1、服务器基础培训,计算机之父,冯诺依曼计算机模型,计算机之父约翰冯诺依曼,IBM公司介绍,IBM（International Business Machines Corporation），国际商业机器公司，或万国商业机器公司的简称。总公司在纽约州阿蒙克市，1911年创立于美国（1924年改名为IBM），是全球最大的信息技术和业务解决方案公司，该公司创立时的主要业务为商用打字机，及后转为文字处理机，然后到计算机和有关服务，IBM为计算机产业长期的领导者，在大型/小型机和便携机（ThinkPad）方面的成就最为瞩目。其创立的个人计算机（PC）标准，至今仍被不断的沿用和发展。2004年，IBM将个人电
2、脑业务出售给中国电脑厂商联想集团，正式标志着从“海量”产品业务向“高价值”业务全面转型。另外，IBM还在大型机，超级计算机UNIX，服务器方面领先业界。IBM软件集团整合有五大软件品牌，包括Lotus，WebSphere，DB2，Rational，Tivoli，99年以后，微软的总体规模才超过IBM软件集团。硬盘技术即为IBM所发明，扫描隧道显微镜（STM），铜布线技术，原子蚀刻技术也为IBM研究院发明。,托马斯约翰沃森,HP公司介绍,HP创始人：比尔惠利 戴维普克,惠普公司（Hewlett-Packard，简称HP）是一家来自美国的资讯科技公司，成立于1939年，HP来源于惠普两位创始人的姓
3、氏，通过抛硬币决定的公司名称。1939年，在美国加州帕洛奥多市爱迪生大街367号的一间狭窄车库里，两位年轻的发明家比尔休利特（Bill Hewlett）和戴维帕卡德（David Packard），以手边仅有的538美元，怀着对未来技术发展的美好憧憬和发明创造的激情创建了HP公司，开始了硅谷的创新之路。惠普创业的车库，如今已被美国政府命名为硅谷的诞生地。主要专注于生产打印机、数码影像、软件、计算机与资讯服务等业务。经过几十年的发展以及一系列收购活动，现已成为世界上最大的科技企业之一，在打印及成像领域和IT服务领域都处于领先地位。,DELL公司介绍,迈克尔戴尔,1984年1月2日，迈克尔戴尔凭着1
4、000美元的创业资本，注册了“戴尔电脑公司”，经营起个人电脑生意，“戴尔电脑”成为第一家根据顾客个人需求组装电脑的公司，而且不经过批量销售电脑的经销商控制系统，直接接触最终用户。创立之初公司的名称是PCs Limited，1987年改为现在的名字。戴尔以生产、设计、销售家用以及办公室电脑而闻名，不过它同时也涉足高端电脑市场，生产与销售服务器、数据储存设备、网络设备等。戴尔的其他产品还包括了PDA、软件、打印机等电脑周边产品。,目录,目录,一、服务器简介,什么是服务器?,服务器是计算机的一种，它是在网络操作系统的控制下为网络环境里的客户机提供(如PC)共享资源（包括查询、存储、计算等）的高性能计
5、算机，它的高性能主要体现在高速度的CPU 运算能力、长时间的可靠运行、强大的I/O 外部数据吞吐能力等方面。服务器主要为客户机提供Web 应用、数据库、文件、打印服务。,简单的说,服务器就是在网络中为其他客户机提供服务的计算机,Pc:直接服务于个人Sv:间接服务于多人,一、服务器简介,硬件的组成?,风扇,电源,网卡,硬盘,内存,PCI,CPU,一、服务器简介,内存,PCI-E 扩展插槽,风扇,电源,CPU,CPU、内存、磁盘、扩展插槽、显示卡和网卡、电源、风扇,磁盘,一、服务器简介服务器三大特点,操作、界面、使用简单？部件健康情况？支持远程管理？,易用性,内存是否可扩展？硬盘是否可扩展？CPU
6、是否可扩展？,可扩展性,一、服务器简介服务器分类,服务器分类：,按网络规模分类：工作组级服务器、部门级服务器、企业级服务器。按外形分类：塔式服务器，机架服务器，刀片服务器。按体系架构分类：CISC服务器、RISC服务器、VLIW(超长指令)服务器，安腾服务器,网络规模分类：,工作组级服务器：用于联网计算机在几十台左右或者对处理速度和系统可靠性要求不高的小型网络，其硬件配置相对比较低，可靠性不是很高。部门级服务器：用于联网计算机在百台左右、对处理速度和系统可靠性中等的中型网络，其硬件配置相对较高，其可靠性居于中等水平。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最高的大型网
