服务器

一种管理计算资源提供服务的设备

服务器(Serve)又称 伺服器 ,是网络环境下为客户提供各种服务的专用 计算机 ,在网络环境中,服务器承担着数据的存储、转发、发布等关键任务,是网络中不可或缺的重要组成部分。

服务器的主要功能是提供 网络服务 ,一般由 高性能计算机 承担。服务器上运行网络操作系统,通过网络操作系统控制和协调网络中各 工作站 的运行,处理和响应各工作站发来的各种网络操作要求。 服务器通常配备高性能的硬件和专门的操作系统,以确保其能够处理大量的请求,并提供高扩展性和高稳定性, 同时还具备 易用性 、 可管理性的特性。

服务器的概念来自于排队论,最早于1953年被 肯德尔 提出。 服务器的技术经历了从主机计算到 客户机 /服务器再到多层结构的三个阶段,涵盖了大型机、小型机、微机、Unix服务器、PC服务器、Web服务器等不同的类型和应用。 进入二十一世纪, 云计算 的出现和发展给服务器技术带来了新的变革, 云计算提供了不同的服务形式,如IaaS、PaaS和SaaS, 以及更先进的虚拟化技术,如容器技术。 随着云计算技术不断发展成熟,云计算市场也面临着新的需求和机遇。

服务器有多种类型,可以根据不同的标准进行分类。例如,按CPU类型,有RISC和IA两种架构; 按应用层次,有企业级、部门级、 工作组 级和入门级; 按用途,有文件、打印、通信和应用四种服务器; 按 机箱 结构,有台式(塔式)、机架式和刀片式三种服务器。不同类型的服务器可以在英特网应用中发挥各自的作用,满足不同的业务和应用需求。

发展历程

起源

服务器这个词语在 计算机网络 中使用来源于排队论(Queuing Theory), 它可以追溯到1953年肯德尔(Kendall)发表的介绍肯德尔记法(Kendall's notation)一文,文中首次将服务器(Server)与服务( Service )联系起来。

发展

自从1946年ENIAC(Electronic Numerical Integrator and 计算机 ,电子数值积分 计算机 )——第一台可编程的通用电子计算机诞生,计算机和相关技术迅速发展。 计算机应用体系结构先后经历了3个阶段,即主机计算(Mainframe)、 客户机 /服务器(Client/Server,C/S)和多层结构(N-Tier)。在主机计算阶段,计算机按性能规模划分为大型机、小型机和微机。

由于大型机技术复杂,而且多为专用系统、不开放,一般为主机/终端结构,因此一直被称为大型机,而不能称为服务器。为了适应市场需求,世界上第一台小型机——PDP-8在1963年被 迪吉多 研制出来。1969年,贝尔实验室和 麻省理工学院 共同在DEC公司的小型 计算机 上研制出了第一个多任务操作系统—— Unix 。 小型机通过与开放的 unix 操作系统的结合,达到了高性能和开放性的完美融合,被称之为Unix服务器,迅速普及到整个工业界和学术。后来,服务器也不局限于小型机的概念范围,也不依赖于某种操作系统,而包括各种档次的主机。也就是说,服务器不再以机器类型和操作系统分类,而是以应用方式分类。

微机中的工业标准服务器(俗称PC服务器)则起源于PC( personal computer )技术。自1981年IBM公司推出第一台个人电脑后,1982年 康柏电脑 (Compaq)公司推出第一台个人电脑 兼容机 以来,PC机迅速普及,成为个人办公的重要设备; 微软 公司开发的Windows系列操作系统和相关软件也随之成为个人计算的主要平台。随着企业对 计算机 实用系统和联网需求的进一步发展,PC服务器和Windows NT操作系统也应运而生,发展势头迅猛。同时PC服务器和NT操作系统也开始从小规模 局域网 办公环境向高端或集群系统发展。

随着 计算机网络 ,首先是局域网技术的发展和开放式系统的出现,计算机应用的体系结构进入了 客户机 /服务器阶段,当一台接入网络的计算机有其他计算机提供各种 网络服务 (如数据、文件的共享等)时,它就被当作服务器,而那些用于访问服务器资料的计算机则被称为客户机。

