服务器的架构和组成

一．服务器概述服务器是指在局域网中，一种运行管理软件以控制对网络或网络资源（磁盘驱动器、打印机等）进行访问的计算机，并能够为在网络上的计算机提供资源使其犹如工作站那样地进行操作。从广义上讲，服务器是指网络中能对其它机器提供某些服务的计算机系统（如果一个PC对外提供ftp服务，也可以叫服务器）。从狭义上讲，服务器是专指某些高性能计算机，能通过网络，对外提供服务。相对于普通PC来说，稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通PC有所不同。服务器作为网络的节点，存储、处理网络上80％的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂。做一个形象的比喻：服务器就像是邮局的交换机，而微机、笔记本、PDA、手机等固定或移动的网络终端，就如散落在家庭、各种办公场所、公共场所等处的电话机。日常的生活、工作中的电话交流、沟通，必须经过交换机，才能到达目标电话；同样如此，网络终端设备如家庭、企业中的微机上网，获取资讯，与外界沟通、娱乐等，也必须经过服务器，因此也可以说是服务器在“组织”和“领导”这些设备。服务器的构成与微机基本相似，有处理器、硬盘、内存、系统总线等，它们是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。服务器的功能：提供服务-IP地址将一种资源共享给多个请求者-数据库将一种设备共享给多个请求者-打印机为其他系统开放网关-Web提供处理能力-数字存储内容-数据二．服务器的主要分类服务器往往被用于运行企业或个人的关键业务，所以对其性能与可靠性方面的要求会远远高于桌面电脑。一般来说服务器的CPU、内存、网络、存储都会使用企业级部件。譬如相比桌面电脑常用的Intel酷睿系列CPU，服务器的CPU往往会采用性能更稳定强大的Intel至强（Xeon）系列或者IBM的Power系列。而内存也会采用带有诸如ECC效验等自恢复功能的高速企业级内存。为了满足特定的业务需求，不同种类的服务器又会在网络、存储、内存、显卡等方面进行强化。如电信行业采用的服务器往往会配备高速网卡以配合高速交换机；数据仓库应用中的服务器往往会配备高速光纤卡以便通过光纤接口（FabricChannel）与存储网络配合。按照体系架构来区分，服务器主要分为两类：非x86服务器：包括大型机、小型机和UNIX服务器，它们是使用RISC（精简指令集）或EPIC处理器，并且主要采用UNIX和其它专用操作系统的服务器，精简指令集处理器主要有IBM公司的POWER和PowerPC处理器，SUN与富士通公司合作研发的SPARC处理器、EPIC处理器主要是HP与Intel合作研发的安腾处理器等。这种服务器价格昂贵，体系封闭，但是稳定性好，性能强，主要用在金融、电信等大型企业的核心系统中。x86服务器：又称CISC（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和Windows操作系统的服务器，如IBM的Systemx系列服务器、HP的Proliant系列服务器等。价格便宜、兼容性好、稳定性差、不安全，主要用在中小企业和非关键业务中。CISC型CPUCISC是英文“ComplexInstructionSetComputer”的缩写，中文意思是“复杂指令集”，它是指英特尔生产的x86(intelCPU的一种命名规范)系列CPU及其兼容CPU(其他厂商如AMD,VIA等生产的CPU)，它基于PC机(个人电脑)体系结构。这种CPU一般都是32位的结构，可称为IA-32CPU。(IA:IntelArchitecture，Intel架构)。CISC型CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。RISC型CPURISC是英文“ReducedInstructionSetComputing”的缩写，中文意思是“精简指令集”。