7、络，硬件配置最高，系统可靠性要求最高。,一、服务器简介服务器分类,外形设计分类：,塔式服务器机架式服务器刀片式服务器,一、服务器简介服务器分类,塔式服务器：外形以及结构和平时使用的立式PC差不多。特点：机箱空间大，主板扩展性较强，插槽较多，可支持全高全厂扩展卡。预留了足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的冗余扩展。设计一般都考虑降噪。基于以上特点，塔式应用范围非常广，使用频率较高。,早期的服务器形式较大的机箱尺寸内部扩展能力较强占用面积大,一、服务器简介服务器分类,机架式服务器：机架服务器的外观是按照统一标准设计的，配合机柜统一使用。特点：统一标准设计，便于统计管理，高密度，节省空间。什么是“
8、U”？机架服务器的宽度为19英寸，高度以U为单位（1U=1.75英寸=44.45毫米），通常有1U，2U，3U，4U，5U，7U几种标准的服务器。机柜的尺寸也是采用通用的工业标准，通常从22U到42U不等。,1U机架式服务器,2U机架式服务器,4U机架式服务器,现阶段销售数量最多的服务器机箱尺寸比较小巧在机柜中可以同时放置多台,一、服务器简介服务器分类,刀片式服务器：刀片服务器 是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，实现高可用和高密度。特点：更高的密度，集中管理，高性能，灵活扩展，按需配置。可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提
9、供高速的网络环境，并同时共享资源，为相同的用户群服务。,一、服务器简介服务器分类,刀片式服务器,刀片式服务器超高密度服务器节省能源集中化管理快速部署,BladeCenter(后端),(2)光纤通道SAN 交换机,(2)10/100/1000 托管快速以太网交换机,(4)2000 Watt 负载平衡和故障恢复电源,(2)冗余矢量冷却系统,(2)具有本地控制台开关的管理模组,BladeCenter(前端),14 个刀片,CD-ROM、软驱、指示灯和 USB,一、服务器简介服务器分类,刀片服务器外形结构的演化,一、服务器简介服务器分类,体系架构分类：,VLIW架构服务器-巨型机与大型机（专用处理器）
10、RISC 架构服务器-小型机（IA-64,RISC处理器）CISC 架构服务器-PC服务器（CISC处理器）,一、服务器简介服务器分类,CISC架构服务器：CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computer”,即“复杂指令集计算机”，在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但由于指令集复杂，计算机各部分的利用率不高，执行速度较慢。从计算机诞生以来一直沿用CISC指令集方式，向前兼容是CISC发展的驱动力。CISC适用于PC，中低档服务器等通用机。可简单的认为：CISC服务器
11、PC服务器 X86服务器RISC 架构服务器：RISC的英文全称为“Reduced Instruction Set computer”，中文即“精简指令集计算机”，它的指令系统相对简单，只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，开发者只需选用合适的编译器，缺点是编写的代码量会变得非常大。由于RISC 指令系统的确定与特定的应用领域有关，故RISC 处理器更适合专用机。如PS2中的EE（EmotionEngine）处理器；还有中高档服务器的处理器，像IBM公司的Power PC、MIPS公司的MIPS和SUN公司的Spare等。VLIW架构服务器：VLIW是
