1、服务器定义服务器定义什么是服务器？什么是服务器？服务器是网络数据的节点和枢纽，是一种高性能计算机，存储、处理网络上80的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂1.1 服务器基本分类1.2 服务器基础知识1.3 服务器部件技术1.4 服务器管理1.5 其它相关技术服务器基础知识服务器基础知识服务器分类服务器分类按照指令集分类按照指令集分类复杂指令集复杂指令集-CISC(Complex Instruction Set Computer-CISC(Complex Instruction Set Computer）X86X86系统系统IA-32IA-32、EM64TEM64T、AMD64AMD64精简指令
2、集精简指令集-RISC-RISC（Reduced Instruction Set Computing Reduced Instruction Set Computing）小型机（小型机（IBM IBM、HPHP、SUNSUN小型机）小型机）专用平台、专用系统专用平台、专用系统大型应用后台密集集中处理大型应用后台密集集中处理显式并行指令集显式并行指令集-EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers-EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers）IA-64 IA-64 安腾安腾按外型分类按外型分类塔式塔
3、式机架式（机架式（1U-4U1U-4U）刀片服务器刀片服务器 单路服务器（单路服务器（UPUPUnit ProcessorUnit Processor）双路服务器（双路服务器（DPDual ProcessorDPDual Processor）多路服务器（多路服务器（MPMPMulti ProcessorMulti Processor）工作组服务器工作组服务器 部门服务器部门服务器 企业服务器企业服务器 1.1 服务器基本分类1.2 服务器基础知识1.3 服务器部件技术1.4 服务器管理1.5 其它相关技术服务器基础知识服务器基础知识服务器硬件构成主板主板处理器处理器内存内存硬盘硬盘I/OI/O
4、RAIDRAID卡卡网卡网卡HBAHBA卡卡机箱（含散热）机箱（含散热）电源电源风扇风扇背板背板芯片芯片组组内存内存CPU硬盘I/O热拔插冗余电源热拔插冗余电源散热风扇散热风扇CPUCPUI/OI/O扩展槽扩展槽内存内存服务器系统分解图示服务器系统分解图示芯片组是由一组或多组芯片组成，它的主要作用是在芯片组是由一组或多组芯片组成，它的主要作用是在处理器、内存及处理器、内存及I/OI/O设备间提供接口设备间提供接口芯片组中的内存控制器决定着系统中内存的类型、速芯片组中的内存控制器决定着系统中内存的类型、速度以及最大容量、是否交错存取等特性。度以及最大容量、是否交错存取等特性。芯片组也决定了系统可
5、以提供的最大总线速度及总线芯片组也决定了系统可以提供的最大总线速度及总线上可以支持的最大处理器的数量上可以支持的最大处理器的数量完成各领域中服务器和工作站的更新完成各领域中服务器和工作站的更新数据要求苛刻 英特尔英特尔73007300芯片组芯片组支持四路支持四路CPUCPU最大限度提高性能、可靠性和可扩展性最大限度提高性能、可靠性和可扩展性英特尔英特尔E8870E8870芯片组芯片组 大型机级服务器大型机级服务器,具有顶级的灵活性和可靠性具有顶级的灵活性和可靠性 RISC 与大型机现代化基本 计算英特尔英特尔3010/3000/3200/32103010/3000/3200/3210芯片组芯片
6、组支持单路支持单路CPUCPU经济、可靠的单路服务器经济、可靠的单路服务器高密度 基础设施英特尔英特尔5000/5100/5400/5500/55205000/5100/5400/5500/5520芯片组芯片组-支持两路支持两路CPUCPU最大限度提高性能密度和性价比最大限度提高性能密度和性价比 CPUCPU是是Central Processing UnitCentral Processing Unit（中央微处理器）的缩（中央微处理器）的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器、控制写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器、控制器和寄存器组成。器和寄存器组成。从从2019年到年到201
