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服务器技术

服务器技术.txt逆风的方向，更适合飞翔。

我不怕万人阻挡，只怕自己投降。

你发怒一分钟，便失去60分钟的幸福。

忙碌是一种幸福，让我们没时间体会痛苦;奔波是一种快乐，让我们真实地感受生活;疲惫是一种享受，让我们无暇空虚。

生活就像"呼吸""呼"是为出一口气，"吸"是为争一口气。

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计算机网络工程与系统集成技术

第五章服务器技术

7.1服务器局域网的组成

局域网

软件

网络操作系统

通信协议驱动程序应用软件

硬件

服务器

工作站

网络设备传输介质

服务器能够向网络中的用户提供非常丰富的网络服务,根据服务分类:

◆文件服务器◆Web服务器◆FTP服务器◆Mail服务器◆数据库服务器◆打印服务器…….

文件服务器

是文件服务器的功能就是向终端设备提供文件.是文件服务器的功能就是向终端设备提供文件.它加强了存储器的功能,简化了网络数据的管理.它加强了存储器的功能,简化了网络数据的管理.它一则改善了系统的性能,提高了数据的可用性,它一则改善了系统的性能,提高了数据的可用性,二则减少了管理的复杂程度,降低了运营费用.二则减少了管理的复杂程度,降低了运营费用.文件服务器（服务器具有分时系统文件服务器）文件服务器（fs服务器）,具有分时系统文件管理的全部功能,提供网络用户访问文件提供网络用户访问文件,管理的全部功能提供网络用户访问文件,目录的并发控制和安全保密措施的局域网（并发控制和安全保密措施的局域网（LAN）服务）器.在计算机局域网中,以文件数据共享为目标,在计算机局域网中,以文件数据共享为目标,需要将供多台计算机共享的文件存放于一台计算机中.这台计算机就被称为文件服务器.机中.这台计算机就被称为文件服务器.文件服务器具有分时系统管理的全部功能,文件服务器具有分时系统管理的全部功能,能够对全网统一管理,能够对全网统一管理,能够提供网络用户访问文目录的并发控制和安全保密措施.件,目录的并发控制和安全保密措施.

FTP服务器

FTP服务器,是在互联网上提供存储空间的计算机,它们依照FTP协议提供服务.FTP的全称是FileTransferProtocol（文件传输协议）.顾名思义,就是专门用来传输文件的协议.简单地说,支持FTP协议的服务器就是FTP服务器.与大多数Internet服务一样,FTP也是一个客户机/服务器系统.用户通过一个支持FTP协议的客户机程序,连接到在远程主机上的FTP服务器程序.用户通过客户机程序向服务器程序发出命令,服务器程序执行用户所发出的命令,并将执行的结果返回到客户机.比如说,用户发出一条命令,要求服务器向用户传送某一个文件的一份拷贝,服务器会响应这条命令,将指定文件送至用户的机器上.客户机程序代表用户接收到这个文件,将其存放在用户目录中.

FTP服务器

在FTP的使用当中,用户经常遇到的使用当中,的使用当中下载"（两个概念:

下载两个概念:

"下载（Download））上载"（）."下载和"上载（Upload）.下载文件上载）.下载"文件就是从远程主机拷贝文件至自己的计算机上;上载上载"文件就是将文件计算机上;"上载文件就是将文件从自己的计算机中拷贝至远程主机语言来说,上.用Internet语言来说,用户可语言来说通过客户机程序向（通过客户机程序向（从）远程主机上载（下载）文件.上载（下载）文件.

WEB服务器

WEB服务器也称为WWW（WORLD服器也称为WIDEWEB）服务器,主要功能是提供网服上信息浏览浏览服上信息浏览服务.

（1）应用层使用使用HTTP协议.协议.应协议

（2）HTML文档格式.文档格式.文档格式（3）浏览器统一资源定位器浏览器源定位器（URL）.浏览.WWW代表万维网的意思代表万维代表万WWW采用的是客户/服务器结构,其作采用的是客户服用是整理和储存各种并响应用是整理和储存各种WWW资源,并响应资件的请把客户所需的资客户端软件的请求,把客户所需的资源传送到WindowsSserver,UNIX或Linux等平台上.等平台上.