进入20世纪90年代以后,由于Intemet飞速式发展和Web技术日益成熟,由Tim Berners-Lee( 蒂姆·李 )于1990年创建的CERN httpd( 欧洲核子研究组织 超文本传输协议 守护程序)是最早的Web服务器,它标志着Web服务器的诞生。 计算机应用的体系结构进入了多层结构,在多层结构中,其核心层仍然是数据和应用服务器。

突破

进入二十一世纪, 云计算 的兴起开始改变服务器技术的面貌。2000年,“云计算”一词就已经出现在“ 康柏 ”的内部文件中。2006年, 亚马逊 ( Amazon )公司推出了一项Web服务,提供规模可调的云托管服务,让开发人员能够更轻易地使用 Web级计算(弹性云计算),这标志着云服务的开始。 同年, 谷歌 (Google)首席执行官 埃里克·施密特 (Eric Schmidt)也在搜索引擎大会(SES San Jose 2006)上首次提出了“ 云计算 ”(Cloud Computing)的概念。 云计算将计算任务分布在大量 计算机 构成的资源池上,资源池是可以自我维护和管理的 虚拟计算 资源,通常是一些大型服务器集群,包括计算服务器、存储服务器和宽带资源等。

2008年,云计算开始得到实际应用,出现了许多云计算提供商,如 微软 、谷歌、 亚马逊 等。 云计算的服务形式也逐渐分化为基础设施即服务/硬件即服务(IaaS/HaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS), IaaS为系统运行提供必要基础建设的云服务,相当于为 计算机 提供基础服务的服务器和存储器;PaaS为运行应用提供必要的硬件和OS等平台的云服务; SaaS软件部署在服务器上,用户无须参与软件的安装、维护、更新等,只需按实际需求和实际使用情况付费。 2010年,微软推出了 Microsoft Azure 云计算平台,提供了计算和存储等服务。 2013年,容器技术开始兴起,为 云计算 提供了更轻量级、更高效的虚拟化方案。 Docker 公司发布了开源的容器引擎Docker,使得容器技术得到了广泛的应用和发展。 截至到2015年,谷歌云计算已经拥有100多万台服务器,亚马逊、IBM、微软、 雅虎 等的“云”均拥有几十万台服务器。

2016年,云计算市场进入了成熟阶段,亚马逊、微软、 谷歌 等巨头之间的竞争日益激烈,同时也出现了一些专注于垂直领域的云 服务提供商 ,如 阿里云 、 腾讯云 、 华为云 等。 2020年,受 2019冠状病毒病疫情 的影响, 云计算 的需求和应用大幅增长,云计算被纳入国家“新基建”的范畴,云计算技术、产业、应用等多方面的发展呈现出新的趋势和机遇。

虚拟化作为云计算的基础,可以让一台物理服务器之上同时运行多台 虚拟服务器 。在用户眼中独立运行的虚拟服务器,底层却在共享物理服务器的CPU、 内存 等硬件资源。服务器技术的持续进步从物理服务器到云服务器、虚拟化技术等多个领域,不断推动着数字化和网络化时代的发展。

特性

服务器是专用 计算机 ,主要在网络环境中提供各种服务,如数据存储、转发和发布。它们比普通计算机具有更高的数据处理速度和系统可靠性,以满足连续工作的需求。服务器的硬件结构由PC发展而来,与PC类似,但包含特殊的服务器技术,以支持更高的负载、稳定性和扩展能力。

高稳定性

为了承担企业关键任务,服务器必须具备极高的稳定性,尤其在银行、医疗、电信等关键领域,它们需24小时不间断运行。这种稳定性远超普通PC,因此服务器的硬件与软件设计必须专门化。关键部件如 机箱 、电源、风扇等都需特别设计并提供 冗余 ,还有专门的服务器操作系统和应用软件。 服务器的处理器通常设定较低的主频以及 前端总线 用来减少发热,增加稳定性。 内存 技术采用ECC(错误检查和纠正)、Chipkill(一种ECC内存保护技术)、内存镜像和 在线备份 等,提升数据可靠性。此外, HDD 热插拔 技术和 磁盘阵列 也是为确保 数据安全 和服务器稳定运行而设计的。

高性能

服务器对于性能的要求同样很高,因为服务器是在网络计算环境中提供服务的 计算机 ,承载着网络中的关键任务,维系着 网络服务 的正常运行,所以为了实现提供服务所需的高处理能力,服务器的硬件采用与PC不同的专门设计。

