01_服务器硬件入门到精通
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因特尔生成的x86系列CPU（Intel除安腾系列外都是复杂指令集CPU） AMD全系列CPU
扩展：Intel CISC与IBM RISC之争 CISC兼容性强
RISC性能高
精简指令集 RISC（Reduced Instruction Set Computer）
小型机（IBM、HP、SUN）
减少冗余设备的投资 电力与制冷的节省 共享交换，降低接线复杂度 快速的硬件供给
22
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目录（Content）
「 授之以渔 」
服务器硬件入门到精通
服务器基础
服务器分类 服务器硬件架构 RAID技术
23
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服务器硬件组成
「 授之以渔 」
24
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RAID 0+1 先做RAID 0，后做RAID 1，同时提供数据条带化和镜像
RAID 10
RAID 50
34
类似于RAID 0+1，区别在于先做RAID 1，后做RAID 0
先做RAID 5，后做RAID 0，能有效提高RAID 5的性能
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RAID基本概念-数据组织及存取方式
数据组织形式
14核28线程2.4GHz，35M智能缓存 12核24线程2.2GHz，30M智能缓存 10核20线程2.2GHz，25M智能缓存 8核16线程2.1GHz，20M智能缓存 6核6线程1.7GHz，15M智能缓存
核：多个芯片集成在一个封装内
线程：线程越多，性能越强
节点：2U4节点 实际上是2U 4台服务器
14
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锐捷超融合云一体机 UDS
「 授之以渔 」
2U4节点 超融合服务器
相当于2U空间放进4台服务器
2U四路服务器 和 2U四节点服
务器 一样吗?
2U四路服务器= 1个姚明 2U四节点服务器= 4个潘长江
15
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锐捷超融合云一体机 UDS
「 授之以渔 」
16
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部门级服务器
Intel XEON E5-2650V4
Intel XEON E5-2630V4 Intel XEON E5-2620V4 Intel XEON E5-2603V4
12核24线程2.2GHz，30M智能缓存
10核20线程2.2GHz，25M智能缓存 8核16线程2.1GHz，20M智能缓存 6核6线程1.7GHz，15M智能缓存
服务器分类
按照处理器个数 （单路、两路、多路）
「 授之以渔 」
路：一台服务器内部支持的CPU个数
Intel XEON E5-2680V4 Intel XEON E5-2650V4 Intel XEON E5-2630V4 Intel XEON E5-2620V4 Intel XEON E5-2603V4
标准电信机房设备，宽度为19英寸，高度U计量，每 U为1.75英寸，即4.445cm。 通常有1U, 2U, 4U和8U，以2U和1U发货为主，其次是4U和8U。
刀片（Blade）服务器 （类似高端交换机）
一种更高密度的服务器平台。可插 计算刀片/存储刀片/网络刀片。 一个机箱里可插入(8~20块)“刀片”，每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。 市场主流刀片服务器包括 HP BL460c Gen8，IBM HS23，Dell M820，华为BH622 V2等
2650 2650 4650 4830
规格
v3 v4 v4 v4
内核/线程
10/20 12/24 12/28 14/28
主频
2.3GHz 2.2GHz 2.2GHz 2.3GHz
内存
DDR3/4 DDR4 DDR4 DDR4
常用于
2路服务器 4路服务器 4路服务器
E7
8860
v4
18/36
2.2GHz
重构
XOR
XOR
更换
A0 数据盘 热备盘
A1 数据盘
A2
P 校验盘
数据盘
36
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RAID基本概念-逻辑卷
塔式(Tower)服务器
立式和卧式机箱服务器，可放置在办公环境。机箱结构较大(类似台式电脑)。
塔式服务器密度低，多为单处理器系统（有少部分为双处理器系统）。 图形工作站，噪音大。
10 © share
服务器分类 （外观）
「 授之以渔 」
塔式服务器
机架式服务器
刀片式服务器
11
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转速 吞吐 容量
7.2K 6Gb G级别
31
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I/O
网卡：服务器连IP网络，面向用户
「 授之以渔 」
HBA卡：服务器连存储，面向数据
RAID卡：用来做数据本地备份
板载IOM2智能模块，一般代表这个卡集成了，不用单独配，除非数量不够
如果数量不够可以多配，但是要注意PCI-E插槽数量
32 © share
当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备
用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性。
热备一般分为两种： 全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享
