服务器“四性”，“可扩展性、可用性、可管理性和可利用性”，也即我们经常所见的服务器“SUMA”。具体这“四性”非常复杂，我们将在后面篇中具体介绍。
二、服务器的主要外观特点
上面介绍了服务器在性能方面的主要特点，这些性能对于一个刚刚接触服务器的读者朋友来说也只能是囫囵吞枣，根本还摸不清是怎么回事。这并不奇怪，因为服务器这个计算机网络中技术最为复杂的网络产品，不可能通过上面几段简单的文字就能说得清楚，讲得明白。况且上面说的这些服务器主要特点，对于许多读者来说根本不容易接触到，服务器有没有一些比较容易理解的外在表现呢？有，而且还非常明显。下面从外观上介绍服务器的一些主要特点，以使各位对服务器有一个更加鲜明的感性认识，非常便于理解。以下就是服务器几个外观特点：
1、机箱大
从外观结构上看，服务器的机箱一般比较大，有的虽然外观上看似与普通PC机差不多，实际上还是要大些，哪怕是入门级的PC服务器，如图1左图所示的是DELL PowerEdge 400SC入门级服务器（目前价格仅5808元）。对于一些中高档的专业服务器，机箱的差别就更大了，有的还是一个高高的柜子式的机柜，如图1右图所示的是IBM RS／6000系列的S80型号高档服务器。
当然，服务器的机箱大不是为了误导消费者，它有大的理由。一方面是由于服务器需要安装、连接的设备多，需占用较大空间，同时还要准备一些备用设备安置位，如磁带机、磁盘阵列、多PCI或PCI－X插卡等，也需要占用空间。服务器通常要与许多设备进行连接，如在服务器主板或专用板卡中要插上许多适配器卡，有的还要安装几个可热插拨的硬盘和电源（俗称“冗余电源”），一般还安装有供系统备份和恢复用的磁带机。另外，由于安装、连接的设备多，工作时发热量也非常大，必须有足够的空间来散热，以确保服务器能长时间稳定工作。以上这些都决定了服务器的机箱架构就必须要比普通PC机要大，即便是一些媒体所说的DIY PC服务器，为了保证服务器长期稳定工作，也必须加大机箱，在选购或配置PC服务器时一定要注意。
当然以上所说的机箱大，只是针对综合型塔式服务器而言的。随着近几年服务器应用的细化，各大服务器厂商针对各种具体应用推出了专门的功能型服务器，如一些针对空间密集型环境应用推出的服务器产品向机架式服务器，刀片式服务器等在占用空间方面做了特别的优化,大大减小了机箱所占空间。如图2所示的就是一款刀片式机架功能服务器。
2、硬盘、内存容量大
这一点也很容易理解，服务器要面对众多的用户，接受所有用户的请求，而且还必须安装、保存许多大容量的服务器专用系统、软件，以及其它一些数据库文件，这都要求服务器的硬盘容量要足够大。以前因为硬盘容量比较小（早期的才几百兆），所以通常采取磁盘矩阵，在服务器的磁盘架上并列安装许多磁盘，虽然这不仅是用于提高整个服务器磁盘容量，但这在当时提高磁盘容量也是主要目的之一。目前的硬盘容量有了非常大提高，最高的已有200GB以上，所以目前一般的中小企业网络服务器，在容量上只需一块硬盘就足够了，采用磁盘矩阵的主要目的是为了提高磁盘存取性能和安全恢复。当然对于大型的网络服务器，如一些门户网站服务器，其磁盘容量在目前来说仍不可能由一块硬盘来满足，因为这种服务器通常所需的磁盘容量都在TB级（1TB＝1000GB）的，这时也可能采用多块磁盘，或者磁盘矩阵。而且还要注意的是，为了提高磁盘的存取速度，服务器硬盘通常采用SCSI接口，并且转速在10000ppm以上的快速硬盘。
在内存容量方面主要是考虑到服务器的用户访问速度要求，我们知道内存在很大程度上决定了系统的运行速度，服务器网络越大、越复杂、数据流量越高，内存的需求就越多。现在一般中小企业服务器都在1GB以上，一些高档的服务器可以支持到上TB的内存容量。当然服务器在内存方面的要求远不止容量方面，在内存存取速度和纠错性能方面都有特殊要求，这些也将在后面具体介绍。
3、主板大
一般来说服务器主板要比PC机主板大许多，这主要是因为在它之中要安装比PC机多许多的组件，如更多的PCI（5条以上）、PCI－X、内存插槽（4条以上），还可能有多个CPU插座。如图3所示的是华硕的一款i875P芯片组的双CPU插座服务器主板，如果是支持4路或者8路以上CPU的主板则更大了。有的为了节省主板的空间，把部分比较集中的功能件用另外一块单独的板卡提供，如有的服务器就把所有PCI或PCI－X插槽集中在一块板中旋转在机箱外面单独一个盒子中，然后通过一条数据电缆与主板进行连接。
