服务器系统概述（全文）
胡经国
本文作者的话
本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。现作为云计算学习笔录，奉献给云计算业外读者，作为进一步学习和研究的参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！
下面是正文
一、服务器的概念
服务器（Server），又叫做伺服器，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因而一般来说服务器应具备承担服务和保障服务的能力。
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，由于服务器需要提供高可靠性的服务，因而在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求都比较高，其CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件与普通PC有所不同。
其中，芯片组是一组共同工作的集成电路（即：芯片）。它负责将电脑的核心——微处理器和机器的其他部分相连接，是决定主板级别的重要部件。以往，芯片组由多颗芯片组成，慢慢的简化为两颗芯片。在计算机领域，“芯片组”术语通常是特指计算机主板或扩展卡上的芯片。
在网络环境下，根据服务器所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。
二、服务器系统结构
1、服务器系统结构概述
服务器作为硬件来说，通常是指那些具有较高计算能力、能够提供给多个用户使用的计算机。服务器与PC机的不同点很多，例如PC机在一个时刻通常只为一个用户服务。服务器与主机不同，主机是通过终端给用户使用的；而服务器则是通过网络给客户端用户使用的。
与普通的PC相比，服务器需要连续工作在7×24小时环境。这就意味着，服务器需要很多的稳定性技术RAS，比如支持使用ECC内存。
根据不同的计算能力，服务器又分为工作组级服务器，部门级服务器和企业级服务器。
服务器操作系统，是指运行在服务器硬件上的操作系统。服务器操作系统需要管理和充分利用服务器硬件的计算能力，并提供给服务器硬件上的软件使用。
链接：RAS
RAS（Reliability，Availability and Serviceability，可靠性、可用性和可服务性）是电脑硬件工程上的术语。最初来自IBM公司为其大型主机所做的宣传广告，强调大型主机系统的坚韧强固：稳定性（或称：坚稳性）、可用性（或称：可靠性）、可服务性。如今这个概念已广为人知，并被缩写、简称为RAS。
链接：ECC
ECC（Error Checking and Correcting，错误检查和纠正），是一种能够实现“错误检查和纠正”的技术，ECC内存就是应用了这种技术的内存。一般多应用在服务器及图形工作站上。这将使整个电脑系统在工作时更趋于安全稳定。
2、服务器系统硬件构成
服务器系统的硬件构成，与我们平常所接触的电脑有众多的相似之处。主要的硬件构成仍然包括如下几个主要部分：中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、内存、芯片组、I/O总线、I/O设备、电源、机箱和相关软件。这也是选购一台服务器，主要关注的指标。
整个服务器系统就像一个人。中央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。
web服务器又被称为在信息系统中，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。
3、CPU
中央服务器CPU仍按其指令系统来区分，通常分为：CISC型CPU和RISC型CPU两类；后来，又出现了一种64位的VLIM（Very Long Instruction Word，超长指令集）系统的CPU。
⑴、CISC型CPU
CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机），是指英特尔生产的x86（intel CPU的一种命名规范）系列CPU及其兼容CPU（其他厂
商如AMD，VIA等生产的CPU）。它基于PC机（个人电脑）体系结构。这种CPU一般都是32位的结构，所以我们也把它称为IA-32 CPU（IA：Intel Architecture，Intel架构）。CISC型CPU主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
⑵、RISC型CPU
RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机），是在CISC 指令系统基础上发展起来的。相对于CISC型CPU ，RISC型CPU不仅精简了指令系统，还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”；架构在同等频率下，采用RISC架构的CPU比CISC架构的CPU性能高很多。这是由CPU的技术特征决定的。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。
4、服务器管理软件
服务器管理软件，是一套处理硬件、操作系统及应用软件等不同层级软件管理及升级、系统资源管理、性能维护和监控配置的程序。
服务器软件工作方式为：客户机/服务器（C/S）方式，或者浏览器／服务器（B/S）方式。
5、服务器操作系统
