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服务器前沿技术概览
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| 引言 服务器是90年代主流计算机产品，是在网络环境下提供网上客户机共享资源（包括查询、存储和计算等）的设备。它具有高可靠性、高性能、高吞吐能力和大内存容量等特点，并且具备强大的网络功能和友好的人机界面，是以网络为中心的现代计算环境的关键设备。随着Internet、Intranet的高速发展，服务器的应用将变得越来越广泛，在整个信息高速公路的基础结构中起着举足轻重的作用。从目前的服务器技术发展趋势来看，PC服务器在与小型机拉近，许多原先为主机系统独有的技术不断地被移植到PC服务器上，未来PC服务器很有可能替代小型机。但这并不是说PC服务器可以完全替代UNIX服务器，它们将并存，各自在不同的应用层面上发挥作用。 PC服务器相关技术 PC服务器的基本性能和技术是指服务器硬件的相关性能和技术，其中以硬盘容量、磁盘阵列、内存大小、容错能力、集群系统等基本技术为主。 （1）硬盘容量：服务器的硬盘空间一般要求是网络中每个用户需求的空间容量乘以网络设计用户数之积。由于服务器的重要功能之一是为网络用户提供一个共享文件和应用软件的存储中心仓库，因此一般服务器的硬盘存储空间是PC硬盘容量的10到100倍。所以PC服务器除了采用大容量本机硬盘外，有些还采用容量更大、稳定性更高、备份机制更强的磁盘阵列。由于磁盘直接与内存交换信息，是随机存储数据的高速存储设备，因而服务器磁盘阵列必须是高可靠性硬盘组，因为它们决定了服务器系统存储空间的大小，还决定了系统的安全稳定性能，根据服务器的应用情况，硬盘容量可以从4.3GB到54GB，甚至更多。 （2）磁盘阵列：磁盘阵列有许多特点。首先是提高了存储容量；其次是多台硬磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率；第三，由于有校验技术，提高了系统的可靠性。如果阵列中有一台硬磁盘损坏，利用其他盘可以重组出损坏盘上原来的数据，不影响系统正常工作，并可以在带电状态下更换已坏硬磁盘（热插拔功能），阵列控制器自动把重组数据写入新盘，或写入热备份盘而使新盘成为热备份盘。磁盘阵列通常配有冗余设备，如电源和风扇，以保证磁盘阵列的散热和系统的可靠性。磁盘阵列有8种RAID类型，为了系统的安全、稳定和快速，往往将系统软件、数据信息及镜像数据分别放在不同的磁盘阵列中，并根据服务器的应用环境，一般应该配有2~ 3种以上的RAID类型。 （3）内存大小：实践证明，较大内存可以提高服务器系统的处理能力与运算能力，因为内存是CPU在处理与运算数据时输入输出最近的驿站。同时系统处理能力的极大提高还依赖于系统的二级高速缓存（Cache）的增加，原因是二级高速缓存可为CPU提供一个超速工作空间。为了保证最大程度上的稳定、安全和高速，PC服务器的内存和二级缓存基本上采用100MHz的ECCSDRAM存储器。当前PC服务器的内存大小一般在64MB到4GB，二级缓存一般在512kB到4MB之间。4）容错能力及容错系统：容错能力是指在出现故障时服务器能继续工作的能力。容错系统一般有两种，即因有热备份方案而允许出错的系统，和对出错非常敏感的系统。这里的出错既有人为因素，也有非人为原因。由于工作要求，服务器必须具有高可用性和可持续工作的能力，即便是诸如磁盘、风扇、电源、应用程序等出现故障也应能运行。因此，PC服务器除了选用高质量、低故障的电源、磁盘阵列等设备外，还应采用多种部件备份容错方式，如双电源、双风扇、双主机备份通道及双设备通道等。同时许多PC服务器还配置一些专用适配卡来对系统进行实时监控，这些设备随时与控制台保持通信联系，实时报告服务器的内部工作温度，提供系统各个组件的状态信息。 （5）故障的在线修复技术：故障的在线修复技术包括故障部件可带电插拔和部件的在线配置技术。可带电插拔的部件如硬盘、内存、外设插卡、电源、风扇的热插拔，目前PC服务器中值得骄傲的技术是PCI的热插拔。模块化设计将是今后的发展方向。 （6）I2O(Intelligent I/O)技术：因目前CPU主频速度提升很快，I/O速度遂成为系统的瓶颈。为了解决该瓶颈，厂商将I/O子系统中加入CPU，负责中断处理、缓冲和数据传输等任务，提高了系统的吞吐能力，解放了服务器的主处理器，使其能腾出空间和时间来处理更为重要的任务，这就是智能输入输出技术。