所谓服务器架构,也就是如何将服务器各部分合理地安排,以实现最初的功能需求。所以,架构本无所谓正确与错误;当然,优秀的架构更有助于系统的搭建,对系统的可扩展性及可维护性也有更大的帮助。
服务器架构优化
1、一台“全能”的服务器
把应用系统网站、数据库、文件系统等都在一台服务器下,这样形成了最初级的服务器,一般是非常简单的应用,使用的用户量相当有限。一些企业的门户网站或刚上线使用的系统会采用这样的方式进行部署。
2、系统网站、数据库和文件系统不同的服务器进行部署
这个有先考虑的是把数据库和系统网站分离出来部署到不同的服务器。很多的系统网站很长一段时间都是把系统网站和文件服务器放在一起,把数据库分离出去后发现网站的性能没有多大的提升时,才考虑把文件系统从系统站点分离出去,减少读取文件带来了网络开销和IO读取。在配置服务是需要根据服务器所承载的职责用途分配不同性能的硬件设备,如文件服务器更需要考虑的是硬盘。
按服务器的处理器架构(也就是服务器CPU所采用的指令系统)划分把服务器分为CISC架构服务器、RISC架构服务器和VLIW架构服务器三种。 CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computer”,即“复杂指令系统计算机”,从计算机诞生以来,人们一直沿用CISC指令集方式。早期的桌面软件是按CISC设计的,所以,微处理器(CPU)厂商一直在走CISC的发展道路,包括Intel、AMD,还有其他一些已经更名的厂商,如TI(德州仪器)、Cyrix以及VIA(威盛)等。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。CISC架构的服务器主要以IA-32架构(Intel Architecture,英特尔架构)为主,而且多数为中低档服务器所采用。
如果企业的应用都是基于NT平台的应用,那么服务器的选择基本上就定位于IA架构(CISC架构)的服务器。如果企业的应用主要是基于Linux操作系统,那么服务器的选择也是基于IA结构的服务器。如果应用必须是基于Solaris的,那么服务器只能选择SUN服务器。如果应用基于AIX(IBM的Unix操作系统)的,那么只能选择IBM Unix服务器(RISC架构服务器)。 台式服务器也称为“塔式服务器”。有的台式服务器采用大小与普通立式计算机大致相当的机箱,有的采用大容量的机箱,像个硕大的柜子。低档服务器由于功能较弱,整个服务器的内部结构比较简单,所以机箱不大,都采用台式机箱结构。这里所介绍的台式不是平时普通计算机中的台式,立式机箱也属于台式机范围,这类服务器在整个服务器市场中占有相当大的份额。
优点:塔式服务器它的外形以及结构都跟我们平时使用的立式PC差不多,由于服务器的主板扩展性较强、插槽也多出一堆,所以个头比普通主板大一些,因此塔式服务器的主机机箱也比标准的ATX机箱要大,一般都会预留足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的冗余扩展。
由于塔式服务器的机箱比较大,服务器的配置也可以很高,冗余扩展更可以很齐备,所以它的应用范围非常广,应该说目前使用率最高的一种服务器就是塔式服务器。
缺点:目前常见的入门级和工作组级服务器基本上都采用这一服务器结构类型,不过由于只有一台主机,即使进行升级扩张也有个限度,所以在一些应用需求较高的企业中,单机服务器就无法满足要求了,需要多机协同工作,而塔式服务器个头太大,独立性太强,协同工作在空间占用和系统管理上都不方便,这也是塔式服务器的局限性。不过,总的来说,这类服务器的功能、性能基本上能满足大部分企业用户的要求,其成本通常也比较低,因此这类服务器还是拥有非常广泛的应用支持。 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)、2U、4U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。
优点:作为为互联网设计的服务器模式,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。可以说机架式是一种优化结构的塔式服务器,它的设计宗旨主要是为了尽可能减少服务器空间的占用,而减少空间的直接好处就是在机房托管的时候价格会便宜很多。
很多专业网络设备都是采用机架式的结构(多为扁平式,就像个抽屉),如交换机、路由器、硬件防火墙这些。机架服务器的宽度为19英寸,高度以U为单位(1U=1.75英寸=44.45毫米),通常有1U,2U,3U,4U,5U,7U)几种标准的服务器。机柜的尺寸也是采用通用的工业标准,通常从22U到42U不等;机柜内按U的高度有可拆卸的滑动拖架,用户可以根据自己服务器的标高灵活调节高度,以存放服务器、集线器、磁盘阵列柜等网络设备。服务器摆放好后,它的所有I/O线全部从机柜的后方引出(机架服务器的所有接口也在后方),统一安置在机柜的线槽中,一般贴有标号,便于管理。
缺点:机架式服务器因为空间比塔式服务器大大缩小,所以这类服务器在扩展性和散热问题上受到一定的限制,配件也要经过一定的筛选,一般都无法实现太完整的设备扩张,所以单机性能就比较有限,应用范围也比较有限,只能专注于某一方面的应用,如远程存储和Web服务的提供等 在一些高档企业服务器中由于内部结构复杂,内部设备较多,有的还具有许多不同的设备单元或几个服务器都放在一个机柜中,这种服务器就是机柜式服务器。