专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用
重构
故障
A0
TPC=TASK * S * F / (T * C)
=（2000*60） * 7.5 * （1+30%）^5 / [ 1* （1-0.5）] =1670818
即需要一台拓扑TPC值不小于1670818的服务器。
28
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根据计算的TPC值，去www.tpc.org查询
「 授之以渔 」
业界提供了TPC-C和SPEC两种算法，这里按照TPC-C的算法计算
缺陷
非常昂贵 很大的故障域
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20
Scale Out
「 授之以渔 」
普通服务器
特点
很少的CPU X86平台
普通操作系统 Win/Linux
一台服务器跑单个应用
缺陷
21
较低的服务器利用率 较高的电力与制冷费用
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Scale in
「 授之以渔 」
刀片/超融合服务器
服务器硬件入门到精通
目录（Content）
「 授之以渔 」
服务器硬件入门到精通
服务器基础
服务器分类 服务器硬件架构 RAID技术
2
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什么是服务器
「 授之以渔 」
3
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服务器基本概念（公交车/小汽车）
「 授之以渔 」
服务器是网络数据的节点和枢纽，是一种高性能计算机，存储、处理网络上80%的数据、信息， 负责为网络中的多个客户端/用户同时提供信息服务，因此也被称为网络的灵魂。 服务器类似公交车，承载大家的业务，PC类似小汽车，承载个人业务。
浪潮超融合产品
浪潮超融合架构演进图
机架服务器 机架服务器 SDC
「 授之以渔 」
InCloud Rail 1000
InCloud Rail 2000 InCloud Rail 3000
存储
SDS 网络
网络
网络
计算与存储分离 计算与存储分离，软件定义 第一代融合架构 计算与存储集成 第二代融合架构 计算、存储与网络集成
专用平台、专用系统 Unix 大型应用后台密集集中处理 高端服务器普遍采用RISC指令集CPU
18
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Scale up / Scale out / Scale in
「 授之以渔 」
19
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Scale up
「 授之以渔 」
庞大的服务器
特点
大量CPU 私有平台/操作系统 很多应用运行在一台服务器
服务器
个人电脑
4
公交车
小汽车
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服务器RASUM特性
「 授之以渔 」
5
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服务器基准测试体系
「 授之以渔 」
6
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根据计算的TPC值，去www.tpc.org查询
「 授之以渔 」
业界提供了TPC-C和SPEC两种算法，这里按照TPC-C的算法计算
7
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CPU 性能基线 SPEC
根据不同的组合方式可以分为不同的RAID级别:
RAID 0 RAID 1 数据条带化，无校验 数据镜像，无校验
RAID 3
RAID 5 RAID 6
数据条带化读写，校验信息存放于专用硬盘
数据条带化，校验信息分布式存放 数据条带化，分布式校验并提供两级冗余
同时采用两种不同的RAID方式还能组合成新的RAID级别:
分块：将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块，这些块称为分块。它是组成条带的元素。 条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置”（或者说是相同编号）的分块。
「 授之以渔 」
分条
分块
条带
硬盘0
硬盘1
硬盘2
硬盘3
35
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RAID基本概念-热备与重构
热备
「 授之以渔 」
热备（HotSpare）的定义：
服务器硬件组成（华为）
「 授之以渔 」
25
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服务器硬件组成
「 授之以渔 」
CPU
决定计算能力指标
内存
影响处理效率指标
服务器核心组件
硬盘
本地数据存储指标
I/O
决定数据吞吐指标
26
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CPU和内存
酷睿系列用于PC 至强系列用于服务器
「 授之以渔 」
系列
E5 E5 E5 E7
型号
WEB服务器 ERP服务器
企业级服务器
数据库服务器 虚拟化服务器
13
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超融合服务器
「 授之以渔 」
刀片服务器已经集成了交换机和存储设备（插卡） 共享背板 1. 空间原因：内存/硬盘 容量扩展影响 2. 受冷却条件和紧凑机箱的限制，刀片服务器CPU性能较低