这样，使用了I2O技术的PC服务器，即使硬件规模不变，也能处理更多的任务。 (7)SCSI（Small Computer Systems Interface）接口：SCSI是一种小型计算机系统接口，它的最大优势就是该标准享有十分强劲的业界支持，几乎所有硬件厂商都在开发与SCSI接口连接相关的设备，SCSI连接设备有物理距离和设备数目的限制。 （8）集群系统（ClusterSystem）：服务器集群指通过特殊的软件和硬件支持将两台或多台服务器组成服务器集合，它的目的是减少系统的故障时间，提高系统的可用性。有两种服务器集群方法；一种是将备份服务器连接在主服务器上，当主服务器发生故障时，备份服务器才投入运行，把主服务器上所有任务接管过来；另一种方法是将多台服务器连接，这些服务器一起分担同样的应用和数据库计算任务，改善关键大型应用的响应时间，同时，每台服务器还承担一些容错任务，一旦某台服务器出现故障时，系统可以在系统软件的支持下，将这台服务器与系统隔离，并通过各服务器的负载转嫁机制完成新的负载分配。 （9）对称多处理系统（SMP）：随着应用水平的提高，单个处理器很难满足实际的应用需求，因而服务器厂商纷纷采用对称多处理系统来解决这一矛盾。PC服务器中最常见的对称多处理系统采用2路、4路或8路处理器，UNIX服务器可支持64个CPU系统。SMP系统中最关键的技术问题是如何更好地解决多处理器的协调和通讯。竞争态势 传统的磁盘阵列要求用户必须选择一个RAID级别，比如RAID0、RAID0/1、RAID5等。数据将一直保持所选择的RAID级别，除非系统管理员将数据迁移到另一个级别。而传统的RAID没有一个级别可以同时提供低花费、高性能和高可用性。 为了解决RAID使用所面临的问题，HP的工程师开发出了HP AutoRAID，它是综合了不同RAID优点的多级RAID阵列。HP AutoRAID将最近使用的数据放在按RAID0/1存储的快速高性能的磁盘中；将不太常用的数据放在RAID5存储的经济高效的磁盘中。加速的RAID0/1存储作为相对较大但不太昂贵的RAID5区域的缓存。此外，RAID5空间采用的是日志结构的缓冲式奇偶校验技术。这种技术避免了RAID5读→修改→写的缺点。它将数据写入自由空间，并将奇偶校验块写入缓存，直到数据的写入已进行到该数据分割块的末尾。有了AutoRAID，系统的安装、配置和扩展变得简单而容易。 动态数据转移是HP AutoRAID的一大特点，它是系统内部的一套控制机构，能够连续监视磁盘阵列的性能，并决定是否将数据保持在缓存中、是否将数据按RAID1存储、是否将数据写入RAID5阵列。高性能的RAID0/1用来接收新数据，不常用的数据按RAID5存储。这些控制机构能够适应不同的数据情况，并保持系统的高性能。对于工作环境不断变化的场合，这一特点极为有用。 HP AutoRAID的另一特点是自动配置，它使得增加磁盘容量和改变系统配置简单迅速。有了AutoRAID，不再需要将数据转移到阵列中的其他磁盘上，只须将新磁盘安装好，AutoRAID就可以自动地判断磁盘大小，并将它加入磁盘阵列中。系统马上就可以利用新磁盘的空间，并将更多的数据按RAID0/1存储，以提高系统的性能和存取速度。此外，HPAutoRAID能够管理由不同容量磁盘组成的磁盘阵列。 通过采用SmartIRQ技术，HP推出了一种新的服务器，它比市场上其他服务器更容易配置，性能也更加优越。SmartIRQ技术为系统管理员、分销商和系统集成商们解决了一个主要问题。现在他们能使系统启动和工作得更快，同时保证最少的挂起及安装冲突。服务器一旦启动并正常工作，其性能就会更好更强大。易于配置、高性能的服务器已经出现了。 优利公司新近推出的蜂窝多重处理 体系结构（CMP），为大型计算机用户提供了一系列基于业界标准的强大的计算能力。在技术上，这一体系结构可充分发挥Pentium III Xeon 32位处理器和 Itanium 64 位处理器的强大优势，并且针对 Windows 2000 Datacenter Server操作系统特别进行了优化设计 。采用蜂窝多重处理体技术后，Windows 2000 Datacenter Server 操作系统可为一台基于业界标准的服务器提供更为强大的处理性能 。蜂窝多重处理体系结构的巨大性能优势，使客户获得了支持关键任务商务环境的解决方案。 