当然这也是针对常见的综合类服务器而言，对于像刀片功能服务器，其主板也可能是不大的，这一点要注意，它并不是绝对的。
4、有“无用”部件？
在一些较高档的服务器中，我们可以看到一些奇怪的现象，那就是怎么在一台机中会有两个电源，还有两个风扇，还装有一些并没有真正连接的网卡，当然还有硬盘也好象没有用。其实这些都不是没有用，只是当前不用而已，它们都是用于当正在工作的相同部件出现故障时接替它们工作的，俗称“冗余件”。有了这些冗余件，即使这些部件出现了故障（有的甚至是当工作中的部件未出现正式故障前，由系统发现一些不正常后即替换），不致于造成服务器停止工作，使整个网络保持继续正常运行。这对确保服务器的高稳定性不简断工作非常重要。电源、风扇和网卡冗余可能大家都好理解，直接替换即可。而对于硬盘冗余，一般来说用于冗余的硬盘也要定期对正在工作的硬盘进行备份，只有这样才可以使冗余硬盘接替后立即可以当前最新的网络系统配置提供服务。
5、支持热插拨
“热插拨”虽然是一种技术，但是它仍然可以通过我们平常的操作从感观上对这项技术进行认识、识别，因为采用这项技术的设备通常比较贵，所以在PC中当然就不具备这项特性了。热插拔技术主要是方便了对服务器的维护（这也是服务器所必须的），如发现硬盘不够容量了，或者是发现某个硬盘损坏了，如果硬盘支持热插拨的话我们只需要把新的硬盘插上服务器预留的位置，或者把坏的硬盘从服务器直接拨下来进行维修，这一切操作都不需要关闭服务器系统，这样就保证了服务器的不间断运行。目前主要支持热插拨技术的有硬盘、电源、风扇、PCI适配卡（主要是指网卡）等。目前还有些较高档的服务器支持内存、CPU的热插拨，凡是支持热插拨技术的都可以在线（不关闭服务器电源）的情况下直接插上新的部件或者从服务器上拨下旧的部件，这样极大地方便了服务器的维护，确保服务器恒久运行。
三、根据应用层次不同出现的分类
按应用层次划分通常也称为“按服务器档次划分”或“按网络规模”分，是服务器最为普遍的一种划分方法，它主要根据服务器在网络中应用的层次（或服务器的档次来）来划分的。要注意的是这里所指的服务器档次并不是按服务器CPU主频高低来划分，而是依据整个服务器的综合性能，特别是所采用的一些服务器专用技术来衡量的。按这种划分方法，服务器可分为：入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器、企业级服务器。
1、入门级服务器
这类服务器是最基础的一类服务器，也是最低档的服务器。随着PC技术的日益提高，现在许多入门级服务器与PC机的配置差不多，所以目前也有部分人认为入门级服务器与“PC服务器”等同。
这类服务器所包含的服务器特性并不是很多，通常只具备以下几方面特性：
．有一些基本硬件的冗余，如硬盘、电源、风扇等，但不是必须的。
．通常采用SCSI接口硬盘，现在也有采用SATA串行接口的。
．部分部件支持热插拨，如硬盘和内存等，这些也不是必须的。
．通常只有一个CPU，但不是绝对，如SUN的入门级服务顺有的就可支持到2个处理器的。
．内存容量也不会很大，一般在1GB以内，但通常会采用带ECC纠错技术的服务器专用内存。
这类服务器主要采用Windows或者NetWare网络操作系统，可以充分满足办公室型的中小型网络用户的文件共享、数据处理、Internet接入及简单数据库应用的需求。这种服务器与一般的PC机很相似，有很多小型公司干脆就用一台高性能的品牌PC机作为服务器，所以这种服务器无论在性能上，还是价格上都与一台高性能PC品牌机相差无几，如DELL最新的PowerEdge4000 SC的价格仅5808元，HP也有类似配置和价格的入门级服务器。