超融合服务器 1. 高效利用空间，2U4节点 2. 网络一般还是独立交换机 3. 自带服务器虚拟化/存储虚拟化/云操作系统等软件
「 授之以渔 」
性能基线：衡量CPU性能指标的参数（SPEC是一个标准化组织）。
8
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目录（Content）
「 授源自文库以渔 」
服务器硬件入门到精通
服务器基础
服务器分类 服务器硬件架构 RAID技术
9
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服务器分类 （外观）
机架式（RACK）服务器
「 授之以渔 」
目录（Content）
「 授之以渔 」
服务器硬件入门到精通
服务器基础
服务器分类 服务器硬件架构 RAID技术
33
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RAID基本概念-定义
「 授之以渔 」
RAID （Redundant Array of Independent Disks）即独立磁盘冗余阵列，RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式 组合成一个逻辑硬盘，从而 提高了硬盘的读写性能和数据安全性。
DDR4
8路服务器
• •
每个系列都有众多的型号和规格选配 V3规格的CPU即将下市，后续全面由 V4 取代
•
•
一般来说同型号CPU，v4规格的性能比v3规格的提升近50%以上
内存分为DDR3和DDR4两种规格（16G/32G/64G），现在一般是用DDR4
27
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服务器性能指标-TPC
「 授之以渔 」
案例：某业务 每秒2000次业务访问量，即每分钟120000次访问， TPC=TASK * S * F / (T * C)
峰值交易时间为1分钟，检索查询的经验系数取7.5，那么在5年内数
据库服务器的TPC-C值估算：
TASK：每分钟业务交易量 S：复杂程度比例 F：业务发展冗余 T：峰值交易时间 C：CPU处理余量
InCloud OS 1.0
17
2010
2012、2013
InCloud OS 2.0、3.0
InCloud OS 4.0
2014
InCloud OS 5.0
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2016
服务器分类（指令集）
「 授之以渔 」
复杂指令集 CISC（Complex Instrction Set Computer）
胖节点与瘦节点 （胖节点：大于两路的服务器）
按照应用场景
文件、ERP、WEB、FTP、数据库 邮件、视频监控、流媒体、游戏服务器等
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12
服务器分类（使用群体）
「 授之以渔 」
工作组服务器（入门级）
文件服务器 打印服务器
Intel XEON E5-2680V4 14核28线程2.4GHz，35M智能缓存
29
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CPU 性能基线 SPEC
「 授之以渔 」
性能基线：衡量CPU性能指标的参数（SPEC是一个标准化组织）。
30
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硬盘 （容量 转速）
「 授之以渔 」
2-3块小容量硬盘安装操作系统
其他的配大容量硬盘存储业务数据
尺寸 类型 2.5寸 SSD
硬盘主要指标对比
3.5寸 SATA 和SAS 10K 12Gb T级别 大尺寸便宜 小尺寸占空间小 SSD速度最快也最贵； SAS适中；SATA最慢 也最便宜 转速越大数据读写越 快，但越贵 吞吐越大数据读写越 快，也越贵 G级别一般装系统 T级别一般存数据
扩展：Intel CISC与IBM RISC之争 CISC兼容性强
RISC性能高
精简指令集 RISC（Reduced Instruction Set Computer）
小型机（IBM、HP、SUN）
减少冗余设备的投资 电力与制冷的节省 共享交换，降低接线复杂度 快速的硬件供给
22
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目录（Content）
「 授之以渔 」
服务器硬件入门到精通
服务器基础
服务器分类 服务器硬件架构 RAID技术
23
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服务器硬件组成
「 授之以渔 」
24
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RAID 0+1 先做RAID 0，后做RAID 1，同时提供数据条带化和镜像
RAID 10
RAID 50
34
类似于RAID 0+1，区别在于先做RAID 1，后做RAID 0
先做RAID 5，后做RAID 0，能有效提高RAID 5的性能
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RAID基本概念-数据组织及存取方式
数据组织形式
14核28线程2.4GHz，35M智能缓存 12核24线程2.2GHz，30M智能缓存 10核20线程2.2GHz，25M智能缓存 8核16线程2.1GHz，20M智能缓存 6核6线程1.7GHz，15M智能缓存
核：多个芯片集成在一个封装内
线程：线程越多，性能越强
节点：2U4节点 实际上是2U 4台服务器
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锐捷超融合云一体机 UDS
「 授之以渔 」
2U4节点 超融合服务器
相当于2U空间放进4台服务器
2U四路服务器 和 2U四节点服
务器 一样吗?