它是在CISC(ComplexInstructionSetComputer)指令系统基础上发展起来的，相对于CISC型CPU，RISC型CPU不仅精简了指令系统，还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”，架构在同等频率下，采用RISC架构的CPU比CISC架构的CPU性能高很多，这是由CPU的技术特征决定的。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。根据不同的业务需求与应用场景可以将服务器架构分为通用式服务器、机架式服务器、刀片服务器和企业服务器。下面将以IBMSystemx为例介绍这些架构的组成、特点与适用场景。直立式服务器(塔式服务器):为可独立放置于桌面或地面的服务器,大都具有较多的扩充槽及硬盘空间.无需额外设备,插上电即可使用,因此使用最为广泛。外形上和立式桌面电脑很相似，不过其主板可扩展性更高。此种服务器一般使用入门级至强处理器如E5-2400,E3-1200，也可以使用低成本的酷睿、奔腾、赛扬系列。适用于中小型企业的文件与打印、电子邮件与协作、防火墙、分布式分支机构等业务。机架式服务器：机架式服务器外形有别于桌面计算机，更像交换机，其使用工业标准尺寸可以安放在标准的19英寸机柜中。相比塔式服务器机架式服务器更节约空间，同时性能上也更强大。为可装上机柜之服务器,主要作用为节省空间,机台高度以1U为单位,1U约44mm,因空间较局限,扩充性较受限制,例如1U的服务器大都只有1到2个PCI扩充槽.此外,散热性能成为十分重要的因素,此时,各家厂商的功力就在此展现了。缺点是需要有机柜等设备,多为服务器用量较大的企业使用。此种服务器一般采用中端的至强系列处理器如E5-2600、E5-4600。适用于文件与打印、零售、网络基础架构、分布式应用程序、Web服务、Web2.0、虚拟化、光数据库、ERP应用程序、小型HPC安装、ERP部署和虚拟化。刀片服务器:可算是比机架式服务器更节省空间的产品.主要结构为一大型主体机箱,内部可插上许多卡片,一张卡片即相当于一台服务器.当然,散热性在此非常重要,往往各家厂商都装上大型强力风扇来散热.此型服务器虽然空间较节省,但光是主体机箱部份可能就所费不赀,除大型企业外较少使用。企业服务器企业服务器拥有更高的性能与可靠性，可以满足严苛业务需求。企业服务器一般需要安置在标准机架上工作，所以外形上类似于机架式服务器，另外也有高性能的刀片版本。此类服务器一般采用高端的至强系列处理器，例如XeonE7系列。可以提供超大的内存容量、内存带宽和存储空间以优化数据库和虚拟环境。适用于虚拟化、数据库和企业级工作负载的平衡系统。以IBMSystemx3850X5andx3950X5为例。IBMSystemx3850X5基于最新一代IBM®企业级X架构®技术和英特尔®处理器构建，可在节能、经济的设计中提供卓越的性能和无与伦比的可靠性。其最大的优点是能提供超凡的可扩展性和灵活性，帮助客户在正确的时间获得正确的功能。客户需要以比以往更快的速度将解决方案部署在数据中心内并产生回报。x3950X5工作负载优化系统是交钥匙式的解决方案，专为高性能数据库或虚拟化环境而配置。多个型号均配置实现了处理能力、内存、高性能存储、网络和软件的出色平衡，可以针对客户的数据库应用程序、虚拟化或SAPHANA环境自由选择。x3850X5服务器允许自由选择极其灵活的配置以及内存扩展功能。模块化的构建模块设计使客户既能够按照当前需求自定义系统，又能够应对不断变化的工作负载。可从双处理器系统扩展为拥有多达4个处理器。可以添加第二个系统，以便创建一个八处理器系统。起始配置为2个内存DIMM，可凭借双节点系统和2个MAX5内存扩展选件扩展至多达192个。根据环境变化重新分配资源。x3850X5能够满足客户的当前需求，同时提供一种简便、经济有效的升级途径，可在客户做好准备时更改环境。