7、9年，英特尔凭借年，英特尔凭借Pentium Pro(2019年年)、Pentium II Xeon(2019年年)、Pentium III Xeon(2019年年)、Pentium IV Xeon(2019年年)等一代代新产品的推出，逐渐奠定了在等一代代新产品的推出，逐渐奠定了在PC服务器领域服务器领域里的霸主地位。至强更是一度成为里的霸主地位。至强更是一度成为PC服务器计算标杆的代名词。服务器计算标杆的代名词。从从2019年到年到2019年间，在年间，在AMD推出皓龙处理器后，在推出皓龙处理器后，在04年从年从32位到位到64位、在位、在05年从单核向双核的两个重要转折时期，英特尔迎来了前
8、年从单核向双核的两个重要转折时期，英特尔迎来了前所未有的所未有的“低谷低谷”。无论是。无论是04年年6月份月份Nocona的被动应战，还是的被动应战，还是05年年奔腾奔腾D、Paxville、Dempsey的仓促上阵，英特尔都被对手打了一的仓促上阵，英特尔都被对手打了一个措手不及。个措手不及。AMD开始撼动英特尔控制多年的垄断格局。开始撼动英特尔控制多年的垄断格局。但但2019年，英特尔在质疑与期待中，推出了全新的年，英特尔在质疑与期待中，推出了全新的Bensley服务器平服务器平台和台和38年来最重要的产品年来最重要的产品基于全新酷睿微处理器体系架构的至强基于全新酷睿微处理器体系架构的至强5
9、100系列（代号系列（代号Woodcrest）。英特尔平台化策略的成功推出和新）。英特尔平台化策略的成功推出和新一代微体系架构的转换，让业界开始重拾对英特尔的信心。酷睿至强一代微体系架构的转换，让业界开始重拾对英特尔的信心。酷睿至强处理器凭借低功耗处理器凭借低功耗64位双核处理器、硬件辅助虚拟化（位双核处理器、硬件辅助虚拟化（VT）、全新）、全新的双独立点对点总线、全缓冲的双独立点对点总线、全缓冲DDR2 DIMM内存（内存（FBD）、英特尔）、英特尔I/O加速技术、嵌入式加速技术、嵌入式RAID技术、全新酷睿微体系结构、四核支持等一技术、全新酷睿微体系结构、四核支持等一连串的崭新特性，打响了
10、从对手口中夺食的战略大反攻。连串的崭新特性，打响了从对手口中夺食的战略大反攻。服务器数据处理流程 CPU的工作就是进行数据处理，数据从哪里来？CPU高速缓存高速缓存内存内存硬盘硬盘CPUCPU处理数据的来源？如何工作的？处理数据的来源？如何工作的？Intel处理器处理器XEONXEON UPXEON UP（30003000系列）系列）适用于单处理器结构适用于单处理器结构XEON DPXEON DP（50005000系列）系列）适用于双处理器结构适用于双处理器结构XEON MPXEON MP（70007000系列）系列）适用于多处理器结构适用于多处理器结构完成各领域中服务器和工作站的更新完成各领
11、域中服务器和工作站的更新数据要求苛刻 双核英特尔双核英特尔 至强至强 7000/7100 7000/7100 系列处理器系列处理器四核四核/六核英特尔六核英特尔 至强至强 7300/74007300/7400系列处理器系列处理器最大限度提高性能、可靠性和可扩展性最大限度提高性能、可靠性和可扩展性双核英特尔双核英特尔 安腾安腾 处理器处理器 90009000 大型机级服务器大型机级服务器,具有顶级的灵活性和可靠性具有顶级的灵活性和可靠性 RISC 与大型机现代化基本 计算双核双核/四核英特尔四核英特尔 至强至强 3000/3200 3000/3200 系列处理器系列处理器经济、可靠的单路服务器经
12、济、可靠的单路服务器高密度 基础设施双核英特尔双核英特尔 至强至强 5100/5200 5100/5200系列处理器系列处理器高能效表现和性能功耗比高能效表现和性能功耗比四核英特尔四核英特尔 至强至强 5300/5400/5500 5300/5400/5500 系列处理器系列处理器利用四核处理最大限度提高性能密度利用四核处理最大限度提高性能密度处理器的重要指标参数处理器的重要指标参数Xeon 3.0GHz/2M L2/800MHzXeon5504(2.00GHz)/4M L3/800MHzXeon MP7420(2.13GHz)/8M L3/1066MHz频率频率缓存缓存前端总线前端总线功耗功
