华为网络技术大赛笔记——服务器概述

一、服务器概述

本文包括:

1、服务器定义及发展史

2、服务器类型

3、服务器的技术和架构

4、服务器上层软件架构

1、服务器定义及发展史

  1. 服务器的概念:

    服务器也是一种计算机,但是运行更快,负载更高,价格更贵。

  2. 服务器的客户机:

    客户机可以时我们直接用的 PC 机,手机,其他的服务器,ATM 机,甚至火车飞机等

  3. 服务器的特性:

    • 通常不会直接接触,而是通过网络来为我们提供服务

    • 高速度的 CPU 运算能力

    • 长时间的可靠运行

    • 强大的 I/O 外部数据吞吐能力

    • 更好的可扩展性

  4. 服务器承担的业务也是多种多样的:

    • 银行企业等核心数据库、关键业务应用系统;

    • 基础业务:email 及即时通讯、web 服务、虚拟化、云打印等;

    • 创新业务:HPC(High Performance Computing) 高性能计算、Hadoop、serverSAN、

  5. 服务器的发展史

    • 第一台电子计算机 1946 年

    • 1964 年,IBM 推出的第一台大型机 system 360,成为真正意义上的服务器,体积大,价格高

    • 1965 年,DEC 公司开发了一款小型机 PDP-8(注意当时的小型机不同于现在的小型机),掀起了一场小型机的革命,体积小,价格便宜

    • 1989 年,Intel 公司,康柏公司生产了第一台 X86 服务器(现在成为市场主流,出货量占比 98%,销售额占比 80%);

    • 90 年代,Unix 服务器,新概念小型机,它们通常采用 RISC CPU 和 Unix 操作系统(这也就是现在我们说的小型机,国外称之为 Unix Server)。

    • 服务器的核心部件 CPU 一直在遵循摩尔定律进行快速的演进和创新。

2、服务器类型

  1. 服务器按照外形分类

    • 塔式服务器

    • 机架式服务器

    • 刀片式服务器

    • 高密度服务器

  2. 服务器按照 CPU 数量分类

    这种分类方法也最常体现到不同厂家服务器类型的分类上,华为的 RH2288 为两路服务器,RH5885 为四路服务器,RH8100 为八路服务器

    • 一路服务器
    • 双路服务器
    • 四路服务器
    • 多路服务器
  3. 服务器按照 CPU 的内核数量分类

    有的 Unix 不采用 CPU 的数量进行分类,而是采用 CPU 的内核数量进行分类,早期的 CPU 仅有一个内核,后来的新技术可以将多个内核封装在一个 CPU 芯片内,性能得到了数倍的提升。

  4. 服务器按照指令集分类

    • RISC 精简指令集 CPU

      采用 RISC CPU 的服务器通常用于 Unix 操作系统,国外通常称为 Unix 服务器,国内称之为小型机。

    • CISC 复杂指令集 CPU

      X86 CPU 则采用的是 CISC 指令集,采用 X86 CPU 的服务器称为 X86 服务器

  5. 服务器按照应用分类

    • 数据库服务器

    • 应用服务器

    • Web 服务器

    • 接入服务器

    • 文件服务器

  6. 服务器发展变化

    随着服务器的不断地发展,服务器的性能不断的提升,服务器的外形也不断发生着变化,体积不断的缩小,更加的节能省电。从塔式服务器发展为更小的机架式服务器,后来又推出了高密、节能、管理优化的刀片式服务器,性能也增加了许多

  7. 服务器的硬件组件构成

    • 主要包含 CPU、内存、硬盘三大组件(成本占服务器的成本的 2/3)

    • 另外还配置有主板、机箱、电源、风扇等基础的硬件

    • 以及 RAID 卡、网卡等可选用的部件

  8. 主流的服务器的供应商

    • 除了 IBM、Oracle 等厂商的大小型机以外,其他厂商的 X86 服务器都是跟着 Intel 的产品开发节奏走的。

    • 三大件的通用化导致各厂商的服务器在原理上看大体差不多,当然也是各有差异:主要体现在产品的工业化、模块化的设计、RAS 特性、可扩展、可管理性差异,以及品牌的服务能力等等。

