一篇文章带你看懂服务器 | 必看
今天主要给大家普及一下服务器相关的技术知识，下面是大纲：
服务器概念
IA架构服务器
服务器分类
按外形分类：塔式&机架式
按外形分类：刀片式
IA服务器与PC区别
服务器性能参数
处理器技术
什么是CPU
内存技术
内存的分类
内存的分类（缓冲）
内存的分类（校验）
总线技术
总线概念
总线分类
硬盘技术
常见硬盘参数
Serial ATA
SATA 连线接口
SAS接口原理
SAS和SATA物理接口比较
SAS接口优势
其它技术
热插拔技术
热插拔冗余电源特性
服务器概念
服务器是计算机的一种，它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，它在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机、Modem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。
IA架构服务器
IA（Intel Architecture Server）架构服务器：既基于INTEL硬件架构的CISC服务器，使用Intel或与其兼容的处理器芯片的服务器。又称PC服务器
IA架构服务器采用了SMP技术、ECC内存技术、SCSI技术，RAID技术，并在主板上集成各种传感器，用于检测服务器硬件运行状态的I2C技术，以及采用SSU（System Setup Utility、LANDesk）网管技术，热插拔技术、冗余电源、冗余风扇等靠可靠技术。IA 服务器在数据处理能力上正在赶上RISC服务器，而SCSI、 RAID等技术的采用提高了IA 服务器的I/O能力及可靠性，由于IA服务器的价格具有极大的优势，因此IA服务器在许多关键应用场合正日益取代RISC服务器。
CISC的英文全称为Complex Instruction Set Computer,即复杂指令系统计算机，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，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。
RISC的英文全称为Reduced Instruction Set Computing，中文即精简指令集，它的指令系统相对简单，它只要求硬件执行很有限且最常用的那部分指令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。
服务器分类
按外形分类：塔式&机架式
塔式（Tower）：立式放置的服务器机型；
Tower机型在外观尺寸上要求没有Rack严格，可以根据外观需求来适度调整，而Tower机型中“U”的尺寸指的是机箱的宽度尺寸；
机架式 （Rack）：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。如：我们通常所说的1U、2U机箱，U是个通用工业机架高度标准，1U＝1.75英寸=44.45mm
一般的Tower机型无法装入标准的机柜中，但兼容Rack的Tower服务器可以在保证外观尺寸及装配尺寸符合要求的前提下，拆掉侧板，装上导轨，即可装到标准工业机柜中使用。
如T350，即是可以兼容Rack装配的机型，其立式机型为T350，卧式Rack机型为R350,即是一个典型的例子。
塔式（Tower）
优点：
- 占用空间大，散热性好
- 成本比机架式机箱低
- 扩展性好，易于移动
缺点：
- 无法统一摆放，不适用于大规模集中计算环境
- 不适用于对空间要求严格的用户
机架式 （Rack）
优点：
- 占用空间小，能在有限的空间中添加更多的设备，有利于管理
缺点：
- 扩展性低，散热有时会成为问题
按外形分类：刀片式
刀片式（ Blade）：更加紧密堆叠的服务器组，每一个刀片实际上就是一台完整服务器，可以根据应用的增长添加新的刀片来提升性能。
适合进一步对空间要求严格的用户，如电信机房，数据中心，ISP接入中心，高性能计算等用户。
优点：
- 占用空间更少（比同等服务器数量的机架式机箱）
- 密度高，成本低，灵活度高
- 布线集成在机箱背板上，没有杂乱的线缆
缺点:
- 各个厂商有不同的标准，产品间缺乏兼容性
- 单个刀片的性能低于普通服务器
刀片式服务器源于计算机业和电信领域的进一步密切融合。例如，计算机领域已经把重点放在降低费用和软件的复杂性方面，以便有效地管理在Internet层次上的环境；而与此同时，电信领域也引入了Compact PCI(CPCI)标准，从而提高服务功能、可靠性和硬件的兼容性，并保证系统的健壮性。这种发展导致了机柜式服务器的出现，即把服务器做在一个标准高度的机架上，企业可以根据需要灵活地配置不同功能的机柜式服务器。然而随着技术的发展，处理器的能力有了很大的提高，机柜式服务器却仍然不够灵活。对此，刀片式服务器便应运而生了。
