服务器及服务器操作系统选择

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案例—服务器系统选择

1. 服务器的概念

服务器（server）是网络环境中的高性能计算机，它在网络操作系统的控制下，侦听网络上的其他计算机（客户机）提交的服务请求，将与其相连的硬件设备诸如硬盘(磁盘阵列)、磁带机、打印机、Modem及各种专用通讯设备等提供给网络上的客户站点（client）共享，也利用服务器上安装运行的各种软件系统诸如应用软件、DBMS等为网络用户提供计算、信息发布及数据管理等服务。服务器必须具有承担服务并且保障服务的能力，服务器作为网络的节点，存储、处理网络上 80%的数据和信息。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。尤其是随着信息技术的进步，网络的作用越来越明显，对信息系统的数据处理能力、安全性等的要求也越来越高，一个建立在网络上的信息系统，采用分类多服务器比采用一个服务器处理所有的业务思路可以大大减少风险。

2. 服务器分类

2.1 按用途分类

1) 面向计算类的服务器这类服务器面向科学计算、数学模型分析等，要求具有很高的CPU计算能力。这类服务器一般采用 ? 高档CPU； ? 或多CPU技术，支持对称多处理与非对称多处理技术； ? 对内存容量要求很高； ? 需要较高的高速缓冲技术； ? 强大的浮点运算能力。一般这类服务器，采用大型机（巨型机）或高档工作站。典型应用如气象部门天气预报的计算，大型的统计预测等。 2) 面向数据库的服务器这类服务器面向数据库计算，其上安装装载数据库管理系统（DBMS）。这类服务器一般要求有 ? 较好的并行处理能力； ? 高速的I/O吞吐量，具体体现在磁盘（硬盘）的读写速率和高速的网络适配器上； ? 较大的磁盘容量，可以配置磁盘阵列； ? 配置数据备份设备，如磁带机，配置备份策略； ? 如果是分布数据库计算模式，要求有较高的网络带宽；一般这类服务器，采用专用服务器设备，企业或部门级服务器，也可采用高档工作站。典型应用如银行中心数据库服务器，电信计费服务器，企业信息系统数据库服务器或数据仓库服务器。 3) 面向应用系统的服务器这类服务器是企业使用的应用系统服务器，其上装载运行着各种企业应用系统，一般属于Client/Server 计算体系结构的应用。这类服务器根据不同的具体应用有不同的要求：如作OLAP服务器，一般要求有 ? 较好的并行与异步处理能力； ? 浮点运算能力；

较高的网络带宽；如作OA服务器或文件服务器，一般要求有 ? 较高的安全性 ? 较高的I/O； ? 较高的网络带宽。一般这类服务器，采用专用服务器设备，企业或部门级服务器，也可采用高档工作站。典型应用如企业的Lotus Notes服务器或MS Exchange Server 服务器。 4) 面向通讯与网络系统的服务器这类服务器面向通讯和网络服务，这类服务器一般具有： ? 实时性要求，处理延时较短； ? 较高的并行与异步处理能力； ? 高速的I/O 吞吐量，具体体现在磁盘（硬盘）的读写速率和高速的网络适配器上； ? 较大的磁盘容量，可以配置磁盘阵列； ? 配置数据备份设备，如磁带机，配置备份策略； ? 较高的安全性； ? 较高的网络带宽。一般这类服务器，采用专用服务器设备，或采用高档工作站。典型应用如Web服务器，大型电子邮件服务器。 5) 面向多媒体与视像会议的服务器这类服务器面向多媒体通讯或多媒体网络服务，这类服务器一般具有： ? 大容量磁盘存储器，可以配置磁盘阵列； ? 较高的视像实时性要求，处理延时短； ? 高速的I/O吞吐量，具体体现在磁盘（硬盘）的读写速率和高速的网络适配器上； ? 足够高的网络带宽，一般采用 ATM交换机。一般这类服务器，采用专用服务器设备，或采用高档工作站。典型应用如视像会议系统，VOD