12、英文“Very Long Instruction Word”的缩写，中文意思是“超长指令集”，曾经被用在老式大型机和昔日其它电脑中。Intel克服了VLIW的一些缺点之后，形成了EPIC（显示并行指令集）架构，我们也把这种构架叫做“IA-64架构”。目前基于这种指令架构的微处理器主要有Intel的安腾（Itanium）系列CPU。安腾一般用在高端应用上，运行的系统一般是UNIX系统，比如HPUX，AIX等等。Itanium基础的服务器将更能适应如今大企业具有数据库的计算处理环境和复杂查询及事务的处理需求。,一、服务器简介服务器品牌,国产品牌：,联想曙光浪潮,国外品牌：,HPIBMDELL,目录
13、,二、服务器硬件基础知识具体硬件功能,具体硬件功能：,CPU-皇帝：做决策、下命令、耗资源、受照顾北桥-中堂 准备资料、传递命令、承担重责南桥-侍郎 料理杂事、内通外联、管理钱粮BMC-太后 垂帘听政硬盘-资料库：存放资料、文件内存-文案桌：临时寄存、快速调取电源-国库：提供钱粮风扇宫女：煽风降温OS（操作系统）-法律：约定理事原则程序（应用）-各种事务：军事、民事等,主板-朝廷,二、服务器硬件基础知识,服务器标书范例：,二、服务器硬件基础知识-CPU,CPU简介：,CPU是Central Processing Unit的缩写，即中央处理器。由控制器和运算器构成，是整个计算机系统中最重要的部分
14、。,二、服务器硬件基础知识-CPU,CPU性能指标：,主频：主频是CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)即系统总线的工作频率。一般说来，主频越高，CPU的速度越快。由于内部结构不同，并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。外频：外频即系统总线的工作频率;倍频：倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。三者关系是：主频=外频x倍频。高速缓存（cache）：可以高速交换的存储器，由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，高速缓存的容量不可能做得太大。CPU缓存分为一级缓存和二级缓存，即L1和L2.内存总线速度(Memory-Bus Speed):指CPU与二级(L
15、2)高速缓存和内存之间的通信速度。地址总线宽度:地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，对于486以上的微机系统，地址线的宽度为32位，最多可以直接访问4096 MB的物理空间。,二、服务器硬件基础知识-CPU,32-位处理器（CISC）广阔的兼容性 64位数据总线32位地址总线64-位处理器（IA-64,RISC)支持大容量内存64位数据总线64位地址总线需要 64位操作系统,服务器基础知识CPU,处理器是服务器工作的核心部件，对于双路和多路服务器来说，升级处理器对于服务器性能的提高非常重要。,二、服务器硬件基础知识-CPU,按CPU个数来分:4路及4路以上服务器（企业级服务器）2路
16、服务器（部门级服务器）1路服务器（入门级服务器）,2路服务器,4路服务器,机架式服务器,塔式服务器,刀片服务器,PC服务器分类,1路服务器,4路以上服务器,二、服务器硬件基础知识-CPU,服务器CPU厂商：,Intel公司 Xeon 至强 Itanium 安腾AMD公司 Althlon MP IBMPowerPC,二、服务器硬件基础知识主板,主板简介：,主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)；它安装在机箱内，是计算机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O
17、控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。,二、服务器硬件基础知识主板,主板外观图：,二、服务器硬件基础知识内存,内存简介：,内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。内存是CPU能直接寻址的存储空间，由半导体器件制成。内存的特点是存取速度快。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。外存：硬盘，U盘，软盘，光盘。内存和外存的区别：内存断电后数据丢失，外存断电后数据可以保存。,二、服务器硬件基础知识内存,内存是界于CPU 和外部存储之间，是CPU 对外部存储中程序与数据进行高速运算时存放程