IBMSystemx3850X5下一代服务器（PureSystems）如今，IT领导者正在运用各种方法努力打造智慧的运算。许多领导者使用灵活的通用系统构建自己量身定制的系统，随后对这些系统进行优化，以满足其特定的业务环境需求。但为了成功实现优化，这些领导者需要耗费大量的时间和精力。此外，企业领导者还会利用高级硬件设备的简便性来打造智慧运算环境，并当这些方法奏效之后，他们会充分利用云计算的弹性。为此IBM推出了包含最佳实践和专家能力的PureSystems专家集成系统。专家集成系统是指功能构建块。这些构建块是数千次部署、成熟最佳实践、创新思维和IT行业领先地位的完美结晶。专家集成系统分为两种类型：平台系统和基础架构系统。这两种专家集成系统均可节省您IT专业人员的时间和技能，使您的团队能够集中精力专注于创新和发展。这些集成式系统可向整个企业各个级别的不同角色提供专家能力，无论是业务领导者、还是数据中心经理概不例外。以IBMPureFlexSystem为例。PureFlexSystem是具有专家集成技能的完整基础架构系统。这款IBM产品为您提供了一款集成式的计算系统，它将服务器、存储设备、网络、虚拟化和管理全面结合至单一结构中。PureFlexSystem性能提供的预置专家能力可帮助企业领导者简化管理，灵活部署使用统一管理的虚拟和硬件资源的集成模式。高效性和操作的灵活性有助于支持业务领导者以更低的成本快速部署IT服务。此外，PureFlexSystem建立在数十年的专家能力基础上。因此，它能够支持您深入集成并集中管理综合全面的开放式基础架构系统。这样，您有望显著降低管理和部署系统所需的技能成本和培训成本。按照用途分类如下：文件服务器：文件服务器根据客户端的请求，对数据进行存储、检索及更新。打印服务器：有了打印服务器，就不必在每个客户端上安装打印机。并且，打印服务器支持各种打印机类型及打印队列。数据库服务器：数据库服务器的主要功能就是从磁盘存储、搜索、检索及更新数据。Email服务器Email服务器作为电子邮件的存储库及路由器，负责将电子邮件发送到目的地。Web服务器Web服务器用于寄存Web网页，并可运行服务器密集型Web应用。基础服务器-DNSDNS服务器负责处理客户端的名称解析请求。基础服务器–DHCPDHCP服务器负责处理客户端的IP地址请求。虚拟化服务器虚拟化平台能够使多操作系统在相同的物理硬件上同时运行。三．IBM的x86服务器IBM的x86服务器主要是SystemX系列（以X开头的服务器均为X系列服务器的型号）。IBMSystemx系列服务器是基于Intel和AMD的x86架构处理器而开发的，主要面向中小型企业。从最初的PC服务器发展到现今的企业级x系列服务器架构，IBMSystemx经历了四代的演变，融合了IBM开发大型主机的40多年经验，能够向用户提供低成本、高可用性、高可靠性及可扩展的企业级应用服务器。同时IBMSystemx还向用户提供了一系列灵活的系统管理工具，使得系统的维护更为便捷和高效。IBM公司的服务器产品包括IBMSystemz,IBMSystemi,IBMSystemp,IBMSystemStorage和IBMSystemx。如图所示，IBM采用了在大型机和小型机（IBMSystemz，IBMSystemi和IBMSystemp）多年来的技术优势和深厚积累，比如群集扩展性能，高可靠性，高可用性和高可管理性，把一系列领先技术（光通道、远程联接诊断、超级并行交换开关、热插拔和热添加）系统地移植到Systemx服务器，从而使IBMSystemx系统地吸收了IBM四十多年来在高可靠企业计算系统方面的技术精华。IBMSystemx的名字起源于IBM的PC服务器，后来更名Netfinity，然后更名为eServerxSeries，现在是Systemx，但贯穿其中不变的是IBM企业级x系列服务器架构（EnterpriseX-Architecture），为用户提供了以前IBM仅向大型机和其它高端系统用户提供的高级功能。如下表所示，IBMSystemx具有高可用性，高灵活性，开放性，高性能和高扩展