服务器的处理器相对PC处理器具有更大的二级 缓存 ,高端的服务器处理器甚至集成了远远大于PC的三级缓存,并且服务器一般采用双路甚至多路处理器,来提供强大的运算能力。服务器的 芯片组 芯片组提供了对双路、多路处理器的支持。服务器的 内存 为了实现更高的数据可靠性和稳定性, 服务器内存 集成了ECC、Chipkill等内存检错纠错功能。在存储系统方面, 服务器硬盘 为了能够提供更高的数据读取速度,一般采用SCSI(小型计算机系统接口)接口和SAS(串行连接小型计算机系统接口)接口。此外服务器上一般会应用RAID技术,来提高 磁盘 性能并提供 数据冗余 容错 。

高扩展性

服务器的 可扩展性 是服务器适应应用变化的重要指标之一。服务器在成本上远高于PC,并且承担企业关键任务,一旦更新换代需要投入很大的资金和维护成本,所以相对来说服务器更新换代比较慢。 企业信息化 的要求也不是一成不变,所以服务器要留有一定的扩展空间。 高扩展性让服务器可以随着应用的增长,服务器系统能通过添加适当的资源而不必重新设置和更改应用的前提下,即可适应应用在容量、吞吐率、所支持的用户数等方面递增的性能要求。 相对于PC来说,服务器上一般提供了更多的扩展插槽,并且 内存 、 HDD 扩展能力也高于PC,如主流服务器上一般会提供8个或12个内存插槽,提供6个或8个硬盘托架。

易用性

服务器的易用性对于用户特别是一些技术力量相对薄弱的单位来讲至关重要。社会保险的一些基层机构一般很少配备专门的网络维护人才,因而应重视服务器的易用性。服务器由于其功能和技术方面的特征,使其在易用性上比PC机操作困难得多。因此,用户必须考虑的指标有:是否包括详细、全面而又易于查阅的各类文档;是否具有在线查询的用户导航软件;是否容易获得系统运行状态的各种信息;是否预装有可以对整个系统运行状况进行监控和报警的管理软件;是否具有可使用户易于对系统进行维护的详细指导资料等。

可管理性

服务器的可管理性主要体现在服务器的管理方式(如远程管理)、系统部件运行状态的自动监视、故降自动报警、 冗余 组件自动切换等方面,其最显著的作用就是减少维护人员的工时占用和避免系统停机带来的损失,它包括硬件管理和软件管理两方面。在硬件方面,通常的做法是在服务器上板上集成各种 传感器 ,用于实时监控服务器上各个硬件的工作,同时安装管理软件井借助 计算机网络 实现远程监控;软件方面则体现在网络操作系统提供了对服务器进行管理的工具。 服务器的管理性能直接影响服务器的 易用性 ,系统的可管理性既是IT部门的迫切要求,又对企业经营效益起着非常关键的作用。

架构和组成

硬件

网络环境中,要求指定的 计算机 能够存储数据,并能保护网络防止非法入侵,这种服务器与 台式机 相似,只是有更多的 内存 和存储器。确定一台服务器的依据是用户需求和整个网络的规模,服务器通常要保护 冗余 ,以避免异常停机。服务器的基本硬件是 中央处理器 、内存、 HDD 、主板、 网卡 、电源。

中央处理器

中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是一块超大规模的 集成电路 ,是一台 计算机 的运算核心和控制核心。 服务器应用的 中央处理器 , 缓存 通常比 台式机 系统的缓存要大很多,而且中央处理器还具有冗余的处理器电源模块。如果一个模块停止工作,其他模块会共享电源负荷,直到替换了有缺陷的模块为止。 企业级服务器 可以安装多个中央处理器,可以是对称的或者是非对称的。如果使用的操作系统不支持,则多处理器便没有价值了。Windows 2000 Server操作系统支持4个 中央处理器 ,Windows 2000 Advanced Server操作系统可支持8个 中央处理器 。

内存

内存(Memory)是 计算机 中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。 服务器的内存要比 台式机 的大很多,并且通常会结合最新内存技术。 服务器内存 最重要的方面就是奇偶校验和纠错,因为服务器要处理大量的数据,这两方面极其重要。