13、耗定义：定义：双核：一个处理器封装中有两个处理内核。双核：一个处理器封装中有两个处理内核。四核：一个处理器封装中有四个处理内核。四核：一个处理器封装中有四个处理内核。带给客户的优势：带给客户的优势：使用基于双核处理器的服务器，客户可以处理更繁重的工使用基于双核处理器的服务器，客户可以处理更繁重的工作量，同时运行更多的商业应用程序，同时支持更多的用作量，同时运行更多的商业应用程序，同时支持更多的用户，从而提高效率并延长服务器投资的生命周期。户，从而提高效率并延长服务器投资的生命周期。MCH FSBPrescottCore2MB L2CacheBus I/FPrescottCore2MB L2Ca
14、cheBus I/FPaxville DP90nm P4P coreDual Processor,HTMeromCore4MB shared L2CacheBus I/FMCH FSBMeromCoreWoodcrest65nm Pentium M coreDual Processor,low power06年6月底Cedar MillCore2MB L2CacheBus I/FMCH FSBCedar MillCore2MB L2CacheBus I/FDempsey65nm P4P coreDual Processor,HTBensly平台平台32KB L1 ICache4 MB 共享共享
15、二级高速缓存二级高速缓存前端总线接口前端总线接口32KB L1 DCache32KB L1 ICache32KB L1 DCache32KB L1 ICache4 MB 共享共享二级高速缓存二级高速缓存前端总线接口前端总线接口32KB L1 DCache32KB L1 ICache32KB L1 DCache32KB L1 ICache12 MB 共享共享二级高速缓存二级高速缓存前端总线接口前端总线接口32KB L1 DCache32KB L1 ICache32KB L1 DCache32KB L1 ICache32KB L1 DCache32KB L1 ICache32KB L1 DCach
16、e53005300系列系列54005400系列系列在两路处理器上历史性的出现了在两路处理器上历史性的出现了L3L3缓存缓存英特尔英特尔 智能加速技术智能加速技术英特尔英特尔 超线程技术超线程技术条件允许CPU可以换挡加速频率Core 0Core 1Core 2Core 3All cores operate at rated frequencyAll cores operate at higher frequencyCore 0按需提供更高性能按需提供更高性能Fewer cores may operate at even higher frequencies4核工作时加速核工作时加速正常状态正常
17、状态4核工作时加速核工作时加速对多线程应用提供更高性能对多线程应用提供更高性能高达高达 30%的性能提升的性能提升Core 1Core 2Core 3Core 0Core 14核8线程 高性能计算高性能计算 主流业务主流业务 基本应用基本应用用途用途（示例）（示例）内核内核数数高速缓高速缓存存QPI 速度速度最大内存最大内存速度速度智能加智能加速速超线超线程技程技术术48 M6.4GT/秒1333MHz+2 48 M6.4GT/秒1333MHz+3 48 M5.86GT/秒1066MHz+2 2-44 M4.8GT/秒800MHz不支持 不支持 高端处理器有更多增值特性高端处理器有更多增值特性
18、 Turbo Boost 最高频率基于基本频率以上最高频率基于基本频率以上 133 MHz 增量的数字（增量的数字（+2=0.266 GHz，+3=0.400 GHz）处理器号处理器号E5540（2.53 GHz）E5530（2.40 GHz）E5504（2.00 GHz）E5502（1.86 GHz）X5570(2.93 GHz)X5560（2.80 GHz）X5550（2.66 GHz）95 瓦瓦80 瓦瓦双核双核80 瓦瓦 E5506 （2.13 GHz）E5520 （2.26 GHz）130 瓦瓦W5580(3.20 GHz)工作站工作站 关键指标关键指标MP双核、四核处理器Intel
