服务器工作原理是什么

服务器的工作原理如下：

整个服务器系统就像一个人，处理器就是服务器的大脑，而各种总线就像是分布于全身肌肉中的神经，芯片组就像是骨架，而I/O设备就像是通过神经系统支配的人的手、眼睛、耳朵和嘴而电源系统就像是血液循环系统，它将能量输送到身体的所有地方。

在信息系统中，服务器主要应用于数据库和Web服务，而PC主要应用于桌面计算和网络终端，设计根本出发点的差异决定了服务器应该具备比PC更可靠的持续运行能力、更强大的存储能力和网络通信能力、更快捷的故障恢复功能和更广阔的扩展空间。

同时，对数据相当敏感的应用还要求服务器提供数据备份功能。而PC机在设计上则更加重视人机接口的易用性、图像和3D处理能力及其他多媒体性能。

扩展资料：

服务器的构成：

因为服务器作为提供计算服务的设备，所以服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。

服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

在网络环境下，根据服务器提供的服务类型不同，分为文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器、WEB服务器等。

参考资料来源：百度百科-服务器

一、串口服务器的定义及简介：

串口服务器是为RS-232/485/422到TCP/IP 之间完成数据转换的通讯接口转换器。提供RS-232/485/422终端串口与TCP/IP网络的数据双向透明传输，提供串口转网络功能，RS-232/485/422转网络的解决方案。可以让串口设备立即联接网络。

随着Internet的广泛普及，“让全部设备连接网络”已经成为全世界企业的共识。为了能跟上网络自动化的潮流，不至于失去竞争优势，必须建立高品位的数据采集、生产监控、即时成本管理的联网系统。利用基于TCP/IP的串口数据流传输的实现来控制管理的设备硬件，无需投资大量的人力、物力来进行管理、更换或者升级。

串口服务器就使得基于TCP/IP的串口数据流传输成为了可能，它能将多个串口设备连接并能将串口数据流进行选择和处理，把现有的RS 232接口的数据转化成IP端口的数据，然后进行IP化的管理，IP化的数据存取，这样就能将传统的串行数据送上流行的IP通道，而无需过早淘汰原有的设备，从而提高了现有设备的利用率，节约了投资，还可在既有的网络基础上简化布线复杂度。串口服务器完成的是一个面向连接的RS 232链路和面向无连接以太网之间的通信数据的存储控制，系统对各种数据进行处理，处理来自串口设备的串口数据流，并进行格式转换，使之成为可以在以太网中传播的数据帧；对来自以太网的数据帧进行判断，并转换成串行数据送达响应的串口设备。

二、串口服务器的特点：

内部集成 ARP，IP，TCP ,HTTP，ICMP，SOCK5，UDP，DNS等协议。RS-485/422转换提供数据自动控制。RS-232/422/485三合一串行接口 , 300-230.4KBPS波特率。支持动态IP（DHCP）和静态IP，支持网关和代理服务器，可以通过Internet传输数据。提供数据双向透明传输，用户不需要对原有系统做任何修改。所有串口内置600W防雷 。10/100M以太网、自动侦测直连或交叉线。可以同时支持多个连接。

三、串口服务器工作方式及通讯模式：

工作方式：

1.服务器方式：在该工作方式下，串口联网服务器作为TCP服务器端， 转换器在指定的TCP端口上监听平台程序的连接请求，该方式比较适合于一个转换器与多个平台程序建立连接（一个转换器不能同时与多个平台程序建立连接）。

2.客户端方式：在该工作方式下，串口联网服务器 作为 TCP 客户端，转换器上电时主动向平台程序请求连接，该方式比较适合于多个转换器同时向一个平台程序建立连接。

通讯模式：

1.点对点通讯模式：该模式下，转换器成对的使用，一个作为服务器端，一个作为客户端，两者之间建立连接，实现数据的双向透明传输。该模式适用于将两个串口设备之间的总线连接改造为 TCP/IP 网络连接。

2.使用虚拟串口通讯模式：该模式下，一个或者多个转换器与一台电脑建立连接，实现数据的双向透明传输。由电脑上的虚拟串口软件管理下面的转换器，可以实现一个虚拟串口对应多个转换器， N 个虚拟串口对应 M 个转换器（ N<=M ）。该模式适用于串口设备由电脑控制的 485 总线或者 232 设备连接。

