第2章 服务器

第2章服务器在很多大中型网络中，都有一个非常重要的核心设备，那就是服务器。

它在提供企业对内对外的各种服务中起着关键的作用。

本章介绍服务器的一些基础知识，使大家对服务器有一个初步的认识。

2.1 初识服务器2.1.1服务器的主要性能特点服务器英文名称“Server”，指的是在网络环境中为客户机（Client）提供各种服务的、特殊的专用计算机。

在网络中，服务器承担着数据的存储、转发、发布等关键任务，是各类基于客户机/服务器（C/S）模式网络中不可或缺的重要组成部分。

其实对于服务器硬件并没有一定的硬性规定，特别是在中、小型企业，它们的服务器可能就是一台性能较好的PC机，不同的只是其中安装了专门的服务器操作系统和软件。

专业的服务器虽然与PC机有很大对区别，但说到底其实也是一种计算机，它也是由PC机发展而来的。

在早期网络不是很普及的时候，并没有服务器这个名称，当时在整个计算机领域只有大型计算机和微型计算机两大类。

只不过随着网络，特别是局域网的发展和普及，“服务器”这个中间层次的计算机开始得到业界的接受，并随着网络的普及和发展不断得到发展。

虽然服务器也与PC机一样由主板、CPU、内存、硬盘等组成，外观上基本类似，但这些硬件均不是普通PC机所用的，都是专门开发用于服务器环境的。

正因如此，服务器的价格通常非常高，中档的服务器都在几万元左右，高档的达几十、上百万。

当然，目前我们也见到了许多标价仅几千元的名牌服务器，如DELL和HP都有这样的服务器。

但这些服务器都属于入门级的服务器，在性能方面仅相当于一台高性能PC机，可以称之为“PC服务器”。

正因如此，这些服务器也只具有很少部分服务器性能。

随着PC计算机技术的不断发展，服务器和PC技术之间出现了一些反常现象，原来一直以来都是PC技术落后于服务器技术，PC机的许多技术都是从服务器中移植过来；但现在发生了一些改变。

因为PC机中许多性能都得到了极大的提高，如CPU高主频、800MHz总线频率、SATA串行磁盘接口、PCI-Express接口和超线程技术等，这些新技术对于服务器来说同样是从未有过的，而且其相应性能要好于服务器原有对应性能，所以这些技术也很快在当前最新的服务器中得到广泛应用。

当然，服务器仍还有许多其先进的特殊性能。

作为一台服务器首先要求的是它必须可靠，即“可用性”。

因为服务器所面对的是整个网络的用户，而不是本机登录用户，只要网络中有用户，服务器就不能断。

在一些特殊应用领域，即使没有用户使用，有些服务器也不得间断地工作，因为它必须持续地为用户提供连接服务，而不管是在上班，还是下班，也不管是工作日，还是休息、节假日，这就是为什么服务器首先必须要求具备极高的稳定性能的根本原因。

一般来说专门的服务器都需要24小时不间断工作，特别是像一些大型的网络服务器，如大公司所用服务器、网站服务器以及提供公众服务器的Web服务器等。

这些服务器也许真正工作开机的次数只有一次，那就是它刚买回来全面安装配置好后投入正式使用的那一次，一直到它彻底报废。

还有，服务器要为这么多用户提供服务，没有高的连接和运算性能是无法承受的，这就是指的服务器“可利用性”。

我们平时一人用一台机都觉得慢，如果服务器也像我们平常所用的PC一样，那么多用户的请求又如何能及时得到计算机的响应并完成呢？所以服务器在性能和速度方面也是与普通PC机有很大区别的。