18、序指令、数据和中间结果的临时场所，它的物理实质就是一组具备数据输入输出和数据存储功能的高速集成电路。,二、服务器硬件基础知识内存,1.容量：即该内存的存储容量，单位一般为“MB”或“GB”。2.内存带宽：内存带宽是指内存与南桥芯片之间的数据传输率，单位一般为“MB/s”或“GB/s”。现在的单通道内存控制器一般都是64bit的。计算公式如下：内存带宽=内存总线频率数据总线位数/8。,DDR2内存带宽计算：DDR2533,运行频率为266MHz，带宽为 266264/8=4200MB/s=4.2GB/sDDR2667,运行频率为333MHz，带宽为 333264/8=5400MB/s=5.4GB
19、/sDDR2800,运行频率为400MHz，带宽为 400264/8=6400MB/s=6.4GB/s,二、服务器硬件基础知识内存,内存发展史：,1.30pin，SIMM内存（1988年前）；2.72pin，simm内存；（1988 1990）3.EDO DRAM内存（1991 1995）；4.PC66 SDRAM（1995年以后）,二、服务器硬件基础知识内存,内存发展史：,5.DDR内存6.DDR2 内存 7.DDR3 内存,二、服务器硬件基础知识内存,DDR内存对比：,DDR：DDR是一种继SDRAM后产生的内存技术，英文原意为“DoubleDataRate”，顾名思义，就是双数据传输模式
20、。DDR2：DDR2内存是DDR内存的换代产品，它们的工作频率更高。DDR3：DDR3显存可以看作是DDR2的改进版，二者有很多相同之处，耗电量较DDR2明显降低。,二、服务器硬件基础知识内存,双通道技术双通道体系包含了两个独立的、具备互补性的智能内存控制器，两个内存控制器都能够在彼此间零等待时间的情况下同时运作。使内存的带宽翻了一翻。内存交错技术交错存储技术能将主内存分成两个或更多的小节，CPU能非常快速地寻到这些交错的小节，从而无需等待。内存交错技术是用来组织服务器主板上的内存条，得以提高内存传输性能。Registered内存REGISTERED ECC SDRAM内存上有23片专用的集成
21、电路芯片，称为RegisterIC，这些集成电路芯片起提高电流驱动能力的作用，使IA架构的服务器可支持大容量的内存。,服务器内存技术,二、服务器硬件基础知识内存,在线备用内存技术,A 主内存B 扩展内存C 在线备用内存,当主内存或者是扩展内存中的内存出现多位错误时或者出现物理内存故障时，服务器仍继续运行由备用内存接替出现故障内存的工作备用的内存区域必须比其它区域的内存容量要大或相同,内存镜像,镜像为系统在出现多位错或内存物理故障时提供数据保护功能，以保证系统仍能正常的运行数据同时写入两个镜像的内存区域从一个区域进行数据的读取,DIMM 1A,DIMM 2C,DIMM 3A,DIMM 4C,DI
22、MM 5A,DIMM 6D,DIMM 7B,DIMM 8D,DIMM 5B,DIMMs 1-4和 DIMMs 5-8是相互的镜像拷贝,数据从一组DIMM中读取，另外一组则包含数据的镜像拷贝。如果出现无法纠正的读取错误，那么就会从镜像拷贝中重试读取注：两组DIMM的配置必须相同。,服务器内存技术,二、服务器硬件基础知识硬盘,硬盘结构：,存储介质（Media）盘片盘片的基板是金属或玻璃材质制成，为达到高密度高稳定的质量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵。读写头（Read Write Head）磁头磁头是硬盘读取数据的关键部件，它的主要作用就是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输。马达