系统等。 6) 面向可视化与虚拟现实应用的服务器这类服务器面向多媒体，特别是图像处理业务，这类服务器一般具有： ? 高档CPU或多CPU技术，支持对称多处理与非对称多处理技术； ? 对内存容量要求很高； ? 需要较高的高速缓冲技术； ? 强大的浮点运算能力； ? 较高的并行处理能力； ? 具有高级图形处理能力的显示适配器； ? 高分辨率的显示器。一般这类服务器，采用专用工作站来实现。典型应用如图像处理系统。

2.2 按 CPU 类型划分

1） RISC服务器 RISC服务器即非x86 服务器，包括大型机、小型机和UNIX服务器。RISC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 或其他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。在服务器产品中，RISC服务器主要由几个大计算机公司, 如Oracle(SUN)、IBM、HP（Compaq（DEC））等的RISC UNIX结构的产品所控制，它们的服务器采用各自开发的操作系统UNIX或MVS,VMS等，被广泛用于数据库服务器、Internet服务器（www、E-mail）。这几个大计算机公司的服务器CPU如下：

SUN公司：SUN公司的处理器为UltraSPARC，以此处理器形成了品种齐全的服务器产品，包括 SPARCserver系列，SPARCcenter系列，SPARCcluster系列，Netra Internet系列，New Sun Fire, Sun Enterprise等。操作系统为Solaris。 ? IBM公司：IBM公司的处理器为PowerPC，以此处理器形成了品种齐全的服务器产品，如RS/6000 系列，操作系统为AIX。 ? HP公司:HP公司的RISC处理器为HP-PA，操作系统为HP UNIX ，以及收购Compaq公司后拥有的 RISC处理器Alpha，操作系统为Digital UNIX和Windows NT。 2） PC服务器 PC服务器即x86 服务器，又称CISC（复杂指令集）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System x系列服务器、HP的Proliant 系列服务器等。相对RISC服务器，价格便宜、兼容性好、稳定性和安全差，主要用在中小企业和非关键业务中，例如中小型局域网的文件或数据库服务器。PC服务器与台式机的区别 ? 可靠性要求不同：服务器要加一些监控手段，监控电压和温度，内存采用奇偶校验并能自动就错的专用ECC(Error Correction Code)内存，网卡，硬盘一般采用可靠性好的产品。 ? 扩展性要求不同：服务器都是塔式机箱，提供的设备安装托架要多，如PC服务器一般要求有六个左右硬盘托架。 ? 对外设的访问速度不同：服务器一般使用高速的SCSI接口的硬盘，并把SCSI控制器集成在主板上；网卡采用速度高的产品。对PC服务器性能的衡量 ? 作文件服务器时，对CPU的处理能力相对要求较低，首先应考虑的测试指标是数据吞吐率，可以使用NetBench来测试。一般CPU对吞吐率的影响不太大，一下是Intel的ALTServer在各种速度下的吞吐量测试数据。 ? 作C/S服务器时，对CPU的处理能力相对要求高，甚至要选择多个CPU的SMP结构方能满足要求。服务器的性能一般采用TPS（Transactions Per Second, 事务处理每秒）值来衡量，TPS就是衡量服务器在单位时间内所能相应的事物个数，一般使用ServerBench来测试。 PC服务器中一些常用技术 ? SMP(Symmetric Multiple Processor, 对称多处理器)：对称多处理器技术是为了弥补单个CPU处理能力的不足而引入的一种体系结构，它可以利用多个CPU的并行工作来显著提高整体的系统性能以及系统的可靠性，它是一种紧耦合的分布式处理模式，每个CPU具有相同的内存视图和I/O视图，内存中只需要一个操作系统的副本，任务可以在任何一个CPU上运行，对上层而言是透明的。SMP 需要特殊的操作系统。目前有两种结构： (a) 共享Cache 结构：实现较容易，一般两个CPU插槽都做在主板上，两个CPU对一个CPU性能只提高20~30%。 (a) 独立Cache结构：实现较复杂，一般采用独立的CPU卡实现，两个CPU对一个CPU性能提高很大，可以提高 80~90%。如HP的LS系列服务器。 ? 磁盘阵列技术:一般指