3、服务器的技术和架构

服务器技术架构的三大发展趋势

  • Scale-up 纵向扩展架构

  • Scale-out 横向扩展架构

  • Hyper-converged 超融合架构

Scale-up 纵向扩展架构

  • 主要是提升单台服务器的计算性能,主要包括:高可靠性、高可用性、高扩展性

  • 主要应用于:高性能的交易类业务,如:企业核心交易数据库、关键应用系统以及 HPC 高性能计算等业务

  • 应用领域:金融交易、电信计费、科学研究、气象分析等领域

Scale-out 横向扩展架构

  • 对单台服务器的要求不高,主要通过更多的服务器来协同完成任务,特点是数量多,轻型

  • Scale-out 横向扩展架构的特点:有高并发性能、低成本、高密度、节能低碳、统一管理

  • 应用场所:超大规模型数据中心、大数据分析、公有云、web 应用集群等业务场景。

Hyper-converged 超融合架构

  • 将计算、存储、网络和统一管理放在一个盒子里,可以做到开箱即用,提供一个整体的计算解决方案

  • Hyper-converged 超融合架构的特性:高速的整体融合、简单易用、性能优化、消除了系统瓶颈,实现更好的整体的系统效能

  • 应用场合:高性能的数据分析、数据库整合、云计算资源池平台、一体化数据中心

业务应用和服务器的部署架构

  • 早期的单机应用:子一台服务器上部署了所有的应用软件,为一个或者几个用户提供计算或者业务服务,这种单机系统通常也被称为工作站

  • 后来的 C/S 应用部署架构:通常有一个集中共享的应用数据库,在使用者的 PC 机上安装相同或者不同的应用程序。这些应用程序能够操作或者共享应用的数据库,以便实现业务数据的协同操作、应用共享和统一保存。

  • C/S 架构的缺点:配置应用和维护比较复杂,软件升级也需要每台客户端逐一的进行升级,不利于应用的灵活部署,不利于较大规模的客户应用和推广。

  • 再后来的 B/S 应用部署架构:即 Browse/Server 三层模式的应用架构(客户端浏览器、应用服务器,数据库)

  • B/S 架构的优点:B/S 架构的 web 客户端使用简单,免维护
    业务应用软件、数据库系统则可以集中维护、统一部署、统一维护
    非常适用于大规模的应用系统的部署与服务

互联网应用部署架构

  • 互联网业务是典型的 B/S 架构,由于用户数量庞大,并发性高,所以应用部署架构一直朝着开放、分布式方向发展

  • 如今 BAT 等大企业普遍采用大规模分布式的数据库、Hadoop 大数据集群、高密 Scale-up 水平扩展应用、搜索 web 集群接入的部署架构模式。

4、服务器上层软件架构

  1. 服务器首先要做安装操作系统(OS)

    • Unix 服务器安装的操作系统系统有 AIX、Solaris、和 HP-un11

    • X86 服务器安装的操作系统主要有 Linux 和 windows 操作系统

    • 云计算平台通常要安装:VMvare、FusionSphere 或者 KVM 等虚拟化系统

      虚拟化系统可以将一个物理服务器模拟成多台小的虚拟化服务器来使用,通过服务器的虚拟化能够提供更好的资源使用效率,自动部署和简化管理

  2. 主要的服务器数据库:Oracle、IBM DB2、MySQL、SQL server、SYBASE、以及国产的人大金仓和达梦数据库等

  3. 主要的服务器的中间件以 Java 中间件为主,比如 WebLogical 和 WebSphere,Tuxedo、东方通等,开源的中间件有 Tomcat、JBoss 等

    中间件的作用:中间件可以为上层的应用软件提供运行和开发环境,提供预制可复用的业务功能模块,API 接口等,帮助用户灵活的、高效的开发和集成复杂的应用系统。

  4. 主要服务器业务应用

    • 业务应用层软件是面向客户的应用逻辑层软件,如 ERP、CRM、HR 等应用软件;

    • 业务应用软件通常是基于数据库、中间件等基础结构平台之上。根据客户的需求进行定制开发,最终满足客户业务需求的软件系统。

  5. 服务器与云计算服务架构对应关系

    • 服务器、存储、网络等硬件基础设施,对应 IaaS 云服务层,Infrastructure-as-a-Service(IaaS) 基础设施即服务

    • 数据库、中间件通常会对应 PaaS 云服务层,Platform-as-a-Service(PaaS) 平台即服务

    • 业务应用层软件则会面向 SaaS 层服务,Software-as-a-Service 软件即服务

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