奇偶校验是一种数据校验方法,通过对 二进制 数求和并与指定数值比较来判断数据完整性。它可以设定为偶数或奇数校验。 纠错码 (Error-Correcting Code,ECC) 内存 ,又称错误检测和纠正内存,能够发现并修正单一位元的错误,同时检测多位错误。主流服务器多使用Registered ECC内存,这种内存因集成增强电流驱动的芯片而能支持更大内存容量,并通过特定电路确保内存信号同步,因此成为 服务器内存 的首选。

硬盘

HDD (Hard Disk Drive,HDD)是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有 铁磁性 材料。服务器是网络数据的核心, 服务器硬盘 就是这个核心的数据仓库,所有的软件和用户数据都存储在这里。对于用户,储存在服务器上的硬盘数据是最宝贵的,因此硬盘的可靠性就非常重要。为了使硬盘能够适应 大数据 量、超长工作时间的工作环境,服务器一般在速度、稳定、安全性方面都与普通 电脑硬盘 有较大区别,比如更快的读写速度,利用RAID技术实现 冗余 ,并且支持 热插拔 。

主板

主板(Mainboard),又称 系统板 (Systemboard)或母板(Motherboard);它安装在 机箱 内,是 计算机 最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形 电路板 ,上面安装了组成计算机的主要电路系统,所有的功能部件都连接到主板上。 服务器的主板考虑了数据吞吐量和冗余性,它的组件要比 台式机 中的质量高很多。服务器主板通常有一个集成的小型计算机系统接口(Small Computer System Interface ,SCSI)控制台,台式机一般都没有。服务器有 热交换 的硬驱,通常在廉价 磁盘 的 冗余 阵列5配置中。在这个配置中,当硬驱发生故障时,服务器可以采用另一个硬驱上的数据,系统不会发生中止。服务器主板可以安装多条 内存 ,对于可寻址的几兆 字节 内存的系统,这是可行的。

网卡

网卡 (Network Interface Card,NIC)是服务器必备的设备,用于服务器与 交换机 等网络设备之间的连接。 服务器一般会应用集成的网卡,可以是双端口。网卡提供了冗余,可以给网络分段。大部分网卡是100Mbps,1000Mbps网卡也在很多服务器上得到应用。集成的网卡能够以 总线 宽度访问总线,也就是说,如果总线是32位的,则网卡一次发送32位数据,如果总线是64位的,则网卡一次发送64位的数据。 服务器的 网卡 相对于传统的 台式机 具有数量多、数据传输速度快、CPU占用率低、安全性能高的特点。

电源

服务器电源 ( Power Source)的供电质量非常重要,它的抗干扰能力和线程化程度对服务器运行有很大影响。 因此服务器的电源必须为附加的 内存 , HDD 、 PCI 槽和冷却功能提供更多的能量。在 冗余 方面,可以采用两个电源共同分担服务器的负荷。当一个电源发生故障时,另一个电源能够处理服务器的负荷,直到发生故障的电源被修好或被替换掉。 UPS电池 (UPS)是电源的调节设备,在电源发生故障的情况下起作用。UPS包含电池和一个 变换器 ,该变换器在电源中断时可以提供一定时间的 电能 。选择UPS主要是考虑当前配置和电源故障发生时它能提供电能的时间。通过UPS,可以在电源发生故障的情况下安全的关闭服务器。

软件

操作系统

操作系统(Operating System,OS)是每台服务器上安装的第一个软件。它是控制和管理 计算机 硬件与软件资源、支持计算机联网通信、提供多种应用服务的基础软件,也是各类应用程序加载、运行的软件支撑平台。常用的操作系统分为 unix 、Windows、 Linux 和 NetWare 等。一台服务器能够安装和兼容哪一类操作系统一般在出厂时就已基本确定,用户在选购服务器时也会连同操作系统一起购买。

网络操作系统的性能除了取决于 网络硬件设备 的性能和网络结构设计外,在很大程度上会受到 局域网 中服务器的操作系统性能的影响。选择 工作组 级服务器的操作系统时,应考虑系统的可靠性,即能否负担大量用户的服务请求、以较快的速度处理数据、合理地排列服务等。无论在单机环境还是在联机环境中,系统是否便于使用和管理都是最大化雇员工作效率和满意度的关键因素。此外, 降低成本 也是绝大多数企业优先考虑的问题。Windows Server 2008 R2、Windows Server 2012 R2等操作系统凭借其标准的安全性、可管理性和可靠性等,成为小企业的首选。高级用户(尤其是对安全性比较关注的用户)可以考虑采用 Linux 。