的是RAID（Redundant Access Independent Disk, 冗余阵列磁盘），也就是采用多余的硬盘对信息进行冗余保存，从而提高磁盘的可靠性。 ? 热插拔技术:是一种不停机恢复故障硬盘的技术，一般需要磁盘阵列配合使用。 ? ECC内存:Error Correction Code技术，可以自动究错，一般能够检测两位错误，自动纠正任何一位错误。

2.3 按应用层次划分

按应用层次划分，即按服务器档次划分或按网络规模划分，是较为普遍的服务器划分方法，它主要根据服务器在具体应用中的层次或服务器的综合性能来划分，分为入门级服务器、工作组级服务器、部门级

服务器和企业级服务器。 1）入门级服务器这类服务器是最基础的一类服务器，与PC 机的配置相似。这类服务器的特性如下： ? 采用基于IA架构的专用服务器CPU芯片； ? 有一些基本硬件的冗余，如硬盘、电源、风扇等，但不是必须的； ? 通常采用SCSI接口硬盘，现在也有采用SATA串行接口的； ? 部分部件支持热插拨，如硬盘和内存等，这些也不是必须的； ? 通常只有一个CPU，但也有扩展性 ? 内存容量也不会很大，通常会采用带ECC纠错技术的服务器专用内存。这类服务器主要采用Windows网络操作系统，可以充分满足办公室型的中小型网络用户的文件共享、数据处理、Internet接入及简单数据库应用的需求。 2）工作组服务器工作组服务器是比入门级高一个层次的服务器，但仍属于低档服务器之类。只能连接一个工作组（50 台左右）那么多用户，网络规模较小。工作组服务器具有以下几方面的主要特点： ? 通常仅支持单或双CPU（可能更多）结构的应用服务器 ? 可支持大容量的ECC内存和增强服务器管理功能的SM总线； ? 功能较全面、可管理性强，且易于维护； ? 采用Intel服务器CPU和Windows／NetWare网络操作系统，但也有一部分是采用UNIX系列操作系统的； ? 可以满足中小型网络用户的数据处理、文件共享、Internet接入及简单数据库应用的需求。 3）部门级服务器该类服务器是属于中档服务器或RISC类服务器，是企业网络中分散的各基层数据采集单位与最高层的数据中心保持顺利连通的必要环节，一般为中型企业首选，也可用于金融、邮电等行业。部门级服务器的特点： ? 一般都支持双CPU 以上的对称处理器结构，具备比较完全的硬件配置，如磁盘阵列、存储托架等。 ? 良好的可靠性：除了具有工作组服务器全部服务器特点外，还集成了大量的监测及管理电路，具有全面的服务器管理能力，可监测温度、电压、风扇、机箱等设备的状态，结合标准服务器管理软件，使管理人员及时了解服务器的工作状况。 ? 良好的扩展性：大多数部门级服务器具有优良的系统扩展性，能够满足用户在业务量迅速增大时能够及时在线升级系统，充分保护了用户的投资。部门级服务器可连接 100 个左右的计算机用户、适用于对处理速度和系统可靠性高一些的中小型企业网络，其硬件配置相对较高，其可靠性比工作组级服务器要高一些。由于这类服务器需要安装比较多的部件，所以机箱通常较大，采用机柜式的。 4）企业级服务器企业级服务器是属于高档服务器行列，适合运行在需要处理大量数据、高处理速度和对可靠性要求极高的金融、证券、交通、邮电、通信或其他大型企业中。企业级服务器除了具有部门级服务器全部服务器特性外，最大的特点就是它还具有高度的容错能力、优良的扩展性能、故障预报警功能、在线诊断和RAM、PCI、CPU等具有热插拨性能。

2.4 按安置方式划分

1）独立安置的服务器安置服务器时，服务器不需要其他辅助支撑的服务器。 2）机架式服务器安置服务器时要考虑服务器的体积、功耗、发热量等物理参数，企业通常将服务器部署在专用机房

中。机房通常设有严密的保安措施、良好的冷却系统、多重备份的供电系统，机房的造价昂贵。为在有限的空间内安置更多的服务器，机架服务器是首选。机架服务器尺寸符合 19 英寸工业标准，具有 1U （4.45cm高）、2U、4U、6U、8U等厚度。通常 1U的机架式服务器最节省空间，但性能和可扩展性较差，适合一些业务相对固定的使用领域。4U以上的