WEB服务器

使用最多的webserver服务器软有两个:

的信息服务件有两个:

微软的信息服务器（iis）,）,和Apache..WWW是Internet的多媒体信息查的多媒体信息查工具,上近年才发询工具,是Internet上近年才发展起来的服务也是发起来的服务,也是发展最快和目前用的最广泛的服务正是因为用的最广泛的服务.正是因为有了WWW工具,才使得近年来Internet工具,工具迅速发且用户数量飞速增长迅速发展,且用户数量飞速增长.

Web服务器

Web服务器可以解析（handles）HTTP协议.当服器可以解析协议.协议Web服务器接收到一个服器接收到一个HTTP请求（request）,请,会返回一个HTTP响应（response）,例如送回一会返回一个响,理一个请个HTML页面.为了处理一个请求（request）,页,Web服务器可以响应（response）一个静态页面一个静态页服器可以响应一个静态页面面跳转或图片,进行页面跳转（redirect）,或者把动态,或者把动态响应（dynamicresponse）的产生委托的（delegate）给一些其它的程序例如脚本,给一些其它的程序例如CGI脚本,脚本JSP（JavaServerPages）脚本,servlets,脚本,脚本,ASP（ActiveServerPages）脚本,服务器端脚本,脚本（server-side）JavaScript,或者一些其它的服,器端（server-side）技术.无论它们（译者注:

脚务器端技译者注:

的目的如何,些服务器端（server-side）的本）的目的如何,这些服务器端的目的如何的程序通常产生一个HTML的响应（response）来的响应程序通常产生一个的响来让浏览器可以浏览.让浏览器可以浏览.器可以浏览

磁盘阵列磁带机

网管服务器

应用服务器

数据库服务器

备份服务器

防病毒服务器

DNS,DHCP服务器

802.ad双链路汇聚

核心交换机

服务器硬件◆◆◆◆◆◆◆硬盘CPU内存主板电源网卡输入输出设备

服务器特点◆可扩展性◆易用性◆易管理性◆高可用性

服务器分类

（1）按架构分:

◆RISC服务器◆PC服务器◆IA64服务器

曙光TC3000曙光TC3000

HPDL760

方正7400

（2）按应用分:

◆入门级服务器◆部门级服务器◆企业级服务器◆功能服务器◆超级服务器与集群

曙光TC1700曙光TC1700

（3）按机型分:

◆机架式服务器◆塔式服务器◆刀片式服务器

机架式服务器

机架式服务器的外形看来不像计算机,而像交换机,有1U（1U=1.75英寸=4.45cm高）,2U,4U,6U,8U等规格.机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面.这种结构的多为功能型服务器.通常1U的机架式服务器最节省空间,但性能和可扩展性较差,适合一些业务相对固定的使用领域.4U以上的产品性能较高,可扩展性好,一般支持4个以上的高性能处理器和大量的标准热插拔部件.管理也十分方便,厂商通常提供人相应的管理和监控工具,适合大访问量的关键应用,但体积较大,空间利用率不高.IBMSystemx3610

机架式服务器

对于信息服务企业（如ISP/ICP/ISV/IDC）而言,选择服务器时首先要考虑服务器的体积,功耗,发热量等物理参数,因为信息服务企业通常使用大型专用机房统一部署和管理大量的服务器资源,机房通常设有严密的保安措施,良好的冷却系统,多重备份的供电系统,其机房的造价相当昂贵.如何在有限的空间内部署更多的服务器直接关系到企业的服务成本,通常选用机械尺寸符合19英寸工业标准的机架式服务器.

塔式（TOWER）服务器

塔式（TOWER）服务器即常见的立式,卧式机箱结构服务器,可放置于普通办公环境,一般机箱结构较大,有充足的内部硬盘,冗余电源,冗余风扇的扩容空间,并具备较好的散热能力.正是由于塔式服务器的机箱空间较大,所以其配置也能达到一个较高的水平,冗余扩展可以很齐备,从而应用范围非常广,应该说目前使用率最高的就是塔式服务器.我们平时常说的通用服务器一般都是塔式服务器,它可以集多种常见的服务应用于一身,不管是速度应用还是存储应用都可以使用塔式服务器来解决.

