1、 服務器硬件入門到精通2目錄（Content） 服務器硬件入門到精通 服務器基礎 服務器分類 服務器硬件架構 RAID技術什么是服務器3服務器基本概念（公交車/小汽車）4服務器是網絡數據的節點和樞紐，是一種高性能計算機，存儲、處理網絡上80%的數據、信息，負責為網絡中的多個客戶端/用戶同時提供信息服務，因此也被稱為網絡的靈魂。服務器類似公交車，承載大家的業務，PC類似小汽車，承載個人業務。服務器公交車個人電腦小汽車服務器RASUM特性5服務器基準測試體系6根據計算的TPC值，去查詢7業界提供了TPC-C和SPEC兩種算法，這里按照TPC-C的算法計算CPU 性能基線 SPEC8性能基線：衡量C

2、PU性能指標的參數（SPEC是一個標準化組織）。9目錄（Content） 服務器硬件入門到精通 服務器基礎 服務器分類 服務器硬件架構 RAID技術服務器分類 （外觀）10機架式（RACK）服務器 標準電信機房設備，寬度為19英寸，高度U計量，每 U為1.75英寸，即4.445cm。 通常有1U, 2U, 4U和8U，以2U和1U發貨為主，其次是4U和8U。刀片（Blade）服務器 （類似高端交換機） 一種更高密度的服務器平臺。可插 計算刀片/存儲刀片/網絡刀片。 一個機箱里可插入(820塊)“刀片”，每一塊“刀片”實際上就是一塊系統主板。 市場主流刀片服務器包括 HP BL460c Gen8

3、，IBM HS23，Dell M820，華為BH622 V2等塔式(Tower)服務器 立式和臥式機箱服務器，可放置在辦公環境。機箱結構較大(類似臺式電腦)。 塔式服務器密度低，多為單處理器系統（有少部分為雙處理器系統）。 圖形工作站，噪音大。主流淘汰服務器分類 （外觀）11塔式服務器機架式服務器刀片式服務器服務器分類12按照處理器個數 （單路、兩路、多路） 路：一臺服務器內部支持的CPU個數 核：多個芯片集成在一個封裝內 線程：線程越多，性能越強節點：2U4節點 實際上是2U 4臺服務器 胖節點與瘦節點 （胖節點：大于兩路的服務器）按照應用場景文件、ERP、WEB、FTP、數據庫郵件、視頻監

4、控、流媒體、游戲服務器等Intel XEON E5-2680V414核28線程2.4GHz，35M智能緩存Intel XEON E5-2650V412核24線程2.2GHz，30M智能緩存Intel XEON E5-2630V410核20線程2.2GHz，25M智能緩存Intel XEON E5-2620V48核16線程2.1GHz，20M智能緩存Intel XEON E5-2603V46核6線程1.7GHz，15M智能緩存服務器分類（使用群體）13工作組服務器（入門級）文件服務器打印服務器部門級服務器WEB服務器ERP服務器企業級服務器 數據庫服務器虛擬化服務器Intel XEON E5-2

5、680V414核28線程2.4GHz，35M智能緩存Intel XEON E5-2650V412核24線程2.2GHz，30M智能緩存Intel XEON E5-2630V410核20線程2.2GHz，25M智能緩存Intel XEON E5-2620V48核16線程2.1GHz，20M智能緩存Intel XEON E5-2603V46核6線程1.7GHz，15M智能緩存超融合服務器14刀片服務器已經集成了交換機和存儲設備（插卡） 共享背板空間原因：內存/硬盤 容量擴展影響受冷卻條件和緊湊機箱的限制，刀片服務器CPU性能較低超融合服務器高效利用空間，2U4節點 網絡一般還是獨立交換機自帶服務器

6、虛擬化/存儲虛擬化/云操作系統等軟件銳捷超融合云一體機 UDS152U4節點 超融合服務器相當于2U空間放進4臺服務器2U四路服務器 和 2U四節點服務器 一樣嗎?2U四路服務器= 1個姚明 2U四節點服務器= 4個潘長江銳捷超融合云一體機 UDS16浪潮超融合產品17浪潮超融合架構演進圖2016InCloud Rail 2000InCloud OS 1.0InCloud OS 4.02014InCloud Rail 3000InCloud Rail 10002010機架服務器存儲網絡網絡計算與存儲分離第一代融合架構計算與存儲集成第二代融合架構計算、存儲與網絡集成InCloud OS 5.0機

7、架服務器SDC網絡SDSInCloud OS 2.0、3.02012、2013計算與存儲分離，軟件定義服務器分類（指令集）18復雜指令集 CISC（Complex Instrction Set Computer） 因特爾生成的x86系列CPU（Intel除安騰系列外都是復雜指令集CPU） AMD全系列CPU精簡指令集 RISC（Reduced Instruction Set Computer）小型機（IBM、HP、SUN） 專用平臺、專用系統 Unix 大型應用后臺密集集中處理高端服務器普遍采用RISC指令集CPU擴展：Intel CISC與IBM RISC之爭CISC兼容性強RISC性能高S

