本文主要介绍服务器的概念、常见的服务器技术和架构组成,此外将详细介绍磁盘、RAID知识,网卡概念、分类和主流厂商和产品,内容大致分为3部分。
第1章、服务器通用基础知识
简单来说,服务器就是在网络中为其他客户机提供服务的计算机;具有高性能、高可靠、高IO数据传输能力等特点,企业从基础的邮件、打印到核心应用如ERP、数据库等业务,再到我们所熟悉的互联网业务,创新大数据服务、天气预报HPC高性能计算等都离不开大规模服务器的支持。
服务器主要由CPU、内存、硬盘、模组、RAID卡组成,配合电源、主板、机箱等基础硬件组成。
CISC :主要是两家,包括IntelCPU(非安腾系列)、AMD CPU。
RISC: 服务器领域主要是IBM Power系列、Sun Spark系列,消费级的代表是ARM架构的CPU。
2017年7月,Intel正式发布了代号为Purley的新一代服务器平台,包括代号为Skylake的新一代Xeon CPU,命名为英特尔至强可扩展处理器(Intel Xeon Scalable Processor,SP),也宣告了延续4代的至强E5/E7系列命名方式的终结。
Xeon至强可扩展处理器不再以E7、E5的方式来划分定位,而代之以铂金(Platinum)、金(Gold)、银(Silver)、铜(Bronze)的方式。Skylake是新命名方式的第一代产品,Cascade Lake是是二代,共用Purley平台。
大型机 :普通人很少接触,用于大规模计算的计算机系统大型机通常用于政府、银行、交通、保险公司和大型制造企业。特点是处理数据能力强大、稳定性和安全性又非常高
小型机 :往往应用于金融、电力、电信等行业,这些用户看重的是Unix *** 作系统和专用服务器RAS特性、纵向扩展性和高并发访问下的出色处理能力。这些特性是普通的X86服务器很难达到的,所以在数据库等关键应用一般都采用“高大贵”的小型机方案。
x86服务器 :采用CISC架构处理器。1978年6月8日,Intel发布了一款新型的微处理器8086,意味着x86架构的诞生,而x86作为特定微处理器执行计算机语言的指令集,定义了芯片的基本使用规则。
ARM服务器 :ARM全称为Advanced RISC Machine,即进阶精简指令集机器。ARM是RISC微处理器的代表作之一,最大的特点在于节能。
C/S是Client/Server的缩写,服务器通常采用高性能的PC、工作站或小型机,并采用大型数据库系统,如Oracle、Sybase、Informix或 SQLServer,客户端需要安装专用的客户端软件。
B/S是Browser/Server的缩写,客户机只要安装浏览器(Browser),如Netscape Navigator或Internet Explorer,服务器安装Oracle、Sybase、Informix或 SQLServer等数据库。在这种结构下,用户界面完全通过浏览器实现,一部分事务逻辑在前端实现,但是主要事务逻辑在服务器端实现。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。
网卡在TCP/IP的模型中,工作在物理层和数据链路层,用来接收和发送数据。除了数据的收发,网卡还有一些其他功能:
1、代表固定的地址: 数据发送出去,发给谁,又从哪里接收。这都是通过IP区分的
2、数据的封装、解封: 比如寄一封信,信封里的信纸是data,信封是帧头和帧尾。
3、链路管理 :因为以太网是共享链路的,在使用时候可能会有其他人也在发送数据。如果同时发送,就会产生冲突,这就要求在发送的时候,检测链路的状态是否空闲;
4、数据的编码和译码 :在物理介质中,传送的是电平或光信号。这时就需要将二进制数据转换成电平信号或光信号。
5、发送和接收数据
我们再来说说网卡的分类。随着计算机网络技术的飞速发展,为了满足各种环境和层次的应用,出现了不同类型的网卡。
总线分类 :PCIe、USB、ISA、PCI,ISA/PCI等总线是比较早期的网络总线,现在已很少用了,USB接口的网卡主要用在消费级电子中。
结构形态:集成网卡(LOM)、PCIe标卡网卡、Mezz卡。
应用类型 :按网卡所应用的的计算机类型来区分,可以将网卡分为应用于工作站的网卡和应用于服务器的网卡。
电口,PC上常见到的那种网口接口,这种接口叫RJ45,使用的是普通的网线
光口,用于连接光模块,网卡上用于插光模块的接口,我们叫光笼子。