IBMSystemx35007977I0518

刀片式服务器

刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元,是一种实现HAHD（HighAvaiMabiMityHighDensity,高可用高密度）的低成本服务器平台,为特殊应用行业和高密度计算环境专门设计.顾名思义,刀片服务器就像"刀片"一样,每一块"刀片"实际上就是一块系统主板.它们可以通过"板载"硬盘启动自己的操作系统,如WindowsNT/2000,Linux等,每一块HPProLiantBL40p刀片式服务器刀片式服务刀片式服"刀片"就是一个独立的服务器,在这种模式下,每一块"刀片"运行自己的系统,服务于指定的不同用户群,相互之间没有关联.不过,管理员可以使用系统软件将这些"刀片"集合成一个服务器集群.19

刀片式服务器

在集群模式下,所有的"刀片"可以连接起来提供高速的网络环境,并同时共享资源,为相同的用户群服务.在集群中插入新的"刀片",就可以提高整体性能.而由于每块"刀片"都是热插拔的,所以,系统可以轻松地进行替换,并且将维护时间减少到最小.这些服务器可共用系统背板,冗余电源,冗余风扇,网络端口,光驱,软驱,键盘,显示器和鼠标,一个机箱对外就是一台服务器,而且多个刀片机箱还可以级联,形成更大的集群系统.

刀片式服务器

随着IBM,HP,SUN,DELL以及其他系统厂商大力推广功能更强大的,成本更低廉的刀片服务器,这些超级紧凑的服务器大有超越像Web服务器群这样的传统应用之势.这些"刀片"垂直插入到一高度为3U或更高的机箱中,然后轻巧地推入到一台标准服务器机架中.刀片服务器还比传统的机架式服务器更灵活,更容易管理,它可以根据业务需求的变化,将不同预先配置的刀片更换到一个刀片机箱中的能力.刀片服务器刀凭借其在集中管理和空间占用等方面的优势,具备极高的性价比.在一些要求服务器密度很高的行业中备受青睐.

服务器品牌

7.2服务器技术◆服务器性能指标以系统响应速度和作业吞吐量为代表◆响应速度是指用户从输入信息到服务器完成任务给出响应的时间◆作业吞吐量是整个服务器在单位时间内完成的任务量◆单个用户的响应时间和吞吐量成反比,即响应时间越短,吞吐量越大

7.2.1技术目标1.可扩展性

（1）可用空间

（2）充裕的I/O带宽2.可用性99.9%×365×24=8小时99.999%×365×24×60=5分钟提高可用性的基本方法是部件冗余.

3.可管理性可管理性是指在利用特定的技术和产品来提高系统的可靠性,降低系统的购买,使用,部署和支持费用.最显著的作业体现在减少维护人员的工时占用和避免系统停机带来的损失.管理费用是各种费用之中所占比例最大的一项.

4.可靠性可靠性简单的说就是要求服务器必须能够保证稳定运行,即降低死机率.导致日常维护中断的有:

主机升级,硬件安装或维护,系统升级,文件维护,文件备份等.意外的灾难包括:

硬盘损坏,系统故障,软件故障,用户错误,电源故障,人为破坏以及自然灾害等.

7.2.2SMP◆SymmertricalMulti-Processor,对称式多处理器◆对称是指机器中的每一个处理器的地位都是平等的,连在一起共享一个存储器◆国内市场上CPU一般是4个或8个◆SMP结构的机器可扩展性,可用性较差◆SMP即是在一系统中同时内建多颗处理器,多颗处理器共享同一个总线以及内存子系统.◆该机型技术相对成熟,支持的软件较多

7.2.3集群技术简单的讲,集群技术可以理解为:

将至少两个服务器系统连到一起,使两台服务器像一台机器那样工作或者是对访问用户来说,感觉不到有多台服务器在工作.其目的是为了提高系统的稳定性和网络中心的数据处理能力及服务能力.

常见的集群技术1.服务器镜像技术

仅限于两台服务器,仅限于两台服务器,系统不具可扩展性.系统不具可扩展性.

高可用性系统——双机热备份

我有问题,请立即接管我的服务主服务器响应服务你工作正常吗?

心跳线磁盘阵列备份服务器响应服务

主服务器有问题,暂时由备份服务器为你服务

请求服务

31公共网络

2.应用程序错误接管集群技术是将建立在同一网络里的两台或多台服务器通过集群技术连接起来,集群节点中的每台服务器各自运行不同的应用,对前端用户提供不同的服务,同时又监测其他服务器的运行状态,为指定服务器提供热备份.当某一节点因故障死机,指定服务器会在短时间内接管故障机的数据和应用,继续提供服务.