3.基于网络通讯模式： 该模式下，电脑上的应用程序基于SOCKET 协议编写了通讯程序，在转换器设置上直接选择支持 SOCKET 协议即可。

四、串口服务器应用领域：

它主要应用在门禁系统、考勤系统、售饭系统、 POS 系统、楼宇自控系统、自助银行系统电信机房监控，电力监控等。

五、硬件系统及其模块：

1.硬件系统

硬件系统是实现整个系统功能的基础，是整个设计实现的关键。

整个串口服务器的关键在于串口数据包与TCP/IP数据报之间的转换以及双方数据因为速率不同而存在的速率匹配问题，在对串口服务器的实现过程中，也必须着重考虑所做的设计和所选择的器件是否能够完成这些功能。

（1）硬件系统组成模块

在制定设计方案和选定器件时遇到的技术难点是如何利用处理器对串口数据信息进行TCP/IP协议处理，使之变成可以在互联网上传输的IP数据包。目前解决这个问题很多时候采用32位MCU + RTOS方案，这种方案是采用32位高档单片机，在RTOS（实时多任务操作系统）的平台上进行软件开发，在嵌入式系统中实现TCP/IP的协议处理。它的缺点是：单片机价格较高，开发周期较长；需要购买昂贵的RTOS开发软件，对开发人员的开发能力要求较高。

借鉴上述方案的优缺点，我们决定把串口服务器的硬件部分分为几个模块设计，这就是主处理模块、串口数据处理模块和以太网接口及控制模块等几大模块来共同完成串口服务器的功能。

在器件的选择上，选用Intel公司的801086芯片作为主处理模块的处理器芯片，它是一种非常适合于嵌入式应用的高性能、高集成度的16位微处理器，功耗低。由于考虑到串口数据速率较低而以太网的数据传输速率高所造成的两边速率不匹配的问题，我们决定采用符合总线规范的大容量存储器来作为数据存储器；由于主处理模块还涉及到数据线/地址线复用、串并转换、器件中断信号译码、时钟信号生成、控制信号接入等功能，若是选用不同的器件来完成，势必会造成许多诸如时延不均等问题，我们选用了一片大容量的高性能可编程逻辑器件来完成上述所提到的功能，这样的优点在于，我们保证了稳定性和高可靠性，并且可编程逻辑器件的可编程功能使得对于信号的处理的空间更大，且具有升级的优势。

以太网接口及控制模块在串口服务器的硬件里面起着很重要的作用，它所处理的是来自于以太网的IP数据包，考虑到通用性的原则，我们采用一片以太网控制芯片来完成这些功能，并在主处理模块中添加了一片AT24C01来存储以太网控制芯片状态。通过主处理模块对于以太网控制芯片数据及寄存器的读/写，我们可以完成对IP数据包的分析、解/压包的工作。

串口数据处理模块主要完成的是对于串口数据流的电平转换和数据格式的处理，判断串行数据的起始位及停止位，完成对数据和校验位的提取。一般的设计采用的是MAX232和一片UART的设计思想，这里我们也是遵从这种设计理念，不过我们采用的是集成了MAX232+UART功能的芯片，小尺寸、低成本、低功耗，而且采用与SPITM/QS-PITM/MICROWIRETM兼容的串行接口，节省线路板尺寸与微控制器的I/O端口。

这种模块化的方案的优点在于：采用高速度的16位微控制器，外围器件少，系统成本低；并且采用Intel公司的开发平台，可以大幅度地缩短开发周期并降低开发成本。

（2）硬件工作流程及应用架构

主处理器首先初始化网络及串口设备，当有数据从以太网传过来，处理器对数据报进行分析，如果是ARP（物理地址解析）数据包，则程序转入ARP处理程序；如果是IP数据包且传输层使用UDP，端口正确，则认为数据报正确，数据解包后，将数据部分通过端口所对应的串口输出。反之，如果从串口收到数据，则将数据按照UDP格式打包，送入以太网控制芯片，由其将数据输出到以太网中。可以知道，主处理模块主要处理TCP/IP的网络层和传输层，链路层部分由以太网控制芯片完成。应用层交付软件系统来处理，用户可以根据需求对收到的数据进行处理。