服务器平台的操作系统。Unix操作系统，由于是Unix的后代，大多都有较好的作服务器平台的功能。常见的类Unix服务器操作系统有：AIX，HP-UX，IRIX，Linux，FreeBSD，Solaris，MacOS X Server，OpenBSD，NetBSD，和SCO OpenServer。
微软也出版了Microsoft Windows服务器版本：像早期的Windows NT Server，现代的Windows 2000 Server和Windows Server 2003，最新版的Windows Server 2008。
三、服务器设计目的的“RASUM”衡量标准
一般可以从以下几个方面的服务器特性来衡量服务器是否达到其设计目的：
R：Reliability可靠性；
A：Availability可用性；
S：Scalability可扩展性；
U：Usability易用性；
M：Manageability可管理性。
将上述五种特性归钠为“RASUM”，作为服务器是否达到其设计目的的衡量标准。
1、可扩展性
服务器必须具有一定的可扩展性。这是因为，企业网络不可能长久不变，特别是在当今信息时代。如果服务器没有一定的可扩展性，当用户一增多就不能胜任的话，一台价值几万甚至几十万的服务器在短时间内就要遭到淘汰。这是任何企业都无法承受的。为了保持可扩展性，通常需要服务器具备一定的可扩展空间和冗余件（如磁盘阵列架位、PCI和内存条插槽位等）。
可扩展性具体体现在：硬盘是否可扩充，CPU是否可升级或扩展，系统是否支持Windows NT、Linux或UNIX等多种可选主流操作系统等方面。只有这样，才能保持前期投资为后期充分利用。
链接：PCI
PCI（Peripheral Component Interconnect，外围组件互连，或外部设备互连），是英特尔（Intel）公司1991年下半年首先提出的，并得到IBM、Compad、AST、HP、和DEC等100多家计算机公司的响应，于1993年正式推出了PCI局部总线标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。
2、易使用性
服务器的功能相对于PC机来说要复杂许多。这不仅指其硬件配置，更多的是指其软件系统配置。服务器要实现如此多的功能，没有全面的软件支持是无法想象的。但是，软件系统一多，又可能造成服务器的使用性能下降，管理人员无法有效操纵。所以，许多服务器厂商在进行服务器的设计时，除了在服务器的可用性、稳定性等方面要充分考虑以外，还必须在服务器的易使用性方面下足功夫。
服务器的易使用性，主要体现在：服务器是不是容易操作，用户导航系统是不是完善，机箱设计是不是人性化，有没有关键恢复功能，是否有操作系统备份，以及有没有足够的培训支持等方面。
3、可用性等
对于一台服务器而言，一个非常重要的方面就是它的可用性，即所选服务器能满足长期稳定工作的要求，不能经常出问题。其实就等同于Sun所提出的可靠性（Reliability）。
因为，服务器所面对的是整个网络的用户，而不是单个用户。在大中型企业中，通常要求服务器是永不中断的。在一些特殊应用领域，即使没有用户使用，有些服务器也得不间断地工作。它必须持续地为用户提供连接服务，而不管是在上班，还是下班，也不管是工作日，还是休息、节假日。这就是要求服务器必须具备极高的稳定性的根本原因。
一般来说，专门的服务器，都要7×24小时不间断地工作。特别像一些大型的网络服务器，如大公司所用
服务器、网站服务器，以及提供公众服务iqdeWeb服务器等，更是如此。对于这些服务器来说，也许真正工作开机的次
数只有一次，那就是它刚买回来全面安装配置好后投入正式使用的那一次；此后，它不间断地工作，一直到彻底报废。若动不动就出毛病，则网络不可能保持长久正常运作。
为了确保服务器具有高的可用性，除了要求各配件质量过关以外，还可采取必要的技术和配置措施，如硬件冗余、在线诊断等。
链接：冗余
冗余（拼音rǒng yú，英文redundancy，或redundance）基本解释：多余的重复内容（包括信息、语言、代码等）；通常是指通过多重备份来增加系统的可靠性。
4、易管理性
在服务器的主要特性中，还有一个重要特性，那就是服务器的易管理性。虽然说，服务器需要不间断地持续工作，但再好的产品都有可能出现故障。拿人们常说的一句话来说就是：不是不知道它可能坏，而是不知道它何时坏。服务器虽然在稳定性方面有足够保障，但也应有必要的避免出错的措施，以及时发现问题，而且出了故障也能及时得到维护。这不仅可减少服务器出错的机会，同时还可大大提高服务器
维护的效率。其实这也就是Sun提出的可服务性（Serviceability）。
服务器的易管理性，还体现在服务器有没有智能管理系统，有没有自动报警功能，是不是有独立于系统的管理系统，有没有液晶监视器等方面。只有这样，管理员才能轻松管理，高效工作。
四、服务器按体系架构分类
按体系架构，服务器主要分为以下两种类型：
1、x86服务器
x86服务器，又叫做CISC（复杂指令集计算机）架构服务器，即通常所说的PC服务器。它是基于PC机的体系架构，使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和Windows操作系统的服务器。
其价格便宜，兼容性好。但是，稳定性较差，安全性不算太高。它主要用在中小企业和非关键性业务中。
2、非x86服务器
非x86服务器，包括大型机、小型机和UNIX服务器。它们是使用RISC （精简指令集计算机）或EPIC（并行指令代码）处理器，和主要采用UNIX 和其它专用操作系统的服务器。
精简指令集处理器，主要有IBM公司的POWER和Power PC处理器，SUN与富士通公司合作研发的SPARC处理器。

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