光模块按封装形式,可以分为SFP+、SFP28、QSFP+,其中SFP+和SFP28在结构外观上是一致的,可以相互兼容,只是SFP28支持的速率更高,可以达到25G,而SFP+一般只到10G。QSFP+在外观形态上与SFP+差异很大,两者不兼容。QSFP+应用在40G以上速率上。
DAC线缆是直连铜缆,这种铜缆的模块头是和线缆一体的,不需要再配置光模块。电缆的衰减大,一般只有1m,3m,5m长度的,但价格便宜,是短距离传输的最佳解决方案。
AOC叫做有源光缆,一根AOC线缆相当于两个光模块+光纤,也是一体的,这种线缆数据传输可靠性高,但价格贵。
这是早期的一种的接口类型网卡,在上世纪80年代末,90 年代初期几乎所有内置板板卡都是采用ISA总线接口类型,一直到上世纪 常见的以太网卡
90年代末期都还有部分这类接口类型的网卡。当然这种总线接口不仅用于网卡,像现在的PCI接口一样,当时也普遍应用于包括网卡、显卡、声卡等在内所有内置板卡。
ISA总线接口由于I/O速度较慢,随着上世纪90年代初PCI总线技术的出现,很快被淘汰了。目前在市面上基本上看不到有ISA总线类型的网卡。不过近期出现一种复古现象,就是在一些品牌的最新的i865系列芯片组主板中居然又提供了几条ISA插槽,真是令人费解! 这是目前最新的一种在服务器开始使用的网卡类型,它与原来的PCI相比在I/O速度方面提高了一倍,比PCI接口具有更快的数据传输速度(20版本最高可达到266MB/s的传输速率)。目前这种总线类型的网卡在市面上还很少见,主要是由服务器生产厂商随机独家提供,如在IBM的X系列服务器中就可以见到它的踪影。PCI-X总线接口的网卡一般32位总线宽度,也有的是用64位数据宽度的。
但目前因受到Intel新总线标准PCI-Express的排挤,是否能最终流行还是未知之数,因为由Intel提出,由PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)颁布的PCI-Express无论在速度上,还是结构上都比PCI-X总线要强许多。目前Intel的i875P芯片组已提供对PCI-Express总线的支持,有专家分析预计将在明年底逐步普及这一新的总线接口。它将取代PCI和现行的AGP接口,最终实现内部总线接口的统一。 这种总类型的网卡是笔记本电脑专用的,它受笔记本电脑的空间限制,体积远不可能像PCI接口网卡那么大。随着笔记本电脑的日益普及,这种总线类型的网卡目前在市面上较为常见,很容易找到,而且现在生产这种总线型的网卡的厂商也较原来多了许多。PCMCIA总线分为两类,一类为16位的PCMCIA,另一类为32位的CardBus。
CardBus是一种用于笔记本计算机的新的高性能PC卡总线接口标准,就像广泛地应用在台式计算机中的PCI总线一样。该总线标准与原来的PC卡标准相比,具有以下的优势:第一,32位数据传输和33MHz *** 作。CardBus快速以太网PC卡的最大吞吐量接近90 Mbps,而16位快速以太网PC卡仅能达到20-30 Mbps。第二,总线自主。使PC卡可以独立于主CPU,与计算机内存间直接交换数据,这样CPU就可以处理其它的任务。第三,33V供电,低功耗。提高了电池的寿命,降低了计算机内部的热扩散,增强了系统的可性。第四,后向兼容16位的PC卡。老式以太网和Modem设备的PC卡仍然可以插在CardBus插槽上使用。 这是最为常见的一种网卡,也是应用最广的一种接口类型网卡,这主要得益于双绞线以太网应用的普及。因为这种RJ-45接口类型的网卡就是应用于以双绞线为传输介质的以太网中,它的接口类似于常见的电话接口RJ-11,但RJ-45是8芯线,而电话线的接口是4芯的,通常只接2芯线(ISDN的电话线接4芯线)。在网卡上还自带两个状态批示灯,通过这两个指示灯颜色可初步判断网卡的工作状态。
图7所示的是台式机所用的PCI总线类型RJ-45以太网卡,笔记本专用的PCMCIA总线接口的网卡,因其结构限制,所以通常不直接提供RJ-45接口,而是通过一条转接线来提供的,不过也有一些PCMCIA笔记本专用网卡直接提供RJ-45以太网卡。 这种接口类型的网卡是应用于ATM光纤(或双绞线)网络中。它能提供物理的传输速度达155Mbps。
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