对于证券、银行、邮电等重要企业,则应采用具有完备的故障自修复能力的系统,关键部件应采用冗余措施,对于关键业务使用的服务器也可以采用双机热备份高可用系统或者是高性能计算机,这样的系统可用性就可以得到很好的保证。 刀片式服务器是一种HAHD(High Availability High Density,高可用高密度)的低成本服务器平台,是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的,其中每一块“刀片”实际上就是一块系统母板,类似于一个个独立的服务器。在这种模式下,每一个母板运行自己的系统,服务于指定的不同用户群,相互之间没有关联。不过可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下,所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境,可以共享资源,为相同的用户群服务。当前市场上的刀片式服务器有两大类:一类主要为电信行业设计,接口标准和尺寸规格符合PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturer's Group)1.x或2.x,未来还将推出符合PICMG 3.x 的产品,采用相同标准的不同厂商的刀片和机柜在理论上可以互相兼容;另一类为通用计算设计,接口上可能采用了上述标准或厂商标准,但 尺寸规格是厂商自定,注重性能价格比,属于这一类的产品居多。刀片式服务器目前最适合群集计算和IxP提供互联网服务。
优点:刀片服务器适用于数码媒体、医学、航天、军事、通讯等多种领域。其中每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统,如Windows NT/2000、Linux、Solaris等等,类似于一个个独立的服务器。
在这种模式下,每一个主板运行自己的系统,服务于指定的不同用户群,相互之间没有关联。不过可以用系统软件将这些主板集合成一个集群服务器。在集群模式下,所有的主板可以连接起来提供高速的网络环境,可以共享资源,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。值得一提的是,系统配置可以通过一套智能KVM和9个或10个带硬盘的CPU板来实现。CPU可以配置成为不同的子系统。一个机架中的服务器可以通过新型的智能KVM转换板共享一套光驱、软驱、键盘、显示器和鼠标,以访问多台服务器,从而便于进行升级、维护和访问服务器上的文件。
1、根据体系结构不同,服务器可以分成两大重要的类别:IA架构服务器和RISC架构服务器。服务器
这种分类标准的主要依据是两种服务器采用的处理器体系结构不同。RISC架构服务器采用的CPU是所谓的精简指令集的处理器,精简指令集CPU的主要特点是采用定长指令,使用流水线执行指令,这样一个指令的处理可以分成几个阶段,处理器设置不同的处理单元执行指令的不同阶段,比如指令处理如果分成三个阶段,当第N条指令处在第三个处理阶段时,第N+1条指令将处在第二个处理阶段,第N+2条指令将处在第一个处理阶段。这种指令的流水线处理方式使得CPU有并行处理指令的能力,这使处理器能够在单位时间内处理更多的指令。IA架构的服务器采用的是CISC体系结构,即复杂指令集体系结构,这种体系结构的特点是指令较长,指令的功能较强,单个指令可执行的功能较多,这样我们可以通过增加运算单元,使一个指令所执行的功能能够同时并行执行来提高运算能力。长时间以来两种体系结构一直在相互竞争中成长,都取得了快速的发展。IA架构的服务器采用了开放体系结构,因而有了大量的硬件和软件的支持者,在近年有了长足的发展。
2、根据服务器的规模不同可以将服务器分成工作组服务器、部门服务器和企业服务器。
这种分类方法是一种相对比较老的分类方法,主要是根据服务器应用环境的规模来分类,比如一个十台客户机左右的计算机网络环境适合使用工作组服务器,这种服务器往往采用1个处理器,较小的硬盘容量和不是很强的网络吞吐能力;一个几十台客户机的计算机网络适用部门级服务器,部门级服务器相对能力要强,往往采用2颗处理器,较大的内存和磁盘容量,磁盘I/O和网络I/O的能力也较强,这样这台服务器才能有足够的处理能力来受理客户端提出的服务需求;而企业级的服务器往往处于百台客户机以上的网络环境,为了承担对大量服务请求的响应,这种服务器往往采用4颗处理器、有大量的硬盘和内存,并且能够进一步扩展以满足更高的需求,同时由于要应付大量的访问,所以,这种服务器的网络速度和磁盘速度也应该很高。为达到这个要求,往往要采用多个网卡和多个硬盘并行处理。所有上述描述是很不精确的,存在很多特殊情况的,比如一个网络的客户机可能很多,但对服务器的访问可能很少,就没有必要要一台功能超强的企业级服务器,由于这些因素的存在,使得这种服务器的分类方法更倾向于定性,而不是定量,也就是说从小组级到部门级到企业级,服务器的性能是在逐渐加强的,其他各种特性也是在逐渐加强的。
3、根据服务器的功能不同我们可以把服务器分成很多类别
如文件/打印服务器,这是最早的服务器种类,它可以执行文件存储和打印机资源共享的服务,至今,这种服务器还在办公环境里得到了广泛应用。数据库服务器,运行一个数据库系统,用于存储和操纵数据,向连网用户提供数据查询、修改服务,这种服务器也是一种广泛应用在商业系统中的服务器。WEB服务器、E-MAIL服务器、NEWS服务器、PROXY服务器,这些服务器都是INTERNET应用的典型、他们能完成主页的存储和传送、电子邮件服务、新闻组服务等。所有上面讲的这些服务器,都是不仅仅是一个硬件系统,他们往往是通过硬件和软件的结合来实现他们特定的功能。
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