2.硬件系统模块

根据硬件系统的具体结构和不同功能，我们可以将硬件系统划分为下述的几大模块。

（1）主处理器模块

该模块是串口服务器的核心部分，主要由主处理器、可编程逻辑器件、数据及程序存储器等器件构成。

主处理模块完成的功能主要有：在串口数据和以太网IP数据之间建立数据链路；通过对以太网控制芯片的控制读写来实现对IP数据包的接收与发送；判别串行数据流的格式，完成对串口设备的选择以及对串行数据流格式的指定；控制串口数据流与IP数据包之间的速率控制，对数据进行缓冲处理；对UART和以太网控制芯片的寄存器进行读写操作，并存储转发器件状态；完成16位总线数据的串并行转换；完成总线地址锁存功能；完成对各个串口以及各个存储器件的片选功能；完成对各个串口的中断口的状态判别等功能。

（2）以太网接口及控制模块

这个模块主要由以太网接口部分和以太网控制部分构成。

以太网接口部分完成的是串口服务器与以太网接口电路的功能，控制器对所有模块均有控制作用，使整个接口电路能协调地配合后续电路完成以太网的收发功能。

以太网控制部分由收端和发端组成，在他们之间还有以太网状态检测和控制单元，以及收发协调控制器，见图5。由于以太网是半双工工作的，所以这个部分必须随时地监视以太网的状态，并且要根据需要对以太网进行控制，同时还要协调好内部收发端电路的工作状态。以太网检测单元和收发协调控制器就是完成这样的功能的。以太网状态检测单元与以太网接口的控制器接口，将接口的状态送到收发协调控制器，同时将协调控制器的控制信号进行处理，并送到以太网接口的控制器，以控制接口的状态。

在收端，接收到的串行数据流信号通过主处理模块进行串并转换和编码，以太网控制单元控制各部分协调，将产生的地址、数据、写信号送到RAM读写控制单元进行处理。相应的，发端的工作流程和收端相反。

数字化硬盘录像机（DVR）在国内的应用才短短的几年时间，但是由于其数字化的优势，特别在银行系统的应用，在国内监控行业形成了新的热潮。它给CCTV监控系统带来了数字化应用的革命。

硬盘录像机从其功能来看具有视频切换、图像任意分割和组合显示、图像录像、云台镜头控制、报警联动控制和远程网络传输控制功能，从某种意义上讲，一台高性能的硬盘录像机可以替代传统上的CCTV系统的矩阵切换器、图像分割器、磁带录像机、控制键盘和报警主机，实现高度集成化的数字化CCTV和报警监控系统。

DVR目前采用有纯硬件解压缩、软件解压缩和硬件软件相结合解压缩三种技术，采用后两种技术的硬盘录像机因为软件解压缩比较占用计算机的CPU和内存资源，因而能够处理和录制图像的能力有限，主要是每秒处理图像的帧数。例如纯软件解压缩的硬盘录像机处理图像帧数不能超过200帧/秒，在有些要求图像质量高，压缩比高的压缩算法下，例如MPEG4格式时，能够处理的图像帧数更少，为100帧/秒。因而硬盘录像机必须是采用纯硬件解压缩方式进行，并且尽可能的节省占用计算机CPU和内存资源，同样减少了软件运行的不确定因素，这样系统的稳定性和可靠性也大大的加强了。所以目前在DVR市场中占主导地位的是MPEG4硬压缩方式的。

所谓的MPEG4硬压缩格式的硬盘录像机采用纯硬件解压缩音视频卡，将音视频采集，编码压缩，解码显示采用一片集成芯片进行，利用计算机PCI总线结构，将多路音视频流直接分配传输到计算机显卡，IDE总线进行图像显示和存储，系统CPU只起到控制和分配作用，因而处理音视频流占用计算机系统的资源与处理音视频路数无关，其实通俗的讲DVR就是一台配置较好的PC机加多片音视频压缩卡与软件捆绑所构成。

DVR的优点是价格低廉成本不高，应用领域较广，对本地监控有一定优势；缺点由于是PC插卡式，它会直接受到PC机质量的影响，发热量的影响，对PC的配置要求很高，维护起来不方便，由于大部分应用都是24小时循环录像，所以相对应的硬盘寿命很短。它在网络远程监控方面相比较没有任何优势，需要给它提供一条专用的网络接入点，还受到广域网访问局域网的制约，传送图像质量不好，所以上述缺点要想实现真正意义上的远程监控，DVR还很难作到。

网络视频服务器是监控领域中新兴的产物。由于国内网络提供商提供了更高的网络带宽更实惠的价格，所以互联网在几年内迅速的普及，逐渐渗透到个行个业中去。它同时也给监控领域带来了一次新的革命，所以人们已经无法在满足固化的本地监控的需求，对远程监控的需求越来越多的同时，网络视频服务器就成为了监控方面新的生力军。