和传统的机柜式服务器相比，刀片式服务器具有更加灵活、密度更高、成本低、体积更小、兼顾强大的处理能力与良好的可伸缩性和可管理性等优点。
IA服务器与PC区别
- 处理能力强
- I/O性能强
- 管理能力强
- 可靠性强
- 可用性高
- 扩展能力强
PC和PC服务器都是基于Intel处理器的计算机架构,有相同的外部接口如IDE、PCI等。
不同之处在于,PC服务器一般使用SCSI硬盘,支持多CPU,可靠性高,运行服务器用操作系统软件,而PC一般用Windows 95／98这样的PC用操作系统软件。
PC机与PC服务器最大的差异就在多用户多任务环境下的可靠性上。PC服务器是面向24 x 7运行设计并制造的,也就是7天24小时不间断地运行,这正是PC服务器最大的含金量所在。用PC机当服务器的用户一定都曾经历过突然的宕机、意外的网络中断、不时的丢失存储数据等事件,这都是因为PC机的设计制造从来没有保证过多用户多任务环境下的可靠性,而一旦发生严重故障,其所带来的经济损失将是难以预料的。
服务器性能参数
TPC基准测试
TPC-C测试系统每分钟处理的任务数，单位为tpm,(transactions per minute)。系统的总体价格（单位为美元）除以TPCC值，就可以衡量出系统的性价比（单位为＄/tpm）
处理器技术
什么是CPU
中央处理器（英文Central Processing Unit，CPU）是一台计算机的运算核心和控制核心。
CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。
其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。
差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：
- 提取（Fetch）
- 解码（Decode）
- 执行（Execute）
- 写回（Writeback）。
CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。
主流厂商：intel，AMD关键技术：多核，多线程
内存技术
内存的分类
- RAM (Random Access Memory)随机读写存储器
- ROM (Read Only Memory)只读存储器
- SRAM (Static Random Access Memory)静态随机读写存储器
- DRAM (Dynamic Random Access Memory) 动态随机读写存储器
- FPM (Fast-Page Mode) DRAM 快速页面模式的DRAM
- EDO (Extended Data Out) DRAM即扩展数据输出DRAM 速度比FPM DRAM快15%~30%
- BEDO (Burst EDO) DRAM突发式EDO DRAM 性能提高40%左右
- SDRAM (Synchronous DRAM) 同步DRAM 与CPU的外部工作时钟同步
- RDRAM (Rambus DRAM )
- DDR (Double Data Rate) SDRAM
- DDRII (Double Data RateII)
内存的分类（缓冲）
按是否有缓冲分类
- Unbuffered
- Registered
REGISTERED ECC SDRAM内存上有2－3片专用的集成电路芯片，称为Register IC，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高达32GB的内存。
同时，REGISTERED ECC SDRAM内存上还有一个特别的集成电路芯片———pllIC琐相环集成电路芯片，它起到调整时钟信号，保证内存条之间的信号同步的作用。
总体来说，在尺寸和外观上看，REGISTERED ECC SDRAM内存比普通内存要高，内存上比普通内存多了Register IC和pllIC两种特殊的集成电路芯片。
REGISTERED ECC SDRAM内存是带奇偶校验的同步动态内存的一种，由于它自带提高电流驱动能力的集成电路芯片，使服务器所能支持的内存容量大大的增加。
内存的分类（校验）
按是否有校验分类
- Non-ECC
- ECC
ECC
Error Checking and Correcting ,错误检查和纠正，ECC可以发现2bit错误，并纠正1bit错误。