类型及功能

按CPU类型分类

RISC架构服务器

RISC(Reduced Instruction Set 计算机 ,精简指令集)架构服务器使用RISC芯片,主要采用 UNIX 操作系统。 RISC的指令系统相对简单,只要求硬件执行有限且常用的部分指令,大部分复杂的操作使用成熟的编译技术,由简单指令合成。中高档 计算机 (特别是高档 计算机 )较多使用采用RISC指令系统的CPU( 中央处理器 ),主要的RISC处理器芯片生产商是IBM公司,其产品为Power系列处理器。

IA架构服务器

IA( 英特尔 Architecture , 英特尔 架构)架构服务器就是PC( personal computer )服务器,包含CISC(复杂指令计算)架构的服务器和VLIW(超长指令集)架构的服务器。 IA架构采用了开放体系结构,因而有大量的硬件和软件的支持者。

CISC架构的服务器

从 计算机 诞生以来,人们一直沿用CISC(Complex Instruction Set Computer,复杂指令系统计算)指令集方式。在CISC微处理器中,程序的各个指令按顺序串行执行,每条指令中的各个操作也按顺序串行执行。 顺序执行 控制简单,但 计算机 的利用率不高,执行速度慢。CISC架构的服务器以IA-32架构( 英特尔 架构)为主,主要采用Windows, Linux .84等操作系统,多为中低档计算机所采用。

VLIM架构的服务器

VLIW(Very Long Instruction Word,超长指令集)架构米用先进的EPIC(显示并行指令)设计,又称IA-64架构。VLIW要比CISC和RISC强,每时钟周期VLIW可运行20条指令,而RISC只能运行4条指令,CISC更少只能运行1~3条指令。VLIW的最大优点是简化了处理器的结构,删除了处理器内部许多复杂的控制电路,这些电路通常是超标量芯片(CISC和RISC)协调并行工作时必须使用的。VLIW的结构简单,芯片制造成本低廉,能耗少,其性能比超标量芯片高。基于VLIW架构的微处理器主要有 英特尔 公司的IA-64和 AMD 公司的X86-64,由于IA-64架构不能很好地兼容IA-32架构上的软件,因此基于IA-64的 计算机 占比并不高。

按应用层次分类

企业级服务器

企业级服务器属于高档服务器行列,普遍可支持4~8个CPU。 它一般具有多PCI通道和 内存 扩展板设计、高内存 带宽 、大容量热插拔硬盘和热插拔电源、超强的数据处理能力和群集性能等。企业级服务器的 机箱 一般为机柜式的,有的还由几个机柜组成,像大型机一样。企业级服务器产品最大的特点就是它具有高度的 容错 能力、优良的扩展性能、故障预报警功能、在线诊断,及 热插拔 性能。有的企业级服务器还引入了 大型计算机 的许多优良特性。这类服务器所采用的芯片也都是几大服务器开发、生产厂商独有的CPU芯片,所采用的操作系统一般是 unix 。

企业级服务器 用于联网 计算机 在数百台以上、对处理速度和 数据安全 要求非常高的大型网络。企业级服务器的 硬件配置 最高,系统可靠性也最强。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、通信或大型企业。

部门级服务器

这类服务器是属于中档服务器之列,可以支持2~4个CPU, 具备比较完全的硬件配置,如 磁盘阵列 、存储托架等。部门级服务器的最大特点是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,可监测如温度、电压、风扇、 机箱 等状态参数,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。

大多数部门级服务器具有优良的系统扩展性,能够在用户业务量迅速增大时及时 在线升级 系统,充分保护用户投资。它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 的首选,也可用于金融、电信等行业。 部门级服务器一般采用 unix 操作系统。

工作组服务器

工作组服务器是一个比入门级高一个层次的服务器,一般支持1~2个CPU。 它只能连接一个工作组(50台左右)数量的用户,网络规模较小,服务器的稳定性也不像 企业级服务器 那样高。工作组服务器具有以下几方面的特点:大容量 内存 、功能较全面、可管理性强、易于维护以及增强服务器管理功能的SM 总线 。

