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云计算
服务器定义
服务器是计算机的一种。它比普通计算机运行速度更快、负载更高且价格更高。
服务器是为用户提供服务的计算机，通常分为文件服务器、数据库服务器和应用程序服务器。
1. 服务器的主要特点包括：
▫ R：Reliability—可靠性，能连续正常运行多长时间；
▫ A：Availability—可用性，系统正常运行时间和使用时间的百分比；
▫ S：Scalability—可扩展性，包括两方面，一方面是硬件的可扩展性，另一方面 是软件对操作系统的支持能力；
▫ U：Usability—易用性，服务器的硬件和软件易于维护和修复；
▫ M：Manageability—可管理性，对服务器运行情况能进行监控，报警，对一些 故障的自动智能化处理。
2. 服务器应用部署架构：
C/S：Client/Server的缩写。通常也称为客户端/服务器架构。
客户端处理用户的前端界面和交互操作，服务端处理后台业务逻辑和 请求数据，这使得两端的通讯速度和通讯的效率大大提高。
B/S：Browser/Server的缩写。通常也称为浏览器/服务器架构。
B/S架构中，用 户只需安装浏览器即可，而将应用逻辑集中在服务器和中间件上，可以提高数 据处理性能。
3. 服务器分类方式 - 硬件形态
大型机 小型机 塔式服务器 刀片服务器 机架服务器
4.服务器分类 - 服务规模
入门级服务器 等同于“PC服务器”
工作组服务器 低档服务器，提供小规模 （50客户端左右）服务
部门级服务器 中档服务器，为100个左 右的客户端提供服务
企业级服务器 高档服务器，用于数百台 以上的客户端访问
5.服务器硬件结构
以华为TaiShan 200服务器的硬件结构为样例
机箱 2 主板 3 内存 4 CPU 5 CPU散热片 6 电源 7 风扇 8 硬盘 9 导风罩
5.1 CPU定义和组成
CPU的定义
CPU：Central Processing Unit，中央处理器，是一台计算机的运算核心和控制核心。
CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。
CPU主要功能是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
CPU的组成
CPU由逻辑运算单元、控制单元和存储单元构成。
CPU是服务器具有大数据量的快速吞吐、超强的稳定性、长时间运行等严格 要求。计算机的“大脑”，是衡量服务器性能的首要指标
控制器：计算机是根据事先存储的程序对全机实行控制，而程序是指能实现某一功能 的指令序列，控制器就是根据指令来对各种逻辑电路发布命令的机构，它是计算机的 指挥中心，控制整个CPU的工作，决定计算机运行过程的自动化。
运算器：计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、 减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作， 亦称算术逻辑部件。
寄存器：寄存器的主要作用是用来暂时存放参与运算的数据和运算结果，具有接收数 据、存放数据和输出数据的功能。
CPU的频率
主频
主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或吉赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。
外频
外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
总线频率
总线频率直接影响CPU与内存数据交换的速度。
倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。
5.2 内存
内存定义
存储器按用途可分为主存储器和辅助存储器。主存储器又称内存储器（简称内存），是CPU能直接寻址的存储空间。
内存的作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。
内存由内存芯片、电路板、金手指等部分组成。
存储器是用来存储程序和 数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。
计算机中所有程序的 运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存由内存芯片、 电路板、金手指等部分组成。
服务器内存插槽及配置原则：
▫ 同一台服务器必须使用相同型号的DIMM。
▫ CPU对应的内存槽位上必须至少配置一根内存条。
▫ 当服务器配置完全平衡的内存条时，可实现最佳的内存性能。不平衡配置会降 低内存性能，因此不推荐使用。
5.3 硬盘简介
硬盘是计算机最主要的存储设备。
硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的 硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。
主流转速（RPM） 串行/并行 主流容量 （TB） MTBF（h）
SATA 7,200 串行 1 T/2 T/3 T 1,200,000
SAS 15,000/10,000 串行 1 T/2 T/3 T 1,600,000
NL-SAS 7,200 串行 2 T/3 T/4 T 1,200,000
SSD NA 串行 0.6 T/0.8 T/1.2 T/1.6 T 2,000,000
SATA3.0实现600 MB/s最高数据传输率。SATA硬盘年故障率大约2%。
SAS专为满足高性能企业需求而 设计，并且兼容SATA硬盘。能够 提供3.0 Gb/s到6.0 Gb/s的传输率， 未来规划到12.0 Gb/s。 SAS硬盘年故障率小于2%。
MTBF：Mean Time Between Failure，平均无故障工作时间。 • 在价格方面，通常来说SATA和NL-SAS硬盘较为便宜，SAS硬盘较贵一些，SSD最为 昂贵。
5.4 RAID卡
RAID卡又名磁盘阵列卡，简称阵列卡。
RAID卡的作用：
可以将若干硬盘驱动器按照一定要求组成一个整体、由阵列控制器管理的系统。
可以提高磁盘子系统的性能及可靠性。
RAID定义
RAID定义