8、cale up / Scale out / Scale in19Scale up20特點大量CPU私有平臺/操作系統很多應用運行在一臺服務器缺陷非常昂貴很大的故障域龐大的服務器Scale Out21特點很少的CPUX86平臺普通操作系統 Win/Linux一臺服務器跑單個應用缺陷較低的服務器利用率較高的電力與制冷費用普通服務器Scale in22減少冗余設備的投資電力與制冷的節省共享交換，降低接線復雜度快速的硬件供給刀片/超融合服務器23目錄（Content） 服務器硬件入門到精通 服務器基礎 服務器分類 服務器硬件架構 RAID技術服務器硬件組成24服務器硬件組成（華為）25服務器硬件組成2

9、6服務器核心組件CPU決定計算能力指標 內存影響處理效率指標I/O決定數據吞吐指標硬盤本地數據存儲指標CPU和內存27酷睿系列用于PC至強系列用于服務器系列型號規格內核/線程主頻內存常用于E52650v310/202.3GHzDDR3/42路服務器E52650v412/242.2GHzDDR4E54650v412/282.2GHzDDR44路服務器E74830v414/282.3GHzDDR44路服務器E78860v418/362.2GHzDDR48路服務器每個系列都有眾多的型號和規格選配V3規格的CPU即將下市，后續全面由 V4 取代一般來說同型號CPU，v4規格的性能比v3規格的提升近50

10、%以上內存分為DDR3和DDR4兩種規格（16G/32G/64G），現在一般是用DDR4服務器性能指標-TPC28TPC=TASK * S * F / (T * C)TASK：每分鐘業務交易量S：復雜程度比例F：業務發展冗余T：峰值交易時間C：CPU處理余量案例：某業務 每秒2000次業務訪問量，即每分鐘120000次訪問，峰值交易時間為1分鐘，檢索查詢的經驗系數取7.5，那么在5年內數據庫服務器的TPC-C值估算：TPC=TASK * S * F / (T * C) =（2000*60） * 7.5 * （1+30%）5 / 1* （1-0.5） =1670818即需要一臺拓撲TPC值不小于

11、1670818的服務器。根據計算的TPC值，去查詢29業界提供了TPC-C和SPEC兩種算法，這里按照TPC-C的算法計算CPU 性能基線 SPEC30性能基線：衡量CPU性能指標的參數（SPEC是一個標準化組織）。硬盤 （容量 轉速）312-3塊小容量硬盤安裝操作系統其他的配大容量硬盤存儲業務數據硬盤主要指標對比尺寸2.5寸3.5寸大尺寸便宜小尺寸占空間小類型SSDSATA和SASSSD速度最快也最貴；SAS適中；SATA最慢也最便宜轉速7.2K10K轉速越大數據讀寫越快，但越貴吞吐6Gb12Gb吞吐越大數據讀寫越快，也越貴容量G級別T級別G級別一般裝系統T級別一般存數據I/O32網卡：服務

12、器連IP網絡，面向用戶HBA卡：服務器連存儲，面向數據RAID卡：用來做數據本地備份板載IOM2智能模塊，一般代表這個卡集成了，不用單獨配，除非數量不夠如果數量不夠可以多配，但是要注意PCI-E插槽數量33目錄（Content） 服務器硬件入門到精通 服務器基礎 服務器分類 服務器硬件架構 RAID技術RAID基本概念-定義34RAID （Redundant Array of Independent Disks）即獨立磁盤冗余陣列，RAID技術將多個單獨的物理硬盤以不同的方式組合成一個邏輯硬盤，從而 提高了硬盤的讀寫性能和數據安全性。RAID 0數據條帶化，無校驗RAID 1數據鏡像，無校驗R

13、AID 3數據條帶化讀寫，校驗信息存放于專用硬盤RAID 5數據條帶化，校驗信息分布式存放RAID 6數據條帶化，分布式校驗并提供兩級冗余RAID 0+1先做RAID 0，后做RAID 1，同時提供數據條帶化和鏡像RAID 10類似于RAID 0+1，區別在于先做RAID 1，后做RAID 0RAID 50先做RAID 5，后做RAID 0，能有效提高RAID 5的性能 同時采用兩種不同的RAID方式還能組合成新的RAID級別: 根據不同的組合方式可以分為不同的RAID級別:RAID基本概念-數據組織及存取方式35數據組織形式分塊：將一個分區分成多個大小相等的、地址相鄰的塊，這些塊稱為分塊。它