3.容错集群技术在容错机中,每一个部件都具有冗余设计.在容错集群技术中集群系统的每个节点紧密的连接在一起,他们经常需要共享内存,硬盘,CPU和I/O等重要的子系统,容错集群系统中各个节点被共同映像成为一个独立的系统.

7.3廉价冗余磁盘阵列RAID廉价冗余磁盘阵列RedundantArrayofIndependentDisksRAID是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘,数据是以分段的方式顺序存放于磁盘阵列.

DiskSpanning

数据跨盘技术使多个硬盘像一个硬盘那样工作用廉价的资源来突破现有硬盘空间限制最大限度的利用磁盘空间不能改善硬盘的可靠性和速度JBOD（JustABunchOfDisks）J

300MB

File1200M

123412

400MB

100MB

DiskStriping

将数据按照一定大小分成多个数据块,这些数据块可以被分别存放在不同的物理盘上系统在从特定硬盘读取数据时可以通知下个目标盘准备数据提高系统读写数据的性能

File

12341234

DiskMirroring

将相同的数据同时写入多个硬盘中当某个物理硬盘失效时,提供数据资料的保护能力降低系统写数据的性能

File

1234

HotSwap

处于运行状态的磁盘阵列子系统当出现单个物理盘失效的情况时,采用新硬盘将失效物理盘在线替换,同时保证系统稳定运行只有RAID级别为1,3,5,10,30,50的阵列才提供该功能

1234

124

1254

Parity

Parity来自多个物理磁盘上的数据通过异或（XOR）操作运算产生的冗余奇偶数据当单个硬盘失效时,这些冗余数据能够通过与其它物理磁盘上的数据进行异或（XOR）操作而恢复由于硬盘失效而丢失的数据产生的冗余数据可以被存放于一个专作奇偶校验用的硬盘上,也可以将这些奇偶校验数据分散分布在磁盘阵列的全部硬盘中产生和存储奇偶校验数据需要一些额外的操作,目前产生奇偶校验数据有两种方式:

硬件生成和软件计算.39

磁盘阵列

RAID0RAID0

Striping数据以分段（1K-8MByte）的方式放在磁盘阵列中,没有校验数据.没有容错能力,同一通道4个1GB的硬盘做RAID0的效率是1个4GB硬盘的3-3.5倍;

磁盘阵列

RAID0示意图输入数据流输入数据

磁盘阵列控制器并行传输

HDD1

HDD2

HDD3

HDD4

HDD5

磁盘阵列

RAID0:

无冗余无校验的磁盘阵列:

简单将数据分配到各个磁盘上,简单将数据分配到各个磁盘上,不提供真正容错性.至少需要2个硬盘可支持8/16/32个磁盘.个硬盘,个磁盘.错性.至少需要个硬盘,可支持个磁盘整个逻辑盘的数据是被分条（整个逻辑盘的数据是被分条（stripped）分布在）多个物理磁盘上,可以并行读/写速度最快,多个物理磁盘上,可以并行读写,速度最快,但无容错能力.但无容错能力.优点:

更好地利用磁盘空间,延长磁盘寿命,优点:

更好地利用磁盘空间,延长磁盘寿命,多个硬盘并行工作,提高了读写性能.多个硬盘并行工作,提高了读写性能.缺点:

不提供数据保护,任一磁盘失效,缺点:

不提供数据保护,任一磁盘失效,数据42可能丢失,且不能自动恢复.可能丢失,且不能自动恢复.