工作组服务器较入门级服务器来说性能有所提高,功能有所增强,有一定的 可扩展性 ,适用于为中小企业提供Web(网络)、Mail(邮箱)等服务,也可以用于学校的数字校园网、多媒体教室的建设等。 但 容错 和 冗余 性能仍不完善,也不能满足 大型数据库 系统的需求。

入门级服务器

入门级服务器通常只使用一个CPU,并根据需要来配置相应的内存和大容量 HDD 。 这类服务器所包含的服务器特性并不是很多,通常只具备以下几方面特性:具备一些基本硬件的备用部件,如硬盘、电源、风扇等;采用SCSI接口硬盘(也有采用SATA 串行接口 的);采用RAID技术。

这类服务器主要采用Windows或者 Linux 网络操作系统,这种服务器与一般的PC机很相似。入门级服务器所连的终端比较有限,其稳定性、 可扩展性 以及容错 冗余 性能仅适用于没有 大型数据库 数据交换 、日常工作网络流量不大,无须长期不间断开机的 小型企业 。

按用途分类

文件服务器

文件服务器在网络操作系统的控制下,文件服务器管理存储设备中的文件,并提供给网络上的各个客户端 计算机 共享。它只负责共享信息的管理、接收、发送,不帮助 工作站 对所要求的信息进行处理。这是网络中最普遍、最基本的应用。

打印服务器

打印服务器管理打印任务 队列 ,并将网络上的多个打印机提供给 客户机 共享。打印服务的开销一般不大,通常与文件服务器合并在一起。

打印服务器包括两部分。第一部分在 服务器端 。打印机可连接在一台独立的硬件打印服务器上,该服务器又与网络连接;或者打印机有一块内部打印服务器卡。第二部分是文件服务器或主机的打印服务器软件。该软件捕获一个打印输出,并将其发送到一个打印机队列。当发生打印问题时,优先检查打印机的打印服务器和文件服务器或主机上的打印服务器软件。

通信服务器

通信服务器用于管理 通信设备 ,将其提供给 客户机 共享,以减少网络的TCO(TotalCost Ownership ,总体拥有成本),并完成各个“小网”之间的连接和管理。由于需要不停地处理通信设备的硬件中断,所以通信服务器的CPU负载很重,在网络中一般使用专门的服务器来提高通信服务。

应用服务器

应用服务器 是指介于应用和操作系统之间为应用提供通用服务和功能的软件,功能通常包括数据管理、应用服务、消息传递、 身份验证 和API管理等。应用服务器为应用开发者提供便利,对 程序代码 运行所依赖的底层基础设施网络、存储以及操作系统底层包的复杂调用进行封装,制定了企业级应用开发规范,开发者只需遵循开发规范,基于预封装的接口即可快速开发应用程序,让开发者真正只专注于业务逻辑的实现,从而更有效地构建应用。

按机箱结构分类

台式服务器(塔式服务器)

台式服务器也称为塔式服务器, 它的外形与日常使用的立式PC差不多,由于其插槽多,所以 机箱 比较大,像个硕大的柜子。 塔式服务器的主板扩展性较强,配置可以很高, 冗余 扩展也可以很齐备,而且成本低。塔式服务器的应用范围非常广,是使用得最多的服务器,其局限性在于当需要采用多台服务器同时工作以满足较高的服务器应用需求时,由于塔式服务器个体比较大,占用空间多,不便于管理协同工作。

机架式服务器

机架式服务器机架式服务器的外形看起来不像 计算机 而像 交换机 ,有1U(1U=4.45cm)、2U、4U等规格。 机架式服务器是一种优化结构的 塔式服务器 ,占用空间小,便于统一管理, 电源线 和LAN 连接线 等整齐地放在机柜里,可有效防止意外。受到内部空间的限制,机架式服务器的扩充性有限,且散热性较差,应用范围也比较有限,只能专注于某一方面的应用,如应用于远程存储和Web服务的提供等。