基于CMP结构的Unisys ES7000的分区能力使得管理员有能力在服务器中创建服务器，在同一系统的不同操作系统环境下执行多种功能。它拥有灵活的重定义和分配服务器资源的特性，如内存、处理器和I/O通道，以满足不可中断的、不断改变的环境。这些特性使ES7000能够以一个比较低的价格在公司级电子商务和其他关键应用中来匹配UNIX系统的性能。 康柏的众多专利在技术方面的贡献使它们很快与特定用途集成电路的设计结合起来，PCI热插拔技术就是一个典型的代表。这种技术允许用户无需关掉服务器或者暂停应用的情况下，就可以拔掉、替换或者增加新的PCI适配器。这个功能显著地减少了计划和非计划停机的时间，为用户提供了最大限度的可用性。如今，PCI热插拔功能已经成为所有服务器厂商的产品必须具备的功能。康柏高级服务器架构与设计的工程师们与Corollary公司在Profusion 8路芯片组技术方面共同合作3年之久，康柏提供了在I/O系统包括PCI技术以及增强Corollary的控制转接器的Host-to-PCI桥。最终，康柏推出了基于Profusion 8路对称多处理体系结构的全新级别康柏ProLiant服务器。 在设计host-to-PCI桥的时候，康柏发现用一种简单的方式可以提升66MHz PCI总线的带宽，并行的66MHz PCI插槽数量从2个增加到4个。这个革新是将信息登记在总线上以提供额外的调速空间与可靠性。康柏称之为PCI-X，并且与PCISIG集团合作将之作为另一个工业标准。现在，HP、IBM、DELL的8路Intel架构服务器都使用了康柏的Host-to-PCI桥技术。 康柏ProLiant ML 530/570服务器采用了高性能、业界标准的高度并行系统结构，迎合用户对内存、I/O、处理器等关键子系统中更大系统带宽的需求。这种结构采用了双内存控制器、双路对等PCI总线，向用户提供多处理器支持，与传统的X86结构相比，能够向用户提供更快的系统性能。 康柏一直致力于推动PC服务器高可用性的发展。RAID On Chip技术就是其中的又一个例子。 为了使用户以最低的成本享受到冗余技术所带来的高可用性，康柏推出了RAID On Chip技术，将智能阵列控制卡集成到系统的主板上，并支持外部磁带机，用户无需另外购买阵列卡就可以得到冗余磁盘阵列。对集成在主板上的阵列控制卡而言，其所采用的软件与康柏其他的智能阵列控制卡是完全兼容的，为用户节省了部署的时间与成本。另外，采用Raid On Chip技术的产品节省了一个PCI插槽，使用户拥有了更大的可扩展性。 Dell PowerEdge服务器包括一系列企业服务器系统，具有性能出众、稳定可靠、持续运行和扩展便捷的优点。从入门/工作组级服务器到功能强大、支持8处理器的企业级服务器系统，所有Dell PowerEdge服务器系统均遵循行业领先标准，是性能出众的网络和企业解决方案平台。所有PowerEdge系统均遵循行业标准，便于用户扩充网络容量，同时系统未来的布局和改进也比使用专有技术更为简便和经济。系统采用灵活的模块化设计方式，客户可自由组合使用PowerEdge服务器、PowerVault存储系统、Giganetc LAN交换器、高速度/低等待连接设备(high-speed/low-latency interconnects)、微软集群服务器(MSCS)、戴尔OpenManage ClusterX及其他系统管理软件。 IBM Netfinity 3000服务器用于企业商务网络系统的入门级服务器和小型商业领域，提供了低成本和高性能的应用平台，是在企业网络下进行基本或中等规模的商业运算或作为文件服务器的理想解决方案。它具有600MHz Pentium III 处理器，100 MHz的前端总线以及512KB的ECC二级高速缓存 ，强大的性能与可扩展性，3个DIMM插槽支持32MB、64MB和128MB SDRAM ECC DIMM内存。具有6个扩展槽：3个32位 PCI插槽、3个ISA插槽。IBM Netfinity 4000R是专为高密度的Web服务器环境而设计、具有SMP能力， 用于新兴的Web farm或Web服务器等需要在空间有限的数据中心或远程站点中放置大量服务器的应用的理想解决方案。 IBM Netfinity 4500R用于高密度的Web服务器环境和企业网络应用服务环境。 它的标准机柜设置，可以使用Netfinity Rack或NetBAY22机柜进行升级。超强的管理特性 可以支持远程诊断和高级系统管理处理器(ASMP)；远程更新系统BIOS和Netfinity高级系统管理处理器(ASMP）。 