2U四路服务器= 1个姚明 2U四节点服务器= 4个潘长江
15
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锐捷超融合云一体机 UDS
「 授之以渔 」
16
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部门级服务器
Intel XEON E5-2650V4
Intel XEON E5-2630V4 Intel XEON E5-2620V4 Intel XEON E5-2603V4
12核24线程2.2GHz，30M智能缓存
10核20线程2.2GHz，25M智能缓存 8核16线程2.1GHz，20M智能缓存 6核6线程1.7GHz，15M智能缓存
服务器分类
按照处理器个数 （单路、两路、多路）
「 授之以渔 」
路：一台服务器内部支持的CPU个数
Intel XEON E5-2680V4 Intel XEON E5-2650V4 Intel XEON E5-2630V4 Intel XEON E5-2620V4 Intel XEON E5-2603V4
标准电信机房设备，宽度为19英寸，高度U计量，每 U为1.75英寸，即4.445cm。 通常有1U, 2U, 4U和8U，以2U和1U发货为主，其次是4U和8U。
刀片（Blade）服务器 （类似高端交换机）
一种更高密度的服务器平台。可插 计算刀片/存储刀片/网络刀片。 一个机箱里可插入(8~20块)“刀片”，每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。 市场主流刀片服务器包括 HP BL460c Gen8，IBM HS23，Dell M820，华为BH622 V2等
2650 2650 4650 4830
规格
v3 v4 v4 v4
内核/线程
10/20 12/24 12/28 14/28
主频
2.3GHz 2.2GHz 2.2GHz 2.3GHz
内存
DDR3/4 DDR4 DDR4 DDR4
常用于
2路服务器 4路服务器 4路服务器
E7
8860
v4
18/36
2.2GHz
重构
XOR
XOR
更换
A0 数据盘 热备盘
A1 数据盘
A2
P 校验盘
数据盘
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RAID基本概念-逻辑卷
塔式(Tower)服务器
立式和卧式机箱服务器，可放置在办公环境。机箱结构较大(类似台式电脑)。
塔式服务器密度低，多为单处理器系统（有少部分为双处理器系统）。 图形工作站，噪音大。
10 © share
服务器分类 （外观）
「 授之以渔 」
塔式服务器
机架式服务器
刀片式服务器
11
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转速 吞吐 容量
7.2K 6Gb G级别
31
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I/O
网卡：服务器连IP网络，面向用户
「 授之以渔 」
HBA卡：服务器连存储，面向数据
RAID卡：用来做数据本地备份
板载IOM2智能模块，一般代表这个卡集成了，不用单独配，除非数量不够
如果数量不够可以多配，但是要注意PCI-E插槽数量
32 © share
当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备
用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性。
热备一般分为两种： 全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享
专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用
重构
故障
A0
TPC=TASK * S * F / (T * C)
=（2000*60） * 7.5 * （1+30%）^5 / [ 1* （1-0.5）] =1670818
即需要一台拓扑TPC值不小于1670818的服务器。
28
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根据计算的TPC值，去www.tpc.org查询
「 授之以渔 」
业界提供了TPC-C和SPEC两种算法，这里按照TPC-C的算法计算
缺陷
非常昂贵 很大的故障域
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20
Scale Out
「 授之以渔 」
普通服务器
特点
很少的CPU X86平台
普通操作系统 Win/Linux
一台服务器跑单个应用
缺陷
21
较低的服务器利用率 较高的电力与制冷费用
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Scale in
「 授之以渔 」
刀片/超融合服务器
服务器硬件入门到精通
目录（Content）
「 授之以渔 」
服务器硬件入门到精通
服务器基础
服务器分类 服务器硬件架构 RAID技术
2
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什么是服务器
「 授之以渔 」
3
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服务器基本概念（公交车/小汽车）
「 授之以渔 」
服务器是网络数据的节点和枢纽，是一种高性能计算机，存储、处理网络上80%的数据、信息， 负责为网络中的多个客户端/用户同时提供信息服务，因此也被称为网络的灵魂。 服务器类似公交车，承载大家的业务，PC类似小汽车，承载个人业务。
浪潮超融合产品
浪潮超融合架构演进图
机架服务器 机架服务器 SDC
「 授之以渔 」
InCloud Rail 1000
InCloud Rail 2000 InCloud Rail 3000
存储
SDS 网络
网络
网络
计算与存储分离 计算与存储分离，软件定义 第一代融合架构 计算与存储集成 第二代融合架构 计算、存储与网络集成
专用平台、专用系统 Unix 大型应用后台密集集中处理 高端服务器普遍采用RISC指令集CPU
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Scale up / Scale out / Scale in
「 授之以渔 」
19
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Scale up
「 授之以渔 」
庞大的服务器
特点
大量CPU 私有平台/操作系统 很多应用运行在一台服务器
服务器
个人电脑
4
公交车
小汽车
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服务器RASUM特性