磁盘阵列

RAIDLevels—RAID1Levels—

Mirroring使磁盘读取的效率增加,但写入的效率降低通过数据直接备份具有容错能力

磁盘0磁盘0A0A1……N镜像磁盘A0A1……N

磁盘阵列

RAID1示意图输入数据流输入数据

磁盘阵列控制器并行传输工作盘镜像盘工作盘镜像盘

HDD1

HDD2

HDD3

HDD4

第一组镜象

第二组镜象

磁盘阵列

镜象磁盘阵列（RAID1）每一组盘至少两台,数据同时以同样的方式写到两个盘上,两个盘互为镜象.磁盘镜象可以是分区镜象,全盘镜象.容错方式以空间换取,实施可以采用镜象或者双工技术.主要用在对数据安全性要求很高,而且要求能够快速恢复被损坏的数据的场合.优点:

具有最高可靠性,策略简单,恢复数据时不必停机.缺点:

有效容量只有总容量的1/2,利用率50%.由于磁盘冗余,成本较高.45

磁盘阵列

RAID1技术如何实现数据保护RAID1技术如何实现数据保护

100%数据备份数据备份磁盘有效空间利用50%磁盘有效空间利用数据镜像RAID1数据校验:

数据校验:

无硬盘数目:

硬盘数目:

2读写性能:

读写性能:

读性能提高

RAIDLevels—RAID5Levels—

RAID5StripingwithDistributedParity有校验数据,提供数据容错能力校验值分散在各个盘的不同位置,相当程度的分散了负载,故有较好的性能,尤其是对小型数据.RAID5适用于银行和股市的联机交易系统.

磁盘0磁盘0P1P1A4……4N-3磁盘1磁盘1A0P2……4N-2磁盘2磁盘2A1A5……4N-1磁盘3磁盘3A2A6……PN磁盘4磁盘4A3A7……4N

四,磁盘阵列

循环奇偶校验阵列（RAID5）RAID5是无独立校验盘的奇偶校验磁是无独立校验盘的奇偶校验验盘的奇偶校盘阵列盘阵列.校验数据不固定在一个而是循环磁盘上,而是循环地依次分布在不同的磁盘不同的磁盘上.校验信息分布在各个磁盘驱动器上.盘驱动器上各个磁盘驱动器上.RAID5对各对大小数据量的读种大小数据量的读写都有很好的性能,是目前采用最多,性能,是目前采用最多,最流行的方式,至少需要3个硬个硬盘方式,至少需要个硬盘.

磁盘阵列

循环奇偶校验阵列（RAID5）奇偶校验阵列验阵分布在多个磁盘优点:

校验分布在多个磁盘中,写操作可以同时处时处理为读操作提供作可以同时处理.为读操作提供了最优的性能.一个磁盘失效,了最优的性能.一个磁盘失效,分布在其他盘上的信息足够布在其他盘上的信息足够完成数据重建.据重建.缺点:

数据重建会降低读性能;缺点:

数据重建会降低读性能;每次算校验信息,写操作开销开销会增计算校验信息,写操作开销会增是一般存储操作时间时间的倍大,是一般存储操作时间的3倍.

磁盘阵列

RAID5示意图输入数据流输入数据

磁盘阵列控制器

奇偶校验

parityparityHDD1HDD2HDD3parityHDD4HDD5

磁盘阵列

RAID技术如何实现数据保护RAID技术如何实现数据保护

数据分段存储磁盘有效空间利用n/n+1磁盘有效空间利用数据校验RAID5数据校验:

校验数据均匀数据校验:

分布在各个磁盘上硬盘数目:

（最少）硬盘数目:

3（最少）读写性能:

读写性能:

均有提高

其它形式的磁盘阵列（其它形式的磁盘阵列（按照校验方式不同划分）式不同划分）RAID2:

并行海明纠错阵列:

RAID3:

奇偶校验并行位交错阵列:

RAID4:

奇偶校验扇区交错阵列:

RAID6:

二维奇偶校验阵列:

RAID7:

优化的高速数据传送磁盘:

结构

RAIDLevels—RAID3Levels—

RAID3StripingwithDedicatedParityDrive有校验数据,提供数据容错能力当单个硬盘失效时,会产生奇偶盘I/O瓶颈效应

磁盘0磁盘0A0P1A3……4N-3磁盘1磁盘1A1P2A4……4N-2磁盘2磁盘2A2A5……4N-1磁盘3磁盘3P1P2……PN

磁盘阵列

RAID技术如何实现数据保护RAID技术如何实现数据保护

数据分段存储磁盘有效空间利用n/n+1磁盘有效空间利用数据校验RAID3数据校验:

校验数据存在数据校验:

专门校验盘硬盘数目:

（最少）硬盘数目:

3（最少）读写性能:

读写性能:

均有提高

磁盘阵列

RAID3示意图输入数据流输入数据

磁盘阵列控制器

奇偶校验

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