视频服务器的关键核心技术之一数字视频压缩技术，目前在视频服务器中实用的是M—JPEG和MPEG—2两种。M-JPEG技术即运动静止图像（或逐帧）压缩技术，广泛应用于非线性编辑领域可精确到帧编辑和多层图像处理，把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩方式单独完整弰压缩每一帧，在编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧的编辑，此外M-JPEG的压缩和解压缩是对称的，可由相同的硬件和软件实现。但M-JPEG只对帧内的空间冗余进行压缩。不对帧间的时间冗余进行压缩，故压缩效率不高。采用M-JPEG数字压缩格式，当压缩比7:1时，可提供相当于Betecam SP质量图像的节目。

视频服务器有下几大特点：

1)功能全面

基于网络视频服务器的监控方案，无需各种视频切换矩阵卡、处理卡等，只需网络视频服务器加监视系统、摄像机，就可完成视频监控，视频资源的录像、存储、检索、回放等功能，并且完成云台控制、联动报警、画面分割等功能。

2)开放标准

网络视频服务器支持IP、TCP、和HTTP等各种标准网络协议，可以与各种不同类型的网络设备无缝连接。

网络视频服务器支持NTSC和PAL等标准制式的视频输入；支持通用云台控制协议，可以方便地远程控制云台。

3)可靠性高

网络视频服务器采用嵌入式架构和工业标准设计、生产，在系统性能上优于基于工控机的监控设备，系统采用M-JPEG实时压缩，稳定可靠、效率高。

4)安装简单

网络视频服务器的安装过程快速简单，通过BNC接口连接1~4个视频源，通过RJ45接口接入以太网（用户只需设置一个IP地址后即可使用），或内置DDNS可直接在广域网中访问。

5)操作容易

监控可直接采用IE浏览器界面；也可以使用与网络视频服务器配合使用的监控软件，如优网通软件，其界面友好，在不经培训的情况下，也能掌握基本功能。

6)维护方便

现场设备可以通过网络远程管理和设置（包括软件升级），在现场无须人工维护和操作，大大方便了系统运营的维护。

7)性价比高

网络视频服务器构建的监控系统，可利用用户现有的网络，不必另铺线缆；省去视频矩阵，同轴电缆等昂贵器材；性能可靠使得设备的维护费用降低。

8)可扩展性好

未来系统的扩容也不需要增加监控中心的设备,只需要用户在新增监控点增加另一台网络视频服务器即可。

9)分布式架构

采用了分布式处理架构的设计思想，很大程度上消除了工控机模式下的集中式处理的限制，扩大了视频监控系统的容量。

10)应用广泛

网络视频服务器可广泛应用于诸如对远程会议、远程教学、远程医疗、电力无人驻守变电站、电信机房、道路交通、连锁营业场所铁路、广电、交通、金融、高校、石化、煤炭、军队、厂矿、海关、港口、水利、林业等企事业单位的远程视频监控以及本地局域网络下的监控。网络视频服务器的优点是在远程监控方面的技术优势从而扩大了图像监控的应用范围，强化了视频图像在远程管理、视频资料共享等方面的重要性。缺点是网络视频服务器是新兴的产业与DVR相比成本较高，与DVR竞争本地监控领域，优势不是很明显。

DVR 视频输出

支持多种显示设备，既有多画面输出，又有单画面输出，并且可以与其他子系统（如报警）进行联动

监视画面效果

本地观看实时显示，高品质的数字画面，如远程观看对PC机要求性能高， 视 频压缩传输后画质下降，支持少数人同时观看。

集中监控

由于布线成本限制，只能本地监控，监控点由视频采集卡决定。

稳定性

稳定性视PC机性能而定，散热、意外操作等会导致系统崩溃。

网络视频服务器 视频输出

不需客户端软件可直接通过PC机的IE浏览器进行监控，针对PIXORD开发的专业软件除具有DVR的所有功能外还有更多的管理功能

监视画面效果

正常网络状态下实时显示，普通品质画面，对PC机要求不高，支持30个用户同时在线访问，网络状况差时略有呆滞、丢帧现象。

集中监控

利用现有网络可对远程任何多点控制、远程录像管理，需专用软件

稳定性

嵌入式系统，具有硬件狗，可自动重启，在线升级系统，稳定性高。

---