为了实现高速，一般服务器是通过采用对称多处理器安装、插入大量的高速内存等方面来保证，这样也就决定服务器在硬件配置方面也与普通的计算机有着本质的区别。

它的主板上可以同时安装几个甚至几十、上百个（如SUN的FIRE 15K可以支持到106个CPU）服务器专用CPU。

这些CPU与普通PC机中的CPU是完全一样。

我们知道普通CPU最重要的参数是主频，主频越高，运算速度越快，但在服务器CPU中却远不是这样的，通常服务器CPU的主频比较低，如现在Intel的服务器CPU主频通常在P4-2.0GHz左右，远低于当前PC机CPU3.0GHz左右的主频，但这些服务器CPU都具有非常好的运算性能。

因为一方面CPU主频越高，工作时所散发的热量就越多，给服务器带来不稳定因素；另一方面，服务器运算性能的提高，不是通过主频的提高来达到的，而是通常在其他参数方面加强得到的，而且多数中、高档服务器还可通过对称多处理器系统来大幅提高服务器的整体运算性能，根本没必要在单个CPU中通过主频的提高来提高运算性能。

在CPU配置方面还要注意的一点就是，服务器的CPU个数一定是双数，即所谓的“对称多处理器系统”。

在内存方面的配置也一样，无论是在内存容量，还是性能、技术等方面都与普通PC机所用内存有根本的区别。

另外，服务器还须具有一定的“可扩展性”，那是因为网络不可能长久不变，如果没有一定的可扩展性，一旦用户增多，服务器就会因不堪重负而遭到淘汰，这对企业来说是无法承受的。

为了保持高的可扩展性，通常需要在服务器上具备一定的可扩展空间和冗余件（如磁盘矩阵位、PCI和内存条插槽位等）。

在服务器的主要特点方面，还有一个重要方面，那就是服务器必须具备一定的自动报警，并配有相应的冗余、备份、在线诊断和恢复系统，以备出现故障时及时恢复服务器的运作，即“可管理性”。

虽然我们说服务器需要不间断持续工作，但再好的产品都有出现故障的一天，拿人们常说的一句话来说就是：不是不知道它可能坏，而是不知道它何时坏。

服务器虽然在稳定性方面有足够的保障，但一旦出现故障怎么办，如果像我们平时所用的计算机一样停下进行维修，对于一个大型的服务器来说是不可能的事，这样就很可能造成整个网络的瘫痪，所带的损失是无法用金钱来衡量的。

服务器生产厂商为了解决这一难题提出了许多新的技术，如冗余技术、系统备份、在线诊断技术、故障预报警技术、内存查纠错技术、热插拔技术和远程诊断技术等，使绝大多数故障能够在不停机的情况得到及时修复。

以上介绍的服务器“四性”，“可扩展性、可用性、可管理性和可利用性”，也即我们经常所见的服务器“SUMA”。

服务器的“四性”特征在后面对内容中会不断体现。

2.1.2服务器的主要外观特点上面介绍了服务器在性能方面的主要特点，这些特点可能还比较抽象；下面从外观上介绍服务器的一些主要特点，以增强大家对服务器的感性认识。

服务器几个外观特点：1．机箱大从外观结构上看，服务器的机箱一般比较大，有的虽然外观上看似与普通PC机差不多，实际上还是要大些，哪怕是入门级的PC服务器。

如图2-1是IBM系列的各种服务器组成的服务器“群”的外形图，视觉上就很有分量。

图2-1当然，服务器的机箱大是有大的理由的。

一方面是由于服务器需要安装、连接的设备多，需占用较大空间，同时还要准备一些备用设备安置位，如磁带机、磁盘阵列、多PCI或PCI-X插卡等，也需要占用空间。

服务器通常要与许多设备进行连接，如在服务器主板或专用板卡中要插上许多适配器卡，有的还要安装几个可热插拔的硬盘和电源（俗称“冗余电源”），一般还安装有供系统备份和恢复用的磁带机。

另外，由于安装、连接的设备多，工作时发热量也非常大，必须有足够的空间来散热，以确保服务器能长时间稳定工作。

以上这些都决定了服务器的机箱架构就必须要比普通PC机要大，即便是一些媒体所说的DIY PC服务器，为了保证服务器长期稳定工作，也必须加大机箱，在选购或配置PC服务器时一定要注意。