作为电子商务、商业智能（数据仓库、数据采掘）、运行大型企业应用或中小型商务应用的明智选择，IBM Netfinity 5500 M10 具有550MHz Pentium III Xeon处理器，100MHz前端总线，高扩展能力，最大2GB内存容量，最大热插拔内部存储容量为109.2GB，使用NetBAY3扩展箱(塔式机型中标配)。 方正圆明1700服务器主板采用440GX+芯片组，并集成双通道AIC-7896 SCSI控制器，可支持10000转热插拔硬盘；2个主频最高达1GHz的最新奔腾III处理器，配合最大可扩充到2GB的ECC SDRAM为系统[branch1]提供无与伦比的数据[branch2]处理能力；双对等PCI总线带宽高达400Mb/s，从根本上解决了系统由内到外的数据瓶颈；集成的Intel 82559服务器专用网络适配器可保证网络吞吐的畅通无阻。 方正圆明1700有着出色的稳定性。为加强系统稳定性，方正圆明1700提供了三重可靠保障。采用标准内存纠错与回写技术的ECC SDRAM内存，可在线添加大容量热插拔硬盘和支持功率负载均衡及故障切换的热插拔冗余电源，为企业用户数据处理、不停顿的业务扩张及系统平台的稳定运行提供了可靠保证；可同时支持4/8个LVD热插拔硬盘的高性能热插拔硬盘模组，为部门级用户业务的迅速增长预留了广阔的扩充空间，2个300W的热插拔冗余电源也大大提高了系统的稳定性；对于关心数据安全的应用环境，客户可以加配RAID卡就会把所有宝贵数据锁进保险箱，既稳妥又安全。 作为在行业市场深耕了十几年的知名IT企业，长城对于企业级用户有着较为深刻的了解，其系列产品中的NTS6200企业级高档服务器充分满足国内外企业的各类规模网络应用，成为Internet时代计算强有力的工具。在此基础上推出的至翔7400企业级高档服务器则进一步丰富了金长城服务器的高端产品线，从而加快长城电脑从家用到商用、从中低端应用到高端企业计算领域的拓展。金长城7400企业级高档服务器集成了多项业界领先的服务器技术，并在安全性、可靠性和可扩展性方面进行了优化设计。所有这些，使得该款服务器完全可以胜任各类关键性事务处理，支撑技术计算和企业计算，满足金融、 邮电、证券等行业在大中型数据库服务器、Internet/Intranet服务器、 等领域的关键需求。 浪潮NetLine 720 M10服务器的目标市场定位于部门级服务器应用领域。该产品的主要特点是性能价格比极高；较强的图像处理功能，使其不但适合用作中小型网络服务器，又适用于高档图形工作站。在购买昂贵的高可靠系统和有限的资金预算之间，用户常常感到左右为难。浪潮NetLine 728能解决这种难题，它们在这些关键部件上采用了冗余技术，有效提升了系统的可靠性，在资金和可靠性上实现了最好的平衡。浪潮NetFort780机柜式企业级服务器作为数据计算的核心，为企业的关键运算提供性能更高、可用性更好的硬件平台。浪潮NetFort 720具有业界领先的机柜密度，以及卓越的性能、高度的可用性和方便的可管理性，是低成本、高效率的模块化解决方案。 为电子商务和政府上网的信息安全问题而专门设计的浪潮NetSafe信息安全服务器。这是目前中国第一台采用自主版权、具备128位加密算法的信息安全服务器。它采用源代码公开的Linux操作系统（源代码公开可以防止操作系统的后门），从操作系统底层设立层层安全防护，并重新修改了微软公司浏览器的SSL加密算法，使其具备了128位以上的加密功能。 1U机架服务器产品一直是ISP/ICP/ASP服务商、电信、金融行业，以及对空间限制严格的数据中心青睐的对象，它便于集中管理、易于维护，且具有安全保护的优势。浪潮基于机柜的服务器产品-NetFort的新成员NetFort710，是NetFort系列产品中体积最小的一款，高度只有1U。至此，浪潮NetFort机柜式服务器形成了完整的从1U（4.445厘米或1.75英寸）到7U的产品线，充分体现了浪潮以 Internet为核心的全新产品定位。联想万全1050r机架式入门级服务器体现了一个服务器流行的趋势-机箱超薄，只有1U的高度，深22英寸，在一个42U的RACK机柜中可轻松部署42台。 联想万全2450r是继承万全2400r开创全新应用模式的基础上，增加易用性及可靠性的一款成熟产品。