服务器主要技术.ppt

服务器的基本知识,2010,年,9,月,硬件系统部,汇报提纲,技术瓶颈,X5,架构简述,X5,的技术核心,X3,架构简述,服务器的冗余,技术瓶颈,随着企业的发展和业务变化，,IT,基础设施会因新增加的应用和计划外的增长变得越发复杂，企业日益增长的业务需要更多的服务器和存储设备来支持，同时也带来了复杂度和资金投入的增加。三种以上的服务器平台带来的管理难题让,IT,人员越来越头痛。另外一个大问题是，所购买的服务器中大部分使用率都不高，这意味着客户在,IT,架构中的投入未能被最有效地使用。企业正在为,IT,环境快速增长所带来的复杂性和高额成本投入烦恼不已,简介,IBM X5,的架构,IBM,将会推出其第五代服务器架构,EX5,，以往,X,架构只运用到,4,路和,8,路等多路服务器上，新一代的,EX5,将全面涵盖到,IBM X86,服务器之上，不仅仅包括,4,路和,8,路服务器，在普通的双路服务器和刀片服务器中也将采用,EX5,架构，这将极大的增强,IBM,中低端服务器产品的整理能力,IBM X5,架构的优势,通过独特的扩展功能来提供最大内存,快速的集成数据访问,节点分区功能提供极高的灵活性,提供面向目标工作负载的优化配置,技术核心,该,eX5,芯片组是思科推出的统一计算（,UCS,）系统内存扩展能力的反击，思科“内存扩展技术”的关键是在主板上使用了名为,Catalina,的缓冲芯片，可以将,CPU,每通道,DIMM,数从原来的,2-4,个扩展到,8,个，由于每个至强,5500 CPU,有,3,个,DDR3,内存通道，每台刀片有两个,CPU,，这样就一共有了,48,个,DIMM,插槽；如果出于成本考虑使用,4GB,内存条，内存容量为,192GB,，如果使用,8GB,内存条，最大内存容量就达到了,384GB,截图,X5,架构的技术核心,整合在处理器,/,内存控制器中，通过最小化前端总线的阻塞和充分降低延迟而提高系统的整体性能，这一性能的改善相比于,x86,架构的设计是非常显著的,虚拟化平台,VMware,Infrastructure,为数据中心管理和优化套件，适用于高响应能力的数据中心。具有动态，高效，可用的特点,虚拟化平台,IBM Systems x,拥有世界最先进的虚拟化技术（,VMware,Xen,Virtual,Iron,Hyper),，帮助您整合服务器系统，降低硬件支出和管理成本：,节省数据中心空间并提高灵活性，可将服务器利用率从,5-12%,提高至,85%,X3,架构的核心,X3,架构的核心是第三代企业级,X-,架构芯片组,Hurricane,，它为,x366,提供了集成的处理器和内存控制器，从而显著缩短内存延迟，这款芯片组是由一支跨平台的架构设计团队为,x,系列服务器特别设计的，他们的研发成果包括,IBM,著名的创新技术，如：,Cell,芯片，,Power,芯片，,蓝色基因,超级计算机。,X3,架构,与上一代产品,x365,服务器相比，性价比显著提高。,切实减少了处理器到内存的延迟，这一点对于企业商业负载来说十分重要。拟,XceL4v,动态服务器高速缓存可提供智能高速缓存功能，内存延迟极低，以至于不必需物理四级缓存。,具备集成探测过滤器和远程目录功能的嵌入式动态随机访问内存,(DRAM),。,3,个扩展端口，运行速度均高达,6.4GB/,秒，在业界速度最快。,高达,266MHz,的,Active PCI-X 2.0,，是上一代的两倍，并向后兼容传统,PCI,和,PCI-X,X3,架构,大幅降低处理器、,I/O,通讯和远程记忆读取的延迟时间至前一代架构的,3/1,，以提升性能,整合高端虚拟功能，强化服务器稳固性并提供随需扩充能力,整合,snoop,过滤功能，加速商业应用程序运算,拥有内嵌式内存和内嵌式,DRAM,，大幅提升处理器间的通讯速度,增加内存镜像和单一位错误控制等功能，确保虚拟储存器零当机,高可靠性、可用性和扩充性的建置，如嵌入式动态随机储存器,(,eDRAM,),、动态内存,(Active Memory),、远程系统管理与安全的高度整合等。,服务器冗余,双机热备份,该方案是由两台服务器系统和一个外接共享磁盘阵列柜（也可没有，而是在各自的服务器中采取,RAID,卡）及相应的双机热备份软件组成,单机容错技术,在一台服务器实现高性能容错的，它的容错能力要远比服务器群集和双机热备份中容错能力要高，所以更加适合那些如证券、电信、金融、医疗等对容错能力特别苛刻的行业,服务器冗余,双机热备份,服务器冗余,双机热备份,1,双机热备模式即目前通常所说,active/standby,方式,2,双机互备模式，是两个相对独立的应用在两台机器同时运行，但彼此均设为备机，当某一台服务器出现故障时，另一台服务器可以在短时间内将故障服务器的应用接管过来，从而保证了应用的持续性,3,双机双工模式：是目前,cluster,（群集）的一种形式，两台服务器均为活动，同时运行相同的应用，保证整体的性能，也实现了负载均衡和互为备份,服务器冗余,单机备份,最大的优势就在于它能够自动分离故障模块，在不中断运行的情况下，进行模块调换，对损坏的部件进行维护，并且在一切物理故障消除后，系统会自动重新同步运行，从而有效的解决了客户的后顾之忧,服务器冗余,磁盘镜像,:,将相同的数据分别写入两个磁盘中,:,磁盘双联,:,为镜像磁盘增加了一个,I/O,控制器,就形成了磁盘双联,使总线争用情况得到改善,;,RAID:,廉价冗余磁盘阵列,（,Redundant array of inexpensive disks,）的缩写。顾名思义,它由几个磁盘组成,通过一个控制器协调运动机制使单个数据流依次写入这几个磁盘中。,RAID3,系统由,5,个磁盘构成,其中,4,个磁盘存储数据,1,个磁盘存储校验信息。如果一个磁盘发生故障,可以在线更换故障盘,并通过另,3,个磁盘和校验盘重新创建新盘上的数据。