服务器的可扩展性

技术，目前几乎所有的服务器操作系统都支持群集技 术，其中包括中高档服务器常用的UNIX、LINUIX，也 包括中低档服器所用的微软Windows 2000/2003。 群集技术是使单独服务器实现物理和程序上的连 接，并在服务器之间进行协同通讯，以使它们能够执 行共同的任务。即便某一台服务器停止运行，故障应 急进程会自动将该服务器的工作负载转移至另一台服 务器，以保证提供持续不断的服务。除故障应急程序 之外，某些形式的群集也使用负载均衡功能，该功能 可使计算负载在联网的计算机间得以分配。目前一般 来说比中高档的服务器可以实现4、6、8、12路，甚 至16路对称扩展，每一路都具有独立的CPU、RAM和 PCI等设备。 为了更直接地说明服务器的可扩展性能，现分别 以IBM企业级服务器X架构的“按需扩展”和群集技术 对以上两种扩展方法进行简要说明。
@server xSeries 250部门级服务器，该款服务器拥 有0个热插拔扩展托架，最多可安装14块硬盘，其中 10块硬盘支持热插拔。图1右图所示的服务器主板上 具有8条内存插槽。
同样，因服务器需要高的内容容量来满足服务器的 高性能连接和运算，所以需要较多的内存插槽。这些结 构并不需要在一开始配置时就全部到位，而是在需要时 购买相应部件安装在相应的插槽或支架上即可。同时为 了确保服务器的高度可靠性，通常还提供冗余电源、冗 余风扇，这样同时也使得用户的网络扩充时，服务器也 能满足新的需求，保护用户的投资。以上这些就是许多 品牌服务器所提出的“按需扩展”理念。“按需扩展” 就是在购买服务器初期并不需要购买全部的组件，只要 认为暂时用不上的，都可以先不购买，等的网络发展到 需要用得上这些组件时再购买那些组件，直接插在原来 的服务器或通过相应技术与服务器连接即可轻松实现原 来服务器系统的升级、扩展。如在IBM企业级x架构服务 器技术中所提出的“XpandOnDemand”就是这样一种技术 。
一、XpandOnDemand(按需扩展)技术
由于I/O总线拥塞以及内存不能得到有效利用， 传统的多处理器服务器设计在向4路以上扩展时开始 遇到一些障碍。IBM的Summit(顶峰)技术通过一个强 化的4路SMP构件块，能够有效地向4路以上的SMP(对 称多处理系统)扩展。通过利用这种4路构件块创建新 的计算“节点”，为系统从4路扩展到8路、12路，甚 至16路SMP提供了一种有效的途径。当客户在拥有4路 处理器架构情况下，因业务增长需要扩充其系统时， 只需要在原有4路处理器架构基础上增加节点，扩展 到8路、12路或16路处理器架构。而Summit芯片组具 有物理分区功能，能够灵活地划分工作量并分配给不 同的处理器节点。例如，一个16路服务器可以划分成 4路
对于以上所说的扩展性，无论如何都是非常有限 的。因为这些扩展插槽和支架都需要在服务器机箱中， 而服务器的机箱不可能太大，一则不便于安装，另一 方面，机箱中部件太多，容量造成服务器机箱中温度 上升，给服务器带来不稳定因素。虽然现在也有一些 服务器把许多PCI设备从机箱中移到机箱外单独的一 个柜子中，通过一个特制的电缆来与服务器进行连接， 这样一则可以节省服务器机箱的空间，再则可以使服 务器的PCI设备具有更大的扩展空间。这种技术在IBM 中就称之为“Remote I/O”技术。但大目前来说，它 所能扩展的性能也是非常有限的，所以现在许多中高 档服务器的扩展性都不是在机箱内部解决，而是通过 相应的技术在服务器外部解决。其中应用最广，也是 扩展性能最佳的就是服务器的群集(Cluster)
ຫໍສະໝຸດ Baidu
节点，每个节点包括独立的处理器、内存和I/O支持， 各节点可以运行一种不同的操作系统执行不同的任务。 IBM企业级服务器X架构“按需扩展 (XpandOnDemand)”技术合得服务器结构得到进一步优 化，它通过提供新的内存和I/O(输入/输出)子系统使 新的处理器体系结构能够充分发挥服务器的潜能。传 统的服务器在设计上遇到的第一个性能瓶颈就是由于 处理器和I/O总线堵塞，以及内存的低效利用而导致4 向并行处理技术的向前发展。企业级服务器X架构的 设计提供了先进的I/O和内存体系机构和一个高速共 享缓存体系机构。工业标准服务器在使用了增强的、 高性能的SMP(对称多处理器)架构模块技术后，IBM企 业级服务器X架构平台后扩展性得到了新的提高，从 而实现了4路并行性能的有效扩展。
服务器的可扩展性
在前面篇中我们介绍到了服务器的“四性”， 即“Scalability(可扩展性)”、“Usability(可用 性)”、“Managbility(可管理性)”、 “Availability(可利用性)”，简称“SUMA”。那么在 服务器中的的表现又将如何呢？本节就要以一个实例 介绍服务器的第一个特性--可扩展性。 服务器的可扩展性是指服务器的硬件配置可以根 据需要灵活配置，如内存、适配器、硬盘、处理器等， 因为服务器的硬件配置可能是根据不同时期的网络配 置而改变。服务器通常因为要连接多个板卡，如网卡， 所以需要具有较多的PCI、PCI-X插槽；因为需要高容 量磁盘来存储服务器数据，所以需要有较多的驱动器 支架。一般的服务器机箱都设有七八个硬盘托架，可 以放置更多的硬盘。如图1左图所示的为IBM
SMP(对称多处理器)技术是使用从4路到8路，再 到12路，甚至是16路并行处理扩展技术来扩展企业的 计算节点，可扩展的企业节点包括处理器、内存、 I/O支持、存储器和其它设备。每个节点就像一台独 立的计算机一样一体化运作，可以运行不同的操作系 统，甚至不同分区的多个节点的工作可以镜像分配到 一个系统中。节点之间通过一种称之为“对称多功处 理器扩展端口”来实现设备间的高速连接和顶峰性能 的资源共享。这就使服务器在运行多个节点时就像一 个大的、单一节点的组合，或者像两个或者更多的小 单元，甚至到可以在以后需要时重新配置。 在IBM企业级服务器X架构中还有一种技术更加充 分地保证了服务器的扩展性能，那就是“Remote I/O(远程输入/输出)”技术，这个技术我们在前面已