19、 CoreTM 微内核架构2x4M L2 cache(每两个 2核共享一个L2 cache)1066 MT/s 前端总线40位物理地址socket mPGA604130W适用与高性能服务器，80W适用于机架和刀片服务器；50w适用于密度更高的机架和刀片服务器CORE1CORE24M CacheCORE3CORE44M CacheBUS InterfaceBUS InterfaceCORE4M CacheCORE4M CacheBUS InterfaceBUS Interface1.1 服务器基本分类1.2 服务器基础知识1.3 服务器部件技术1.4 服务器管理1.5 其它相关技术服务器基础知识
20、服务器基础知识内存的作用？内存的作用？目前使用的内存规格？目前使用的内存规格？内存的高级技术？内存的高级技术？内存的发展？内存的发展？服务器的部件技术内存 SIMM（Single In-Single In-lineMemorylineMemory Modules Modules，单边接触内存模组）接，单边接触内存模组）接口，容量为口，容量为30pin30pin、256kb256kb，SIMMSIMM一般是四条一起使用。一般是四条一起使用。1991 1991 年到年到2019 2019 年之间盛行的内存条，年之间盛行的内存条，EDO DRAM（Extended Extended Date Out
21、 RAMDate Out RAM，外扩充数据模式存储器）内存，它取消了扩展，外扩充数据模式存储器）内存，它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔，在把数数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔，在把数据发送给据发送给CPUCPU的同时去访问下一个页面，故而速度要比普通的同时去访问下一个页面，故而速度要比普通DRAMDRAM快快1530%1530%。SDRAM 内存内存66MHz66MHz、100MHz100MHz、133MHz 133MHz，由于，由于SDRAM SDRAM 的带宽的带宽为为64bit64bit，正好对应，正好对应CPU CPU 的的64bit 64
22、bit 数据总线宽度，因此它只需要一数据总线宽度，因此它只需要一条内存便可工作，便捷性进一步提高。在性能方面，由于其输入条内存便可工作，便捷性进一步提高。在性能方面，由于其输入输出信号保持与系统外频同步，因此速度明显超越输出信号保持与系统外频同步，因此速度明显超越EDO EDO 内存。内存。IntelIntel推动的推动的Rambus DRAM内存，基于一种类内存，基于一种类RISC(Reduced RISC(Reduced Instruction Set ComputingInstruction Set Computing，精简指令集计算机，精简指令集计算机)理论，理论上理论，理论上可以减少
23、数据的复杂性，使得整个系统性能得到提高可以减少数据的复杂性，使得整个系统性能得到提高 DDR SDRAM(Dual Date Rate SDRAM)(Dual Date Rate SDRAM)简称简称DDRDDR，也就是，也就是“双双倍速率倍速率SDRAM“SDRAM“的意思。的意思。DDRDDR可以说是可以说是SDRAMSDRAM的升级版本，的升级版本，DDRDDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据，这使得在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据，这使得DDRDDR的的数据传输速度为传统数据传输速度为传统SDRAMSDRAM的两倍。的两倍。DDR2 能够在能够在100MHz 100MHz
24、的发信频率基础上提供每插脚最少的发信频率基础上提供每插脚最少400MB/s 400MB/s 的带宽，发热量进一步降低，此外，的带宽，发热量进一步降低，此外，DDR2 DDR2 将融入将融入CASCAS、OCDOCD、ODT ODT 等新性能指标和中断指令，提升内存带宽的利用率等新性能指标和中断指令，提升内存带宽的利用率DDR DDR（被淘汰）（被淘汰）DDR2 DDR2（逐渐被淘汰）（逐渐被淘汰）FBD FBD（双核平台主流）（双核平台主流）DDR3 DDR3（目前（目前IntelIntel平台主流）平台主流）针对针对IntelIntel新型芯片的一代内存技术，频率在新型芯片的一代内存技术，频