Chipkill
既可以纠正单bit错误，又可以纠正多比特的错误，比普通ECC技术更有效，* n Chipkill可以发现2n bit错误，并纠正n bit错误 。这项技术需要芯片组的支持。
总线技术
总线概念
总线是计算机各模块间进行信息传输一组公共导线通道。它总是由数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)、控制总线(Control Bus)三部分共同组成
总线分类
连接上分类：
内部总线：包括 CPU总线和内存总线，用来交换CPU和内存数据。
系统总线：又称I/O通道总线，包括ISA总线、PCI总线和AGP总线。
外部总线：用于连接慢速设备，包括USB和IEEE 1394。
PCI-E技术发展
- PCI-E1.0:速率 250MB/s
- PCI-E2.0:速率 500MB/s
- PCI-E3.0:速率1GB/s
硬盘技术
常见硬盘参数
- 主轴转速
- SATA/NL SAS7200
- SAS 10K~15K
- 平均寻道时间
- 数据传输率
- MTBF（平均无故障时间）
- SMART （自监测、分析与报告技术）支持
转速：是指硬盘内电机主轴的转动速度，单位是RPM（每分钟旋转次数）。其转速越高，内部传输速率就越高。
目前一般的硬盘转速为5400转/分和7200转/分 最高的转速则可达到10000转/分以上。
平均寻道时间：是指硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间，单位为毫秒（ms），现在硬盘的平均寻道时间一般低于9毫秒。平均寻道时间越短，硬盘的读取数据能力就越高。
平均无故障时间(MTBF):指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间。
SMART （自监测、分析与报告技术）：提前对故障进行预测的功能 ，这种技术可以对硬盘的磁头单元、盘片电机驱动系统、硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等进行监测
Serial ATA
- SATA1.0 1.5Gb/s
- SATA2.0 3Gb/s
- SATA3.0 6Gb/s
SATA 连线接口
SAS接口原理
Serial Attached SCSI,串行SCSI,传输协议植根于SCSI并进行了精简,是U320 并行SCSI的继承者、 新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间。
SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口，此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，提供与串行ATA (Serial ATA，缩写为SATA)的兼容性。
SAS和SATA物理接口比较
SAS接口优势
- 满足当前用户对并行SCSI提升到更高带宽的需求,点到点的技术减少了地址冲突以及传输速度的下降，为每个设备提供了专用的信号通路来保证 最大的带宽；
- 全双工方式下的数据操作保证最有效的数据吞吐量；
- 同时兼容SATA配置,可使OEM厂商在同一平台上满足客户对SAS和SATA的不同需求；
- 更细的电缆搭配更小的连接器，提高系统的散热和通风能力，便于内部空间走线和系统升级扩展。
其它技术
热插拔技术
热插拔技术：允许在不中断正常系统的状况下添加或者更换热插拔设备。
常见的热插拔设备：硬盘，电源，PCI设备，风扇等。
特性：增加服务器的RAS（ Reliability, Availability and Serviceability ）
热插拔冗余电源特性
热插拔的几种形式:
- 直流输出端与交流端同在插拔面,即交流电从背板上引入,拔出时，先断交流电,后断直流输出线;插入时相反,常用
- 不管交流电在哪一面,当拔出时电源模块的管理电路发出一触发信号使电源快速关断,输出端才拔开,插入时相反.台达电源用此方式常用
热插拔时需要实现同步:
一个模块插拔时,另一个模块不能宕机或停一下再起来
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+1随机性较大,在大系统功率时可用三个模块来实现2+1冗余,两个模块实现非冗余,但是系统功率必须小于两个模块功率之和减去均流误差的功率;在系统功率小于一个模块功率时,可用两个模块实现1+1,但是当系统功率大于一个模块功率时1+1可能引起过载。
技
术
是
用
来
学
的
，
不
是
用
来
收
藏
的
！