刀片式服务器

刀片式服务器是一种高可用、高密度的低成本服务器平台,专门为特殊行业和高密度计算环境而设计,最适合群集计算和网络服务。其中的每个刀片就是一块系统主板。这些主板可以通过本地 HDD 启动自己的操作系统,类似于一台台独立的服务器。刀片式服务器是专门为特殊应用行业和高密度 计算机 环境设计 的,其主要结构为一个大型主体 机箱 ,内部可插上许多“刀片”,每块刀片为一块系统 母板 。 此时,每块主板运行自己的系统,服务于制定的用户群,相互之间没有关联。

此外,可以通过系统软件将“刀片”集合成一个服务器集群,在集群模式下,所有“刀片”可以连接起来提供高速的网络环境,并共享资源,为相同的用户群服务争在集群中插入新的“刀片”可以提高整体性能。由于每块“刀片”都支持 热插拔 ,因此系统可以轻松地进行替换,并将维护时间缩短到最短。 刀片式服务器比机架式服务器更节省空间,同时,散热要求也更高,往往要在 机箱 内安装大型强力风扇来散热。此类服务器虽然较节省空间,但是其机柜与刀片的价格较高,一般应用于大型的 数据中心 或者需要大规模计算的领域,如银行、电信、金融行业,以及 互联网数据中心 等。

管理维护

安全管理

若要对服务器进行安全管理,首先必须搞清其服务器的用途,针对服务器的服务功能和地位选择服务器各种技术,减少不必要的资源浪费,充分发挥服务器资源的性能。对于普通用户来说可以不采用双机容错、双机热备份、灾难性恢复、 内存 冗余 、CPU冗余等技术。

综合考虑各种服务器技术的优缺点,减少不必要的资源浪费,采用磁盘阵列技术和电源冗余技术及Windows NT服务器的安全技术就足以使服务器得到很大程度的安全。 磁盘阵列 和电源冗余要求每块SCSI磁盘的空间大小相同,3-32块磁盘,电源的功率相同才能得以保证磁盘阵列和电源的冗余,最好是型号相同的磁盘和电源。

性能监控

对服务器的内存使用率、CPU使用率、 HDD 运行情况等的监控和数据统计可以帮助管理人员了解和掌握服务器的状态, 实现对服务器与设备的统一管理。服务性的性能监控要包含支持对CPU、 内存 、硬盘等资源的消耗和使用情况的监视,以及支持对运行进程和服务的资源占用和状态的监视。

群集设计

服务器群集是一种将多台服务器通过软件和网络连接成一个 高可用性 的 计算机 群组 ,能够协同完成任务,对于客户端就像是一个单一的服务器。群集服务器之间共享数据存储空间,通过内部 局域网 互相监控状态,当一台服务器故障时,其应用程序会被其他服务器自动接管。 存储系统一般使用 磁盘 镜像或共享磁盘(如SAN系统)来实现数据共享。 服务器群集主要有三个方面的应用:一是用于提供不间断服务,具有 容错 和备份机制,如 双机热备系统 ;二是用于高负载业务,负载均衡技术有助于确保Web服务能够视情况灵活处理最重的通信负载,同时,保持对计划内和计划外服务器停机的戒备。 三是用于科学计算,通过在服务器上运行专门软件,把一个问题计算工作分布到多台 计算机 共同完成。

服务器群集的工作模式有三种:主动/被动模式、主动/主动群集模式以及服务器群集和网络均衡模式。主动/被动模式是一种 高可用性 但低效率的模式,它需要一台备机在主机故障时接管工作,数据通过共享存储系统保持一致。主动/主动群集模式是一种高效率但可能影响性能的模式,它需要两台或多台主机同时运行服务并互相检测,数据也通过共享存储系统保持一致。服务器群集和网络均衡模式是一种综合了前两种模式优点的模式,它需要多台主机一起工作并为服务定义备用主机,数据和负载通过共享存储系统和 负载均衡器 进行分配。

部署

服务器系统是网络资源管理的关键,其部署方式直接影响 网络性能 和效率。在大型网络中,建议将 公共服务 服务器置于网络中心,而将业务应用服务器分布在各部门子网中。中型网络应根据应用需求选择配置方案,如将相关应用部署在同一服务器或服务器 群组 上以提高效率。对于小型网络,由于维护和成本限制,建议使用易于维护、功能全面的入门级或 工作组 级服务器,并集中放置于网络中心。