14、是組成條帶的元素。條帶：同一磁盤陣列中的多個磁盤驅動器上的相同“位置”（或者說是相同編號）的分塊。分塊條帶硬盤0硬盤2硬盤1硬盤3分條RAID基本概念-熱備與重構36熱備（HotSpare）的定義： 當冗余的RAID組中某個硬盤失效時，在不干擾當前RAID系統的正常使用的情況下，用RAID系統中另外一個正常的備用硬盤自動頂替失效硬盤，及時保證RAID系統的冗余性。熱備一般分為兩種：全局式：備用硬盤為系統中所有的冗余RAID組共享專用式：備用硬盤為系統中某一組冗余RAID組專用熱備重構數據盤A1A0P熱備盤A0A1PXOR重構故障數據盤校驗盤A2A2XOR數據盤更換RAID基本概念-邏輯卷37在

15、RAID的基礎上可以按照指定容量創建一個或多個邏輯卷，通過LUN（Logic Unit Number）來標識物理磁盤RAID邏輯卷RAIDLUN1LUN2LUN3分割常用RAID技術- RAID0 RAID138 沒有容錯設計的條帶硬盤陣列，以條帶形式將RAID組的數據均勻分布在各個硬盤中 又稱鏡像（Mirror），數據同時一致寫到主硬盤和鏡像硬盤RAID0RAID1EDCBAEDCBAABCDE=數據數據LHDKGCJFBIEAABCDEFGH裸容量：12塊*2T=24T有效容量：RAID0（12塊*2T）=24T最少2塊，不允許壞硬盤裸容量：12塊*2T=24T有效容量：RAID1（12塊

16、*2T）=12T最少2塊，允許壞1塊硬盤常用RAID技術- RAID3 RAID539P4A3A2A1A0B4P3B2B1B0C4C3P2C1C0D4D3D2P1D0E4E3E2E1P0異或運算A0B0C0D0A1B1C1E1A2B2D2數據D0C0B0A0D1C1A1B1D2C2A2B2PDPCPAPBABCD異或運算數據盤校驗盤 帶有校驗的并行數據傳輸陣列，數據條帶化分布在數據盤中，同時使用專用校驗硬盤存放校驗數據 與RAID 3機制類似，但校驗數據均勻分布在各數據硬盤上，RAID成員硬盤上同時保存數據和校驗信息，數據塊和對應的校驗信息保存在不同硬盤上。RAID 5是最常用的RAID方式之

17、一RAID3RAID5裸容量：12塊*2T=24T有效容量：RAID5（N-1）=22T最少3塊，允許壞1塊硬盤常用RAID技術- RAID640A1A3A2A4A7A10A8A5A9A13A6A15A11A12A16異或運算A1A2A3A4A5A6A7A9橫向校驗盤：P1P4為各個數據盤中橫向數據的校驗信息例：P1=A1 XOR A2 XOR A3 XOR A4斜向校驗盤：DP1DP4為各個數據盤及橫向校驗盤的斜向數據的校驗信息例：DP1=A1 XOR A6 XOR A11 XOR A16P1P2P3P4橫向校驗盤斜向校驗盤數據盤A8DP1DP2DP3DP4A14DP5裸容量：12塊*2T=

18、24T有效容量：RAID6（N-2）=20T最少4塊，允許壞2塊硬盤RAID組合 RAID10 RAID0141 將鏡像和條帶進行兩級組合的RAID級別，第一級是RAID1鏡像對，第二級為RAID 0。RAID10也是一種應用比較廣泛的RAID級別 將RAID5和RAID 0進行兩級組合的RAID級別，最低一級是RAID 5，第二級為RAID 0RAID10RAID50RAID1RAID1RAID0RAID5RAID5RAID0ABCDEFGHP13F1A2P02A1A0B2B1P01B0P03C1C0P00A0B0D0E0A1C0D1F0B1C1D2P12D1D0E2E1P11E0F0P10

19、硬盤0硬盤1硬盤2硬盤3硬盤4硬盤5異或運算LHDKGCJFBIEA常用RAID技術對比42RAID級別RAID0RAID1RAID5RAID6RAID10可靠性最低高較高最高高冗余類型無鏡像冗余校驗冗余校驗冗余鏡像冗余空間利用率100%50%（N-1)/N（N-2)/N50%性能最高最低較高較高高允許壞盤數量0N/212N/2有幾塊校驗盤，就最多允許壞幾塊盤常用RAID 典型應用場景43RAID級別RAID 0RAID 1RAID 3RAID 5 /6RAID 10應用場景迅速讀寫，安全性要求不高，如圖形工作站等隨機數據寫入，安全性要求高，如服務器、數據庫存儲領域連續數據傳輸，安全性要求高，如視頻編輯、大型數據庫等隨機數據傳輸，安全性要求高，如金融、數據庫、存儲等數據量大，安全性要求高，如銀行、金融等領域RAID2.0 技術：兩層虛擬化44物理硬盤存儲池PoolChunkCKG主機看見LUN多種類型硬盤同時存放于存儲池每個硬盤空間被切分成精細粒度的塊Chunk(64MB)來自不同硬盤