智能计算之服务器软硬件架构

服务器是软件和硬件组成的，本次博客会介绍关于服务器的软硬件的组成和架构，服务器的演进、分类和组成，服务器软件的分类，以及日常软件的功能介绍。

服务器硬件架构介绍

首先，先了解一下服务器的基本概念。服务器是网络中，为客户端提供各种服务的高性能计算机，如下图所示，是服务器硬件的演进过程。
我们可以看到，早期的服务器，是以RISC机构为基础的大型机或者小型机，性能好，但是架构封闭，随着时代的进步，Intel的X86性能也在不断的提升，而且对于软件的兼容性很好，因此，Intel的X86慢慢的就成为了服务器主流的产品，为了适应不同的场景，生产了不同的形态，比如机架、高密、刀片等，随着云计算发展的越来越好，服务器会进一步地向着虚拟化、硬件资源池化靠近，提供更加灵活的算力支持。

服务器的外观分类

如下图所示，塔式服务器，插槽比较多，主板的扩展能力强，应用范围比较广泛，可以满足一般常见的服务器应用需求；机架服务器是一种外观按照统一标准设计的服务器，配合机柜统一使用，可以将它看作是一种优化结构的塔式服务器；刀片式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，实现高可用和高密度，每一块“刀片”实际上就是一个服务器。

服务器内部视图

打开服务器的机箱之后，可以看到服务器内部的内部结构，如下图所示，服务器一般会被设计成模块化，这样便于安装和更换，那么服务器的主要组件包括CPU、内存、硬盘、电源、风扇等。

如下表所示是服务器主要组件的介绍

组件	介绍
CPU（Central Processing Unit中央处理器）	由控制器，运算器，寄存器和内部总线构成，是整个计算机系统中最重要的部分。
内存	介于CPU 和外部存储之间，是CPU 对外部存储中程序与数据进行高速运算时存放程序指令、数据和中间结果的临时场所，它的物理实质就是一组具备数据输入输出和数据存储功能的高速集成电路。
硬盘	服务器上使用的硬盘，有区别于普通硬盘。目前服务器市场上采用的硬盘主要有三种，SATA硬盘、SCSI硬盘以及SAS硬盘。如果说服务器是网络数据的核心，那么服务器硬盘就是这个核心的数据仓库，所有的软件和用户数据都存储在这里。普通电脑由于基本都是间断式运行，稳定性安全性相对要求不苛刻。而服务器由于需要24小时不间断运行，并且很多服务器运行时间基本是按月或年计算，只有在检修维护的时候，才会停止运行。因此，服务器硬盘对稳定性和可靠性有着很高的要求。另外在速率、接口和安装方式上都有别于普通硬盘。
电源	服务器电源和个人电脑电源一样，都是一种开关电源。服务器电源按照标准可以分为ATX电源和SSI电源两种。ATX标准使用较为普遍，主要用于台式机、工作站和低端服务器；而SSI标准是随着服务器技术的发展而产生的，适用于各种其他档次的服务器
风扇	服务器风扇的作用是加快散热片表面空气的流动速度，以提高散热片和空气的热交换速度。风扇作为风冷散热器的两大重要部件之一，它的性能的好坏往往对服务器散热器效果和使用寿命起着决定性作用。
网卡	又称网络适配器或网络接口卡（NIC），英文名为Network Interface Card。是用于服务器与交换机等网络设备之间的连接。

服务器软件架构

服务器软件，可以被划分为系统软件、硬件软件和介于两者之间的中间件，系统软件负责管理各种硬件，让它们可以协调工作，比如操作系统；中间件是指在网络环境下处于系统软件和应用软件之间的一种起到连接作用的分布式软件，主要是解决异构网络环境下，分布式应用软件互联的操作问题，来提供标准接口、协议，提高应用系统的一致性，典型的中间件有web应用服务器等；应用软件，是为了某种特定的用途而被开发的软件，比如浏览器等。

操作系统的定义和作用

操作系统是管理和控制计算机硬件和软件资源的计算程序，在逻辑层次上，位于应用软件和硬件之间，如下图所示，

常用服务器操作系统软件

常见的操作系统有开源的Linux,闭源的Windows和Unix，如下图所示

中间件与应用软件

常见的中间件有JBoss、Tomcat、WebLogic，常见的应用软件有CRM、Mail（邮件服务器）、ERP（企业资源计划软件）。

中间件名称	描述
JBoss	基于J2EE的开放源代码的应用服务器，由开源社区开发
Tomcat 服务器	免费的开放源代码的Web 应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP 程序的首选
WebLogic	基于JAVA EE架构的中间件，用于开发、集成、部署和管理大型分布式Web应用、网络应用和数据库应用的Java应用服务器

Java EE，Java平台企业版（Java Platform Enterprise Edition），之前称为Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE)，2018年3月更名为Jakarta EE。是Sun公司为企业级应用推出的标准平台。
程序库通用许可证（lesser General Public License，简称LGPL）是一个广泛被使用的自由软件许可协议条款。
JSP（全称JavaServer Pages）是由Sun Microsystems公司主导创建的一种动态网页技术标准。