入门级服务器所连的终端比较有限（通常为20台左右），况且在稳定性、可扩展性以及容错冗余性能较差，仅适用于没有大型数据库数据交换、日常工作网络流量不大，无需长期不间断开机的小型企业。不过要说明的一点就是目前有的比较大型的服务器开发、生产厂商在后面我们要讲的企业级服务器中也划分出几个档次，其中最低档的一个企业级服务器档次就是称之为“入门级企业级服务器”，这里所讲的入门级并不是与我们上面所讲的“入门级”具有相同的含义，不过这种划分的还是比较少。还有一点就是，这种服务器一般采用Intel的专用服务器CPU芯片，是基于Intel架构（俗称“IA结构”）的，当然这并不一种硬性标准规定，而是由于服务器的应用层次需要和价位的限制。图1左图所示的是一款老式的Sun Enterprise 2入门级服务器产品示意图。从外观上看它与一台普通对路式PC机没有什么区别；而图1右图所示的是HP Server TC2110，它的机箱是目前普遍采用的立式机箱。
2、工作组服务器
工作组服务器是一个比入门级高一个层次的服务器，但仍属于低档服务器之类。从这个名字也可以看出，它只能连接一个工作组（50台左右）那么多用户，网络规模较小，服务器的稳定性也不像下面我们要讲的企业级服务器那样高的应用环境，当然在其它性能方面的要求也相应要低一些。工作组服务器具有以下几方面的主要特点：
．通常仅支持单或双CPU结构的应用服务器（但也不是绝对的，特别是SUN的工作组服务器就有能支持多达4个处理器的工作组服务器，当然这类型的服务器价格方面也就有些不同了）。
．可支持大容量的ECC内存和增强服务器管理功能的SM总线。
．功能较全面、可管理性强，且易于维护。
．采用Intel服务器CPU和Windows／NetWare网络操作系统，但也有一部分是采用UNIX系列操作系统的。
．可以满足中小型网络用户的数据处理、文件共享、Internet接入及简单数据库应用的需求。
工作组服务器较入门级服务器来说性能有所提高，功能有所增强，有一定的可扩展性，但容错和冗余性能仍不完善、也不能满足大型数据库系统的应用，但价格也经前者贵许多，一般相当于2－3台高性能的PC品牌机总价。如图2左图所示的为HP LC2000工作组服务器，该系列服务器针对小型企业的计算需求和预算而设计，性能和可扩展性使其可以随着应用的需要，如文件和打印，电子邮件，订单处理和电子贸易等的需要而扩展。图2左图所示的是联想最新的万全T200 2100工作组服务器，它采用双路Intel Xeon 533MHz处理器，并采用了PC机中最新的SATA 技术；右图为HP的ProLiant ML350G3工作组服务器，它可采用1－2个Intel 2.0GHz－512KB的Xeon服务器专用CPU，并支持超线程技术。
3、部门级服务器
这类服务器是属于中档服务器之列，一般都是支持双CPU以上的对称处理器结构，具备比较完全的硬件配置，如磁盘阵列、存储托架等。部门级服务器的最大特点就是，除了具有工作组服务器全部服务器特点外，还集成了大量的监测及管理电路，具有全面的服务器管理能力，可监测如温度、电压、风扇、机箱等状态参数，结合标准服务器管理软件，使管理人员及时了解服务器的工作状况。同时，大多数部门级服务器具有优良的系统扩展性，能够满足用户在业务量迅速增大时能够及时在线升级系统，充分保护了用户的投资。它是企业网络中分散的各基层数据采集单位与最高层的数据中心保持顺利连通的必要环节，一般为中型企业的首选，也可用于金融、邮电等行业。
部门级服务器一般采用IBM、SUN和HP各自开发的CPU芯片，这类芯片一般是RISC结构，所采用的操作系统一般是UNIX系列操作系统，现在的LINUX也在部门级服务器中得到了广泛应用。以前能生产部门级服务器的厂商通常只有IBM、HP、SUN、COMPAQ（现在也已并入HP）这么几家，不过现在随着其它一些服务器厂商开发技术的提高，现在能开发、生产部门级服务器的厂商比以前多了许多。国内也有好几家具备这个实力，如联想、曙光、浪潮等。当然因为并没有一个行业标准来规定什么样的服务器配置才能算得上部门级服务器，所以现在也有许多实力并不雄厚的企业也声称其拥有部门级服务器，但其产品配置却基本上与入门级服务器没什么差别，用户要注意了。