25、率在800M800M以上，和以上，和DDR2DDR2相比优势如下：相比优势如下：功耗和发热量较小：吸取了功耗和发热量较小：吸取了DDR2DDR2的教训，在控制的教训，在控制成本的基础上减小了能耗和发热量，使得成本的基础上减小了能耗和发热量，使得DDR3DDR3更更易于被用户和厂家接受。易于被用户和厂家接受。工作频率更高：由于能耗降低，工作频率更高：由于能耗降低，DDR3DDR3可实现更高可实现更高的工作频率，在一定程度弥补了延迟时间较长的缺的工作频率，在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点，同时还可作为显卡的卖点之一，这在搭配点，同时还可作为显卡的卖点之一，这在搭配DDR3DDR3显存的显卡上已有
26、所表现。显存的显卡上已有所表现。通用性好：相对于通用性好：相对于DDRDDR变更到变更到DDR2DDR2，DDR3DDR3对对DDR2DDR2的兼容性更好。由于针脚、封装等关键特性的兼容性更好。由于针脚、封装等关键特性不变。不变。传统的服务器内存仅采用传统的服务器内存仅采用ECCECC技术，可以纠正技术，可以纠正1-21-2位的位的内存错误，无法应付更复杂的情况；内存错误，无法应付更复杂的情况；创新内存容错技术，提供更高的可靠性：创新内存容错技术，提供更高的可靠性：内存镜像；内存热备；内存热备内存热备SparingSparing热备内存在正常情况下不使用，当工作内存的故障次数达到预设值ECC的
27、最大值，系统自动将故障内存条中的数据传输到热备内存条，故障内存条就不再使用。内存镜像内存镜像MirroringMirroring内存数据有两个拷贝，避免由于内存故障而导致数据丢失，同时工作内存与镜像内存不处于同一通道，也避免了因内存通道错误而引起的数据丢失PCIPCI作用？作用？目前使用的目前使用的PCIPCI规格？规格？PCIPCI的发展？的发展？用来连接显示卡、声卡、网卡、硬盘控制器等高速的外围设用来连接显示卡、声卡、网卡、硬盘控制器等高速的外围设备备 1992年Intel 在发布486处理器的时候，也同时提出了32-bit 的PCI(周边组件互连)总线。由于PCI 总线只有133MB/s
28、 的带宽，对付声卡、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备也许显得绰绰有余;由于对于越来越大的3D 显卡却力不从心，并成为了制约显示子系统和整机性能的瓶颈。因此，PCI 总线的补充-AGP 总线就应运而生了;PCI-X是对PCI32位的升级，是新的一代PCI标准，采用64位数据传送宽度，频率66MHz、100MHz和133MHz，带宽有了较大提高，但是改变总线频率最高133MB/s的限制;2019年7月23日，PCI-SIG 正式公布了PCI Express 1.0 规范，采用串行传输方式，单向传输速度高达2.5Gbps;在2019年的时候正式推出Spec2.0(2.0规范)，传输速度进一步提高
29、到5.0Gbps;PCIPCIPCI-XPCI-XPCI-E 1.0PCI-E 1.0PCI-E 2.0PCI-E 2.0 PCI-XPCI-X新一代新一代PCIPCI标准，它提供的吞吐能力标准，它提供的吞吐能力是是PCIPCI的两倍甚至的两倍甚至八倍以上八倍以上采用了分离实务即多任务的设计采用了分离实务即多任务的设计目前分为目前分为66MHz66MHz、100MHz100MHz和和133MHz133MHz三个版本，可以三个版本，可以达到达到533MB/s 533MB/s、800MB/s800MB/s、1066MB/s1066MB/sPCI-XPCI-X的频率可随设备的变化而变化的频率可随设备
30、的变化而变化PCI-ExpressPCI-Express串行串行I/OI/O技术是最新一代的技术是最新一代的I/OI/O总线技术，突破的系统总线技术，突破的系统I/OI/O带宽的瓶颈，带宽的瓶颈，能够提供能够提供500MB/s500MB/s以上的带宽，最高带宽高达以上的带宽，最高带宽高达8GB/s8GB/s。PCI-E 1.0PCI-ExpressPCI-Express串行串行I/OI/O技术是最新一带的技术是最新一带的I/OI/O总线技术，突破的系统总线技术，突破的系统I/OI/O带宽的瓶带宽的瓶颈，能够提供颈，能够提供500MB/s500MB/s以上的带宽，最高带宽高达以上的带宽，最高带宽