性能指标

系统响应速度

系统响应速度是服务器性能主要指标之一。响应速度是指用户从输人信息到服务器完成任务给出响应的时间, 系统响应时间就是系统响应速度的直接体现形式,它是指从任一用户向服务器发出任务请求到服务器最终完成该项任务并把完成结果反馈给用户所需要的时间,时间越短证明了该系统的响应速度越快。

作业吞吐量

作业吞吐量也是服务器性能主要指标之一。作业吞吐量是指整个服务器在单位时间内完成的任务量。假定用户不间断地输入请求,则在系统资源充裕的情况下,单个用户的作业吞吐量与响应时间成反比,即响应时间越短,服务器在单位时间内完成的任务量就会提高,服务器的作业吞吐量也就会越大。

磁盘阵列

独立 磁盘 冗余 阵列(Redundant Array of Independent Disk,RAID)有时也简称为磁盘阵列(Disk Array)。在服务器的性能指标中,RAID配置是一项重要指标,因为服务器除具有较强的 网络服务 能力外,还具有资源共享能力,而其服务能力和资源共享能力又与其磁盘存储性能紧密相关。RAID是在服务器中普遍采用的技术。

RAID的基本原理是把多块独立的 HDD (物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),以提供比单个硬盘性能更高的存储技术和更为可靠的数据备份技术。一旦硬件损坏,利用备份信息可以恢复其上的数据,从而保障了用户数据的可靠性。组成 磁盘阵列 的方式称为RAID级别(RAID Level)。RAID技术经过不断的发展,已有RAID 0~RAID 7八种基本的RAID级别(可组合)。不同的RAID级别代表不同的存储性能、数据可靠性和存储成本。

未来趋势

云计算(无服务器计算)

随着互联网的发展,服务器已经成为了现代社会不可或缺的一部分。而随着云计算技术的不断发展,云服务器已经成为了未来的趋势。云服务器不仅可以提供更加稳定、高效的服务,还可以降低企业的运营成本。

云计算是一种基于互联网的计算方式,它将计算资源、存储资源和应用程序等服务通过互联网提供给用户。随着云计算技术的不断发展和成熟,越来越多的企业和个人开始使用云计算服务,云计算的普及程度将不断提高。 云计算 不仅可以应用于企业的I系统,还可以应用于医疗、教育、金融等各个领域,云计算的应用场景将不断扩大。 人工智能 、 大数据 、 区块链 等技术的应用,将为云计算带来更多的可能性。

AI服务器

AI服务器是一种能够提供人工智能(AI)的数据服务器。它既可以用来支持本地应用程序和网页,也可以为云和本地服务器提供复杂的AI模型和服务。Al服务器有助于为各种实时A|应用提供实时计算服务。AI服务器按应用场景可分为训练和推理两种,其中训练对芯片 算力 要求更高,推理对算力的要求偏低。

AI服务器行业产业链上游主要包括芯片、PCB、 连接器 、线缆、电源和各类接口等。中游主要包括服务器品牌商和 法兰茜 /ODM厂商,未来OEM/ODM或将逐步向JDM模式转变。下游主要是采购服务器的各类客户群体。此处列举的服务器下游终端客户群体主要是B端和G端客户,主要包括互联网厂商、云服务商、运营商、政府机构、金融机构等。

边缘计算

边缘计算是指在更接近数据生成的位置来处理、分析和存储数据,从而实现快捷且近乎实时的分析和响应。通过将强大的边缘计算移动到更靠近数据生成位置的地方,企业和服务提供商可以识别新的营收机会、提供创新性服务,并节约用于运营的时间和资金。边缘计算降低了数据处理延迟,提升了响应速度,并实现了更好的网络流量管理,同时符合安全和隐私的管辖要求。

边缘设备(从 智能相机 、移动销售点自助服务终端、医疗 传感器 和工业级电脑等物联网设备,到网关和计算基础设施)的使用日益增多,以便获得数据源上更快、接近实时的可操作洞察力,从而推动生成和收集的数据量的指数级增长。预计到2025年,75%的数据将在大部分数据生成的中央 数据中心 之外产生。企业收集的所有数据中有约90%将永远不会使用。 边缘计算 提供了一条途径,可以通过高性能处理、低延迟连接和安全平台从设备收集的数据中获益。

参考资料

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