当然以上所说的机箱大，只是针对综合型塔式服务器而言的。

随着近几年服务器应用的细化，各大服务器厂商针对各种具体应用推出了专门的功能型服务器，如一些针对空间密集型环境应用，推出的服务器产品，如机架式服务器，刀片式服务器等，在占用空间方面做了特别的优化，大大减小了机箱所占空间。

如图2-2所示的就是一款机架式机架功能服务器Dell PowerEdge 2850。

图2-22．硬盘、内存容量大这一点也很容易理解，服务器要面对众多的用户，接受所有用户的请求，而且还必须安装、保存许多大容量的服务器专用系统、软件，以及其他一些数据库文件，这都要求服务器的硬盘容量要足够大。

以前因为硬盘容量比较小（早期的才几百兆），所以通常采取磁盘矩阵，在服务器的磁盘架上并列安装许多磁盘，虽然这不仅是为了提高整个服务器磁盘容量，但这在当时，提高磁盘容量也是主要目的之一。

目前的硬盘容量有了非常大的提高，最高的已有250GB以上，所以目前一般的中小企业网络服务器，在容量上只需一块硬盘就足够了，采用磁盘矩阵的主要目的是为了提高磁盘存取性能和安全恢复。

当然对于大型的网络服务器，如一些门户网站服务器，其磁盘容量在目前来说仍不可能由一块硬盘来满足，因为这种服务器通常所需的磁盘容量都在TB级（1TB＝1000GB）的，这时也可能采用多块磁盘，或者磁盘矩阵。

而且还要注意的是，为了提高磁盘的存取速度，服务器硬盘通常采用SCSI接口，并且转速在10000ppm以上的快速硬盘。

在内存容量方面主要是考虑到服务器的用户访问速度要求，我们知道内存在很大程度上决定了系统的运行速度，服务器网络越大、越复杂、数据流量越高，内存的需求就越多。

现在一般中小企业服务器都在1GB以上，一些高档的服务器可以支持到上TB的内存容量。

当然服务器在内存方面的要求远不止容量方面，在内存存取速度和纠错性能方面都有特殊要求，这些也将在后面具体介绍。

3．主板大一般来说服务器主板要比PC机主板大许多，这主要是因为在它之中要安装比PC机多许多的组件，如更多的PCI（5条以上）、PCI-X、内存插槽（4条以上），还可能有多个CPU 插座。

如果是支持4路或者8路以上CPU的主板则更大了，如图2-3所示是一块支持4颗CPU到服务器主板。

有的为了节省主板的空间，把部分比较集中的功能件用另外一块单独的板卡提供，如有的服务器就把所有PCI或PCI-X插槽集中在一块板中旋转在机箱外面单独一个盒子中，然后通过一条数据电缆与主板进行连接。

图2-3当然这也是针对常见的综合类服务器而言，对于像刀片功能服务器，其主板也可能是不大的，这一点要注意，它并不是绝对的。

4．有“无用”部件在一些较高档的服务器中，我们可以看到一些奇怪的现象，那就是怎么在一台机中会有两个电源，还有两个风扇，还装有一些并没有真正连接的网卡，当然还有硬盘也好像没有用。

其实这些都不是没有用，只是当前不用而已，它们都是用于当正在工作的相同部件出现故障时接替它们工作的，俗称“冗余件”。

有了这些冗余件，即使这些部件出现了故障（有的甚至是当工作中的部件未出现正式故障前，由系统发现一些不正常后即替换），不至于造成服务器停止工作，使整个网络保持继续正常运行。

这对确保服务器的高稳定性和不间断工作非常重要。

电源、风扇和网卡冗余可能大家都好理解，直接替换即可。

而对于硬盘冗余，一般来说用于冗余的硬盘也要定期对正在工作的硬盘进行备份，只有这样才可以使冗余硬盘接替后立即可以当前最新的网络系统配置提供服务。