,RAID5,将校验信息分布在,5,个磁盘上,这样可更换任一磁盘,其余与,RAID3,相同。,I/O,卡,:,对服务器来说,主要指网卡和硬盘控制卡的冗余。网卡冗余是在服务器中插上双网卡。冗余网卡技术原为,大型机,及中型机上的技术,现在也逐渐被,PC,服务器所拥有。,PC,服务器如,Micron,公司的,NetFRAME9200,最多实现,4,个网卡的冗余,这,4,个网卡各承担,25,的网络流量。康柏公司的所有,ProSignia/Proliant,服务器都具有容错冗余双网卡。,PCI,总线,:,代表,Micron,公司最高技术水平的产品,NetFRAME,9200,采用三重对等,PCI,技术,优化,PCI,总线的带宽,提升,硬盘,、网卡等高速设备的数据传输速度。,CPU:,系统中主处理器并不会经常出现故障,但对称多处理器（,SMP,）能让多个,CPU,分担工作以提供某种程度的容错。,电源容错：多配置一个电源，出现错误，电源自动换成新电源。,服务器冗余检查,循环冗余检查（,Cyclical Redundancy Check,），就是在每个数据块（称之为帧）中加入一个,FCS,（,Frame,CheckSequence,，帧检查序列）。,FCS,包含了帧的详细信息，专门用于发送,/,接收装置比较帧的正确与否。如果数据有误，则再次发送。这是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，在每个数据块（称之为帧）中加入一个,FCS,（,Frame Check Sequence,帧检查序列）并将得到的结果附在帧的后面，,FCS,包含了帧的详细信息，专门用于发送,/,接收装置比较帧的正确与否。接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。若,CRC,校验不通过，系统重复向硬盘复制数据，陷入死循环，导致复制过程无法完成,RAID,简介,提高传输速率和提供容错功能是最大的优点,RAID,是一种把多块独立的,硬盘,（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），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。组成磁盘阵列的不同方式成为,RAID,级别,RAID0,（,无差错控制的带区组）,要实现,RAID0,必须要有两个以上硬盘驱动器，,RAID0,实现了带区组，数据并不是保存在一个硬盘上，而是分成数据块保存在不同驱动器上,RAID1,（,镜象结构,）,RAID,控制器必须能够同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作,RAID2,（海明码校验）,RAID 2,同,RAID 3,类似，两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节。然而,RAID 2,使用一定的编码技术来提供错误检查及恢复,RAID3,（奇偶校验码的并行传送）,这种校验码与,RAID2,不同，只能查错不能纠错。它访问数据时一次处理一个带区，这样可以提高读取和写入速度,它像,RAID 0,一样以并行的方式来存放数据，但速度没有,RAID 0,快,RAID4,：带奇偶校验码的独立磁盘结构,RAID4,和,RAID3,很象，不同的是，它对数据的访问是按数据块进行的，也就是按磁盘进行的，每次是一个盘,RAID5,：分布式奇偶校验的独立磁盘结构,它的奇偶校验码存在于所有磁盘上，其中的,p0,代表第,0,带区的奇偶校验值，其它的意思也相同。,RAID5,的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性，允许单个磁盘出错。,RAID 5,也是以数据的校验位来保证数据的安全，但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位，而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。这样，任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。硬盘的利用率为,n-1,。但是它对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难,RAID6,：两种存储的奇偶校验码的磁盘结构,它是对,RAID5,的扩展，主要是用于要求数据绝对不能出错的场合。当然了，由于引入了第二种奇偶校验值，所以需要,N+2,个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂，写入速度也不好,RAID7,：优化的高速数据传送磁盘结构,RAID7,所有的,I/O,传送均是同步进行的，可以分别控制，这样提高了系统的并行性，提高系统访问数据的速度；每个磁盘都带有高速缓冲存储器，实时操作系统可以使用任何实时操作芯片，达到不同实时系统的需要。允许使用,SNMP,协议进行管理和监视，可以对校验区指定独立的传送信道以提高效率。可以连接多台主机，因为加入高速缓冲存储器，当多用户访问系统时，访问时间几乎接近于,0,。由于采用并行结构，因此数据访问效率大大提高。需要注意的是它引入了一个高速缓冲存储器，这有利有弊，因为一旦系统断电，在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失，因此需要和,UPS,一起工作。价格昂贵,RAID10,：高可靠性与高效磁盘结构,这种结构无非是一个带区结构加一个镜象结构，因为两种结构各有优缺点，因此可以相互补充，达到既高效又高速还可以互为镜像的目的。大家可以结合两种结构的优点和缺点来理解这种新结构。这种新结构的价格高，可扩充性不好,