23、（Spindle Motor&Voice Coil Motor）马达上装有一至多片盘片，以7200或15000 RPM 定速旋转，为保持其平衡不可抖动，所以其质量要求严谨，不产生高温躁音。,二、服务器硬件基础知识硬盘,硬盘结构：,二、服务器硬件基础知识硬盘,硬盘基本参数：,1、容量容量是硬盘最主要的参数。单位有MB、GB、TB。1TB=1024GB 1GB=1024MB。2、转速转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm。现在硬盘的转速已经达到10000rpm，15000rpm，所以读写速率也有了很大的提高。3、传输速率传输速率(Data Transfer Rate)。硬盘的数据传输率是指
24、硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。4、缓存硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度。,二、服务器硬件基础知识硬盘,硬盘接口类型：,ST506/412接口ESDI接口IEEE 1394接口IDE接口-硬盘接口规范，采用ATA技术规范。SCSI接口-应用于小型机上的高速数据传输技术。SATA接口-Serial ATA，提高传输速率，支持热插拔。SAS接口-Serial Attached SCSI，兼容SATA。目前主流的硬盘接口为SATA和SAS接口，因此，硬盘按接口类型可分为SATA硬盘和SAS硬盘。,二、服务器硬件基础知识硬盘,常见的磁盘种类
25、：Serial ATA(SATA)磁盘Serial Attached SCSI(SAS)磁盘SSD 磁盘磁盘主要参数：磁盘尺寸：3.5”/2.5”/1.8”磁盘容量：146GB/300GB/500GB磁盘转速：10K/15K/7200接口速度：3GB/6GB是否支持热插拔 平均无故障时间（MTBF）,二、服务器硬件基础知识硬盘,SATA硬盘：,容量一般为：250GB，320GB，500GB，750GB，1T，2T。转速为有5400转，7200转。缓存有：8M，16M，32M。,SATA接口实物图：,二、服务器硬件基础知识硬盘,SAS硬盘：,容量一般为：146GB，300GB，450GB，600
26、GB。转速为有10000转，15000转。缓存有：16M，32M，64M。,SAS接口实物图：,二、服务器硬件基础知识硬盘,服务器的性能短板：,如果CPU有每秒处理1000个服务请求的能力，各种总线的负载能力能达到500个，但网卡只能接受200个请求，而硬盘只能负担150个的话，那这台服务器得处理能力只能是150个请求/秒，有85%的处理器计算能力浪费了。,瓶颈,在计算机系统当中，硬盘的读写速率已经成为影响系统性能进一步提高的瓶颈。,二、服务器硬件基础知识硬盘,机械硬盘的瓶颈：,1.CPU高速处理的能力越来越强大，磁介质存储技术突破困难。2.机械磁头的来回移动,决定了传统硬盘的响应时间。3.机
27、械硬盘无法应对庞大的随机型分布的数据流。4.Raid对硬盘响应时间的改善效果有限。5.震动环境，高温环境下无法正常工作。,二、服务器硬件基础知识硬盘,SSD硬盘：,SSD(Solid State Disk)泛指使用NAND Flash组成的固态硬盘。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，因此在读写的效率上，非常依赖读写技术上的设计。SSD读写存取速度快，性能稳定，防震性高，发热低，耐低温，电耗低，无噪音。因为没有机械部分，所以长时间使用也出现故障几率也较小。缺点显而易见，价格高，容量小，在普通硬盘前毫无性价比优势。,二、服务器硬件基础知识RAID,RAID 级别,RA
28、ID 0 数据跨盘，没有校验RAID 1 磁盘镜像RAID 1 磁盘双工RAID 2 综合纠错 RAID 3 并行传输,专一校验盘RAID 4 并发访问,专一校验盘RAID 5 并发访问,分布校验RAID 1+0 磁盘镜像和数据跨盘，没有校验 RAID 6 分布式校验,有2组校验位,二、服务器硬件基础知识RAID,目前常用的Raid级别：,JBODRAID 0RAID 1RAID 2RAID 3RAID 4RAID 5RAID 6RAID 7RAID 0+1RAID 1+0,RAID 0RAID 1RAID 5RAID 0+1RAID 1+0RAID 6,常用,二、服务器硬件基础知识RAID,
