服务器相关 July 14, 2019

二、服务器的分类、CPU、硬盘和系统

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(一)服务器的分类

  按照CPU体系架构来区分,服务器主要分为两类:

  非x86服务器: 使用RISC(精简指令集)或EPIC(并行指令代码)处理器,并且主要采用UNIX和其它专用操作系统的服务器,指令系统相对简单,它只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令,CPU主要有Compaq的AIpha、HP的PA-RISC、IBM的PowerPC、MIPS的MIPS和SUN的Sparc、lntel研发的EPIC安腾处理器等。这种服务器价格昂贵,体系封闭,但是稳定性好性能强,主要用在全融、电信等大型企业的核心系统

  x86服务器: RUCISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片的服务器。目前主要为intel的Xeon E3,E5,E7系列,价格相对便宜、兼容性好、稳定性较差、安全性不算太高

  按CPU核心数: 可以分为4路CPU(企业级服务器),2路CPU,1路CPU(入门级服务器)。

(二)服务器的硬件

内存

  容量: 即该内存的存储容量,单位一般为“M或”GB’

  内存带宽:

  • 内存带宽是指内存与桥芯片之间的数据传输率
  • 单通道内存节制器一般都是64-bit的,8个二进制位相当于1个字节,换算成字节是64/8=8,再乘以内存的运行频率,如果是DDR内存就要再乘以2
  • 计算公式:

      内存带宽=内存总线频率x数据总线位数/8

      示例:DDR内存带宽计算

      DDR2 667,运行频率为333MHz,带宽为333×2×64/8=5400MB/s=5.4GB/s

      DDR2 800,运行频率为400MHz,带宽为400×2×64/8=6400MB/s=6.4GB/s

在线备用内存技术

  • 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

  • 多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

    硬盘

      机械硬盘结构:

      存储介质(Media)——盘片

    盘片的基板是全属或玻璃材质制成,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(Spindle Motor & Voice Coil Motor)

    马达上装有一至多片盘片,以7200,10000,15000RPM等定速旋转,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

      硬盘基本参数:

      容量:

        容量是硬盘最主要的参数。单位有MB、GB、TB

      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

      传输速率

        传输速率(Data Transfer Rate)。硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度,单位为兆字节每秒(MB/s)

      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

      硬盘接口类型

        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:SerialATA,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

    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RA|D级别

        阵列卡缓存

        电池保护

    电源和风扇

        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

    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”

    网卡

        服务器都在主板上集成了网卡,传输速率为1Gbps,即千兆网卡。

        特殊应用需要高端网卡,如光纤网卡,lnfiniband网卡等,传输速率能达到10Gbps、20Gbps,即万兆网卡

    热插拔技术

        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,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

    机柜

        机架式服务器-服器放置在机柜中。通常使用的机柜42U(约2米高)机柜(1U=44.45mm)

    (三)存储基础知识

    存储网络

        用于存放数据信息的设备和介质,是计算机系统的外部存储,数据可安全存放,长期驻留
    传统的存储:

    磁盘阵列:

    存储网络:

        DAS——直接连接存储(Direct Attached Storage)

        NAS——网络连接存储(Network Attached Storage)

        SAN——存储区域网络(Storage Area Networks)

        DAS:

          直接存储(Direct Attached storage)。存储设备与主机的紧密相连


          管理成本较低,实施简单

          储时直接依附在服务器上,因此存储共享受到限制

          CPU必须同时完成磁盘存取和应用运行的双重任务,所以不利于CPU的指令周期的优化,增加系统负担

        NAS:

          网络连接存储(Network Attached Storage):

          通过局域网在多个文件服务器之间实现了互联,基于文件的协议(NFS、SMB/CIFS),实现文件共享


          集中管理数据,从而释放带宽、提高性能

          可提供跨平台文共享功能

          可靠性较差,适用于局域网或较小的网络

        SAN:

          存储区域网络(Storage Area Networks,SAN)

          利用高速的光纤网络链接服务器与存储设备,基于SCSI,IP,ATM等多种高级协议,实现存储共享


          服务器跟储存装置两者各司其职

          利用光纤信道来传输数据.以达到一个服务器与储存装置之间多对多的高效能、高稳定度的存储环境

          实施复杂,管理成本高

    四、操作系统

      OS:Operating System,通用目的的软件程序

        硬件驱动

        进程管理

        内存管理

        网络管理

        安全管理

        文件管理

      OS分类:

        服务器OS:RHEL, CentOS, WindowsServer, AlX

        桌面OS:Windows10,Windows7,MacOS,Fedora

        移动设备OS:Andriod, IOS, YunOS

        Windows:

        Linux:GNU/Linux

        Unix:1969年Ken Thompson

          System: Bell Lab

            AIX(IBM)

            SOlaris(SUN)

            HP-UX(HP)

          BSD:(BSRG)Berkeley System Distribution

            NetBSD

            OpenBSD

            FreeBSD

    五、开发接口标准

      ABI: Application Binary Interface

        ABI描述了应用程序与OS之间的底层接口,允许编译好的目标代码在使用蒹容ABI的系统中无需改动就能运行

      API:Application Programming Interface

        API定义了源代码和库之间的接口,因此同样的源代码可以在支持这个API的任何系统中编译

      POSIX:Portable Operating System Interface

        IEEE在操作系统上定义的一系列API标准

        POSIX兼容的程序可在其它POSIX操作系统编译执行

      运行程序格式:

        Windows: EXE,.dll(dynamic link library),lib

        Linux:ELF,.so(shared object),.a

    六、用户和内核空间

      用户空间:User space

        用户程序的运行空间。为了安全,它们是隔离的,即使用户的程序崩溃,内核也不受影响

      只能执行简单的运算,不能直接调用系统资源,必须通过系统接口(system call),才能向内核发出指令

      内核空间:Kernel space

        是Linux内核的运行空间

        可以执行任意命令,调用系统的一切资源

      示例:

        str=“www.magedu.com” //用户空间

        x=x+100 //用户空间

        file.write(str) //切换到内核空间

        y=x+200 //切换到用户空间

        第一行和第二行都是简单的賦值运算,在User space执行。第三行需要写入文件,就要切换到Kernel space,因为用户不能直接写文件,必须通过内核安排。第四行又是值运算,就切换回User space

    七、编程语言

      低级语言

        机器语言:0和1

        汇编浯言:和机器语言——对应,与硬件相关的特有代码、驱动程序开发

      中级语言:C

        系统级应用、驱动程序

      高级语言:

        Java,ObJective-C,C#,python,php,go,应用级程序开发
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