31、高达8GB/s8GB/s。PCI-E 2.0 PCI-E 2.0 的数据传输速度与现有的的数据传输速度与现有的PCIEPCIE相比提升了两倍，即从相比提升了两倍，即从2.5Gbps 2.5Gbps 提升至提升至5.0Gbps,5.0Gbps,这样这样x16 PCIe 2.0 x16 PCIe 2.0 版的数据传输速度可版的数据传输速度可以达到以达到16GB/s 16GB/s。PCI-E 2.0PCI-E 2.0插槽能够兼容兼容插槽能够兼容兼容PCI-E 1.0PCI-E 1.0和和PCI-E 1.1PCI-E 1.1标准的扩展卡，可以使用现有的标准的扩展卡，可以使用现有的PCI-E x16PC
32、I-E x16显卡。显卡。服务器里服务器里RAIDRAID实现方式？实现方式？服务器里服务器里RAIDRAID不同实现方式的硬件结构？不同实现方式的硬件结构？操作系统操作系统RAID RAID 如通过如通过Windows2019Windows2019磁盘管理器磁盘管理器集成集成RAID(HostRAID(Host RAID)RAID)RAID0RAID0，1 1，5 5，1E1E S&KRAID级别级别RAID 1RAID 3RAID 5RAID 10RAID 0容错性容错性有有有有有有有有无无冗余类型冗余类型镜像冗余镜像冗余校验冗余校验冗余校验冗余校验冗余镜像冗余镜像冗余无无读性能读性能低低
33、高高高高普通普通高高随机写性能随机写性能低低低低普通普通高高连续写性能连续写性能低低低低低低普通普通高高最少磁盘数最少磁盘数2个个3个个3个个4个个2个个可用空间可用空间50*（N-1)/N（N-1)/N50*100应用场景应用场景传输带宽需传输带宽需求大的应用求大的应用安全性要求安全性要求较高的应用较高的应用大文件、连大文件、连续数据的应续数据的应用用读读/写比率较写比率较高的应用高的应用安全性要求安全性要求高的应用高的应用低低IOPHBA、ROMBHost RAID南南桥桥存储芯片存储芯片HD子卡子卡ROC RAIDRAID卡、卡、板载板载RAIDRAID（ROMBROMB）添加添加ibu
34、ttonibutton和和RaidRaid缓缓存后，支持硬件级别的存后，支持硬件级别的Raid1/0/10/1E/5/50/6,Raid1/0/10/1E/5/50/6,支持支持RaidRaid电池保护电池保护采用采用LSI 1078 ROC芯片，支持芯片，支持hostraid 0、1、1E、10。采用采用PCI-E X4总线总线1.1服务器基本分类服务器基本分类1.2服务器基础知识服务器基础知识1.3服务器部件技术服务器部件技术1.4 服务器管理服务器管理1.5 其它相关技术其它相关技术服务器基础知识服务器基础知识 在IPMI管理平台中，BMC（Baseboard Management Co
35、ntroller，因为多集成于主板而得名）是核心控制器，系统管理软件对各个被管理器件的管理，都是通过与BMC通信来实现的 IPMB（Intelligent Platform Management Bus）总线 ICMB（Intelligent Chassis Management Bus）桥 SMBus接口 SDR（Sensor Data Record）SEL（Sensor Event Log）FRU（Field Replacement Unit）1.1 服务器基本分类1.2 服务器基础知识1.3 服务器部件技术1.4 服务器管理1.5 其它相关技术服务器基础知识服务器基础知识OS 和应用运行
36、在原来的特权级和应用运行在原来的特权级 VM1OS(1)VM-nAppAppOS(N)AppAppVT 增强并扩展了今天的软件解决方案增强并扩展了今天的软件解决方案VMM 运行在新的运行在新的“更高的更高的”特权级特权级VMM 通过新的程序转换机制获得通过新的程序转换机制获得 CPU CPU 的控制的控制虚拟化技术虚拟化技术VT服务器整合服务器整合灾难恢复灾难恢复测试和开发系统测试和开发系统遗留系统支持遗留系统支持,活动分区活动分区AppOSVMMIBMAppOSIBM0AppOSIBMnAppOSAppOSVMMIBMAppOSIBM0AppOSIBMnAppOSVMMIBMAppOSAppOSVMMIBMAppOSAppOSAppOS虚拟化使用场景虚拟化使用场景