RAID：Redundant Array of Independent Disks，独立硬盘冗余阵列，旧称廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks），简称磁盘阵列。利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来，成为一个或多个硬盘阵列组，目的 为提升性能或数据冗余，或是两者同时提升。
RAID热备和重构概念
热备（Hot Spare）的定义
当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统正常使用的情况下，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。
数据校验，利用冗余数据进行数据错误检测和修复，冗余数据通常采用海明码、异或 操作等算法来计算获得。利用校验功能，可以很大程度上提高磁盘阵列的可靠性、高 性能和容错能力。不过，数据校验需要从多处读取数据并进行计算和对比，会影响系 统性能。
一般来说，RAID不可作为数据备份的替代方案，它对非磁盘故障等造成的数据丢失 无能为力，比如病毒、人为破坏、意外删除等情形。此时的数据丢失是相对操作系统、 文件系统、卷管理器或者应用系统来说的，对于RAID而言，数据都是完好的，没有 发生丢失。所以，数据备份、灾备等数据保护措施是非常必要的，与RAID相辅相成， 保护数据在不同层次的安全性，防止发生数据丢失。
RAID的实现 - 硬件方式
基于硬件的RAID是利用硬件RAID适配卡来实现的。
硬件RAID又可分为内置插卡式和外置独立式磁盘阵列 。
RAID卡上集成了处理器，能够独立于主机对RAID存储子系统进行控制。因为拥有自 己独立的处理器和存储器，RAID卡可以自己计算奇偶校验信息并完成文件定位，减少对主机CPU运算时间的占用，提高数据并行传输速度。
RAID的实现 - 软件方式
定义
软件RAID是指在操作系统中，通过安装软件的方式来实现RAID相应的功能。
特点
软件RAID不需要昂贵的RAID控制卡，提供了廉价的解决办法。
RAID功能完全依靠CPU执行，主机的CPU占用严重，如RAID 5的大量异或（XOR）操作。
软件RAID中不能提供如下功能：
▫ 硬盘热拔插；
▫ 硬盘热备份；
▫ 远程阵列管理；
▫ 可引导阵列支持；
▫ 在硬盘上实现阵列配置；
▫ SMART硬盘支持。
RAID的实现 - 方式比较
5.5 网卡定义和功能
网卡定义
网卡，又称为网络适配器或网络接口卡NIC（Network Interface Card），是构成计算机网络系统中最基 本的、最重要的、必不可少的连接设备，计算机主要通过网卡接入网络。
网卡主要功能
代表固定的网络地址
数据的发送与接收
数据的封装与解封
链路管理
编码与译码
华为服务器网卡
板载网卡
集成在服务器主板的PCH芯片中，不可更换。
对外提供2个GE电口+2个10 G光口/电口，集成网卡不占用PCIe插槽。
PCIe标卡
华为有自研及外购的PCIe标卡网卡，可以配置在标准PCIe插槽中。
灵活IO插卡
华为自研网卡，非标准PCIe卡形态，只能用于华为机架服务器。
Mezz卡
刀片服务器计算节点专用Mezz卡，只能用于华为E9000刀片服务器。
PCIe（PCI-Express）是继ISA和PCI总线之后的第三代I/O总线，即3GIO。
主要优势就是数据传输速率高，另外还有抗干扰能力强，传输距离远， 功耗低等优点。
PCIe标卡：对于华为服务器，指的是位于PCIe插槽的网卡。
5.6 电源和风扇
支持服务器的电力负载
支持冗余，防止电源故障
故障预警和防止
故障之前的预防性维护
保证服务器持续运行
电源子系统包括：
智能电源
风扇
冗余电源和风扇
电源冗余特性：
▫ 1+1，此时每个模块承担50%的输出功率，当一个模块拔出时，另一个模块承 担100%输出功率。
▫ 2+1，有三个模块，每个模块承担输出功率的1/3，拔出一个模块，其余两个模 块各承担50%的输出功率。
6. 服务器关键技术
6.1 什么是IPMI
IPMI定义
IPMI：Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口，是一种开放标准的硬件管理接 口规格，定义了嵌入式管理子系统进行通信的特定方法。
IPMI信息通过基板管理控制器（BMC）进行交流，使用低级硬件智能管理而不使用操作系统进行管理。
6.2 BMC介绍
BMC定义
BMC：Baseboard Management Controller，主板管理控制单元，是IPMI规范的核心，负责各路传感器的信号采集、处理、储存，以及各种器件运行状态的监控。BMC向机框管理板提供被管理对象的硬件状 态及告警等信息，从而实现机框管理模块对被管理对象的设备管理功能。
BMC主要实现以下功能：
▫ 远程控制；
▫ 告警管理；
▫ 状态检测；
▫ 设备信息管理；
▫ 散热控制；
▫ 支持ipmitool工具；
▫ 支持Web界面管理；
▫ 支持集中账号管理。
6.3 iBMC介绍
华为服务器智能管理系统（Huawei Intelligent Baseboard Management Controller，iBMC）是 具有完全自主知识产权，面向服务器全生命周期的服务器嵌入式管理系统。
BIOS简介
BIOS：Basic Input/Output System，基本输入输出系统。
BIOS实际上是固化到计算机中的一组程序，为计算机系统提供最底层的、最直接的硬件控制服务， 解决硬件的实时需求。
BIOS的功能：
检测和初始化硬件
操作系统引导
高级电源管理
BIOS是系统内核和硬件层之间桥梁。
BIOS特点：
▫ 软件升级、加载和装载功能；
▫ 基本OAM功能；
▫ 串口管理功能；
▫ 故障恢复功能；
▫ ECC管理功能；
▫ 硬件诊断功能。
以下关于华为服务器网卡的描述，正确的是哪些项？
A. 板载网卡集成在服务器主板的PCH芯片中，不可更换
B. 华为自研的PCIe标卡网卡，可以配置在标准PCIe插槽中
C. 灵活IO插卡集成在服务器面板上，可用于前端业务连接
D. Mezz卡可用于华为机架服务器
▫ AB
2. 主板管理控制单元（BMC）是IPMI规范的核心，负责各路传感器的信号采集、处理、 储存，以及各种器件运行状态的监控。
A. 正确
B. 错误
参考答案：
▫ A