万全2450r服务器适用面非常广，以其优良的性能及方便的管理特性可用于信息化建设程度较高的ISP/ICP/ASP、电信、大中型企业等Internet应用领域，可以作为Web服务器、Mail服务器或FTP服务器，适合做电子商务的主机托管、租赁等应用平台，或作为大规模负载均衡的企业前端接入。 除了以上两款新发布的机架式服务器产品外，联想万全还有三款针对不同用户需求的机架式服务器产品- 3200r、3500r、4500r。 联想万全3200r服务器是联想电脑公司推出的支持双Pentium II/III Xeon处理器，具有最佳整体性能的最高档部门级机柜式服务器，适用于对稳定性、可靠性、处理性能要求较高的关键应用环境，结合RAID技术可进一步提高数据安全性。 联想万全3500r机柜式服务器的强大处理能力、优良的扩展能力、安全可靠的系统设计可满足大中型网络关键任务的要求，适用于对处理速度、可靠性要求很高的金融、证券等行业，利用集群、双机热备份等技术的支持，万全3500r服务器可作为替代传统小型机的大型企业级网络及数据库服务器。 联想万全4500r服务器为国内行业用户在Internet网络计算时代迅速扩充新的业务增长点提供了最有力的技术保障。它采用7URack-Mount标准19英寸机箱，适应ISP、电信等行业标准化管理的需求，提供联想NSR-42标准19英寸服务器专用机柜及所需配件，方便用户构筑各种方案。近几年，IA架构服务器以极高的性价比、高度的易用性和可扩展性已经成为服务器发展的主流。但随着电子商务、网络建设的迅速发展，即便是四个CPU的服务器，单机性能也很难满足用户的对大规模高性能计算的需求，而中型机、小型机昂贵的费用和不能随用户需要方便扩展的问题对需求形成了瓶颈。针对这种情况，联想推出?quot;并行处理，永不停顿解决方案-NS10000，以相对于中小型机较低的价格和易于扩展的优势实现了高性能并行处理和99.99%的高可用性。NS10000高性能集群系统解决方案采用了联想自有的DA技术，可同时支持高可用性和负载均衡，解决了制约集群技术应用的瓶颈-软件延迟，彻底降低了企业用户信息化建设的成本。 联想万全1160在具有1050C所有优越特性的同时，她独有的iRAID将RAID技术应用于IDE硬盘，其RAID0方式可使两组硬盘同时进行读写操作，使服务器对文件及数据库的存取性能可提升至将近原来的两倍，RAID1则以完全数据冗余的方式100%的保证了用户数据的安全可靠性。 联想万全2400C部门级服务器采用了标准内存纠错与回写技术的ECC SDRAM内存，可在线添加大容量热插拔硬盘，以及支持功率负载平衡及故障切换的热插拔冗余电源。 实达公司共推出了沧海3000、4000、4500、5000服务器等几种产品，分别为不同平台的入门级、工作组级、部门级和企业级服务器，能够充分满足不同层面用户对服务器的要求。其中，沧海4500高级部门服务器更是充分满足国内外企业的各类中等规模网络应用，成为Internet时代网络计算强有力的工具，而在此基础上推出的沧海5000则进一步丰富了实达服务器的高端产品线，从而加快实达电脑从家用到商用、从中低端应用到高端企业计算领域的拓展。 同创TRServer系列服务器采用Intel精心设计的IA系统结构，将系统的可靠性作为首要目标，采用了冗余处理器、热插拔磁盘阵列、ECC内存、热插拔冗余电源等多种方式，提高系统的可靠性。而且主板高度集成，网卡、显卡、SCSI控制器等集成在主板上，保证了在长期使用以及运输中的系统可靠性，另一方面也降低了系统成本。 同创TRServer系列服务器秉承开放的原则，可根据用户的不同需要，灵活的配置服务器软硬件系统。目前，同创服务器可选择各种主流操作系统，如Windows NT、SCO UNIX、NetWare、Solaris、OS/2等。同时，可根据用户的不同需要选择Informix，Oracle，Sybase，MS SQL Server等各种不同主流数据库。另外，同创服务器的硬件设备依据开放的原则全部采用标准部件，可支持多种依据厂商所提供的存储设备、外部设备及控制卡，具有极高的适用性。 结束语 随着信息技术的飞速发展，高效安全地传递信息及实现信息的共享已成为现代企业发展的一个必要条件，为此，设计出满足其发展需求、性能优越、价格适中、操作方便的企业级服务器产品，已成为服务器发展的一大趋势。为用户提供各种不同需求的系统方案是将来PC和服务器发展的重要支撑和利润来源。
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