「 授之以渔 」
5
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服务器基准测试体系
「 授之以渔 」
6
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根据计算的TPC值，去www.tpc.org查询
「 授之以渔 」
业界提供了TPC-C和SPEC两种算法，这里按照TPC-C的算法计算
7
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CPU 性能基线 SPEC
根据不同的组合方式可以分为不同的RAID级别:
RAID 0 RAID 1 数据条带化，无校验 数据镜像，无校验
RAID 3
RAID 5 RAID 6
数据条带化读写，校验信息存放于专用硬盘
数据条带化，校验信息分布式存放 数据条带化，分布式校验并提供两级冗余
同时采用两种不同的RAID方式还能组合成新的RAID级别:
分块：将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块，这些块称为分块。它是组成条带的元素。 条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置”（或者说是相同编号）的分块。
「 授之以渔 」
分条
分块
条带
硬盘0
硬盘1
硬盘2
硬盘3
35
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RAID基本概念-热备与重构
热备
「 授之以渔 」
热备（HotSpare）的定义：
服务器硬件组成（华为）
「 授之以渔 」
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服务器硬件组成
「 授之以渔 」
CPU
决定计算能力指标
内存
影响处理效率指标
服务器核心组件
硬盘
本地数据存储指标
I/O
决定数据吞吐指标
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CPU和内存
酷睿系列用于PC 至强系列用于服务器
「 授之以渔 」
系列
E5 E5 E5 E7
型号
WEB服务器 ERP服务器
企业级服务器
数据库服务器 虚拟化服务器
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超融合服务器
「 授之以渔 」
刀片服务器已经集成了交换机和存储设备（插卡） 共享背板 1. 空间原因：内存/硬盘 容量扩展影响 2. 受冷却条件和紧凑机箱的限制，刀片服务器CPU性能较低
超融合服务器 1. 高效利用空间，2U4节点 2. 网络一般还是独立交换机 3. 自带服务器虚拟化/存储虚拟化/云操作系统等软件
「 授之以渔 」
性能基线：衡量CPU性能指标的参数（SPEC是一个标准化组织）。
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「 授源自文库以渔 」
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服务器基础
服务器分类 服务器硬件架构 RAID技术
9
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服务器分类 （外观）
机架式（RACK）服务器
「 授之以渔 」
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「 授之以渔 」
服务器硬件入门到精通
服务器基础
服务器分类 服务器硬件架构 RAID技术
33
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RAID基本概念-定义
「 授之以渔 」
RAID （Redundant Array of Independent Disks）即独立磁盘冗余阵列，RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式 组合成一个逻辑硬盘，从而 提高了硬盘的读写性能和数据安全性。
DDR4
8路服务器
• •
每个系列都有众多的型号和规格选配 V3规格的CPU即将下市，后续全面由 V4 取代
•
•
一般来说同型号CPU，v4规格的性能比v3规格的提升近50%以上
内存分为DDR3和DDR4两种规格（16G/32G/64G），现在一般是用DDR4
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服务器性能指标-TPC
「 授之以渔 」
案例：某业务 每秒2000次业务访问量，即每分钟120000次访问， TPC=TASK * S * F / (T * C)
峰值交易时间为1分钟，检索查询的经验系数取7.5，那么在5年内数
据库服务器的TPC-C值估算：
TASK：每分钟业务交易量 S：复杂程度比例 F：业务发展冗余 T：峰值交易时间 C：CPU处理余量
InCloud OS 1.0
17
2010
2012、2013
InCloud OS 2.0、3.0
InCloud OS 4.0
2014
InCloud OS 5.0
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2016
服务器分类（指令集）
「 授之以渔 」
复杂指令集 CISC（Complex Instrction Set Computer）
胖节点与瘦节点 （胖节点：大于两路的服务器）
按照应用场景
文件、ERP、WEB、FTP、数据库 邮件、视频监控、流媒体、游戏服务器等
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服务器分类（使用群体）
「 授之以渔 」
工作组服务器（入门级）
文件服务器 打印服务器
Intel XEON E5-2680V4 14核28线程2.4GHz，35M智能缓存
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CPU 性能基线 SPEC
「 授之以渔 」
性能基线：衡量CPU性能指标的参数（SPEC是一个标准化组织）。
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硬盘 （容量 转速）
「 授之以渔 」
2-3块小容量硬盘安装操作系统
其他的配大容量硬盘存储业务数据
尺寸 类型 2.5寸 SSD
硬盘主要指标对比
3.5寸 SATA 和SAS 10K 12Gb T级别 大尺寸便宜 小尺寸占空间小 SSD速度最快也最贵； SAS适中；SATA最慢 也最便宜 转速越大数据读写越 快，但越贵 吞吐越大数据读写越 快，也越贵 G级别一般装系统 T级别一般存数据