部门级服务器可连接100个左右的计算机用户、适用于对处理速度和系统可靠性高一些的中小型企业网络，其硬件配置相对较高，其可靠性比工作组级服务器要高一些，当然其价格也较高（通常为5台左右高性能PC机价格总和）。由于这类服务器需要安装比较多的部件，所以机箱通常较大，采用机柜式的，如图3左图所示的为IBM ＠server xSeries 230部门级服务器产品示意图。从这款服务器的外观来看就与普通PC机就有很大的区别了。图3右图所示的是DELL PowerEdge 4600部门级服务器，它最多可以安装 2 个 1.8GHz 至 3.0GHz 英特尔 至强 处理器，它的机箱虽然不是柜式的，但也比一般入门或工作组服务器的机箱要大。
4、企业级服务器
企业级服务器是属于高档服务器行列，正因如此，能生产这种服务器的企业也不是很多，但同样因没有行业标准硬件规定企业级服务器需达到什么水平，所以现在也看到了许多本不具备开发、生产企业级服务器水平的企业声称自己有了企业级服务器。企业级服务器最起码是采用4个以上CPU的对称处理器结构，有的高达几十个。另外一般还具有独立的双PCI通道和内存扩展板设计，具有高内存带宽、大容量热插拔硬盘和热插拔电源、超强的数据处理能力和群集性能等。这种企业级服务器的机箱就更大了，一般为机柜式的，有的还由几个机柜来组成，像大型机一样。
企业级服务器产品除了具有部门级服务器全部服务器特性外，最大的特点就是它还具有高度的容错能力、优良的扩展性能、故障预报警功能、在线诊断和RAM、PCI、CPU等具有热插拨性能。有的企业级服务器还引入了大型计算机的许多优良特性，如IBM和SUN公司的企业级服务器。这类服务器所采用的芯片也都是几大服务器开发、生产厂商自己开发的独有CPU芯片，所采用的操作系统一般也是UNIX（Solaris）或LINUX。目前在全球范围内能生产高档企业级服务器的厂商也只有IBM、HP、SUN这么几家，绝大多数国内外厂家的企业级服务器都只能算是中、低档企业级服务器。企业级服务器适合运行在需要处理大量数据、高处理速度和对可靠性要求极高的金融、证券、交通、邮电、通信或大型企业。
企业级服务器用于联网计算机在数百台以上、对处理速度和数据安全要求非常高的大型网络。企业级服务器的硬件配置最高，系统可靠性也最强。如图4左图所示的为IBM RS／6000 S80企业级服务器，它是第一个采用RS64 Ⅲ微处理器的RS 6000平台机型，它的多处理器系统可以支持到24个对称处理器，而且该芯片是基于IBM出色的铜技术，使处理器的速度更快，可靠性更高。而如图4右图所示的是SUN的一款Fire TM 15K的高档企业级服务器产品可支持到106个UltraSPARC III Cu 900－MHz 对称处理器，内存可达到1／2TB。
上面我们对服务器从宏观分类上进行了简单的分类介绍，需要注意的是，这四种类型服务器之间的界限并不是绝对的，并且会随着服务器技术的发展，各种层次的服务器技术也在不断地变化发展，也许目前在部门级才有的技术将来某一天在入门级服务器中也必须具有。而且这几类服务器在业界也没有一个硬性标准来严格划分它们，多数来说它们是针对各自不同生产厂家的整个服务器产品线来说的。由于服务器的型号非常多，硬件配置也有较大差别，因此，用户不必拘泥于某某级服务器，而是应当根据自己网络的规模和服务的需要，并适当考虑相对的冗余和系统的扩展能力，这一点相当重要。因为一个企业随着企业规模的扩大，对服务器的要求也会随着不断增长，如果服务器具有较强的扩展能力的话，那就不会出现较短时间内要重新购买服务器，我们只需购买一些扩展部件怒可完成对服务器性能的升级。如IBM的企业级x架构服务器中就具有一种“按需扩展”或者称之为“Pay as you grow（随着您的成长支付）”的理念，就能实现您这样的愿望。其实有类似理念的还有HP的“按使用支付”理念，当然这两种理念之间还是有较大区别的，IBM的“按需支付”就是您现在可以不购买将来才用得上的服务器组件，在将来您需要了再另外购买，这样就就减少了企业用于设备上的投资风险。而HP的“按使用支付”则是HP先把整套服务器设备卖给您，如果您认为有些组件目前用不上，而又有可能是您单位将来用得上的，则您单位在目前只需要支付您目前用得上的部分费用，至于暂时用不上的可以先不支付，等您认为用得上了，再为您安装上，您再付费，其实用途与上面IBM的“按需支付”一样，都是想减少客户的设备投资风险。