29、RAID 0,RAID 0 没有奇偶校验的条带化特点:需要两块或更多磁盘优点:磁盘空间可被100%使用极好的读写性能缺点:没有冗余，如果1块硬盘故障，所有数据丢失,磁盘1,磁盘2,磁盘3,Data1,Data2,Data3,Data4,Data5,Data6,Data7,Data8,Data9,二、服务器硬件基础知识RAID,磁盘 1,磁盘 2,Data1,Mirror1,Data2,Mirror2,Data3,Mirror3,RAID 1 磁盘镜像特点：由2块磁盘构成磁盘可用空间为 50%允许坏掉任意一块磁盘而数据可用优点:良好的读性能数据冗余缺点:一半的可用容量标准的RAID1只允许使用2
30、块磁盘,RAID 1,二、服务器硬件基础知识RAID,Raid 1+0：,Raid 0+1：,RAID 1,RAID 1,RAID 10,二、服务器硬件基础知识RAID,RAID 5 带奇偶校验的数据条带化特点：至少需要3块磁盘分布校验信息跨越物理盘 允许坏掉任意一块磁盘而数据可用优点:良好的空间利用率缺点:读写性能比RAID 1差,磁盘 1,磁盘 2,磁盘 3,Data1,Data2,Parity,Data3,Parity,Data4,Parity,Data5,Data6,RAID 5,二、服务器硬件基础知识RAID,RAID 级别性能对比,RAID6,二、服务器硬件基础知识RAID,Onl
31、ine Spare 在线备用磁盘,临时更替故障硬盘 不必分区或格式化 可用于现有RAID级别,二、服务器硬件基础知识RAID,在线磁盘扩展,在线物理盘扩展 使用ACU向现存的阵列添加新磁盘 在所有物理盘中重新分配数据 创建新逻辑盘 最大可定义32个逻辑盘 逻辑盘容量扩展扩展一个现存的分区 卷扩展将现存的分区和自由空间融合到一个大的分区 少数操作系统 支持卷扩展 使用第三方软件重新分配磁盘，避免丢失数据,在线RAID级别迁移,二、服务器硬件基础知识电源,支持服务器的电力负载支持冗余，防止电源故障 故障预警和防止 故障之前的预防性维护保证服务器持续运行 电源子系统包括 智能电源和风扇冗余电源和风扇
32、,电源和风扇,风扇(6),高效率电源,二、服务器硬件基础知识电源,各种电源：,二、服务器硬件基础知识阵列卡,Raid卡：,用来实现RAID的建立和重建，检测和修复多位错误，错误磁盘自动检测等功能。RAID芯片使CPU的资源得以释放。,阵列卡（RAID卡）的作用阵列卡把若干硬盘驱动器按照一定要求组成一个整体、由阵列控制器管理的系统。阵列卡用来提高磁盘子系统的性能及可靠性。阵列卡参数支持的RAID级别阵列卡缓存电池保护,二、服务器硬件基础知识其他部件,显卡：,服务器都在主板上集成了显卡，但是显存容量不高，一般为16M或32M。,GPU：Graphic Processing Unit，即“图形处理器
33、”。,二、服务器硬件基础知识其他部件,网卡：,服务器都在主板上集成了网卡，传输速率为1GB/s，即千兆网卡。特殊应用需要高端网卡，如光纤网卡，Infiniband网卡等，传输速率能达到10GB/s、20GB/s，即万兆网卡。,二、服务器硬件基础知识热插拔技术,热插拔技术,又称为热交换技术（Hot Swap），允许在不关机的状态下更换故障热插拔设备。常见的热插拔设备：硬盘，电源，PCI设备，风扇等。热插拔硬盘技术与RAID技术配合起来，可以使服务器在不关机的状态下恢复故障硬盘上的数据，同时并不影响网络用户对数据的使用。,二、服务器硬件基础知识机柜,机架式服务器-服务器放置在机柜中,通常使用的机柜是42U机柜（高度约2米）,二、服务器硬件基础知识机柜,机架式服务器-机架及其配件,机架式 1U 键盘TFT显示器,KVM,PDU,目录,三、存储基础知识-存储简介,什么是存储？,用于存放数据信息的设
