雖然有人會說,現(xiàn)在還有很多專用存儲設備可供選擇,但從某種角度來看,它們都可以看作是傳統(tǒng)服務器概念的變種。而且,對于中小企業(yè)用戶而言,受限于其業(yè)務規(guī)模和預算大小,不太可能借助專用的高端存儲設備,因此服務器,尤其是PC服務器仍將是它們用于保存、管理和挖掘數(shù)據(jù)的核心力量。
當然,如果僅僅把服務器的功能限定在存儲上也過于狹隘。在現(xiàn)在的中小企業(yè)中,隨著IT技術應用程度的加深,服務器所扮演的角色自然也變得越來越復雜。除了保存數(shù)據(jù)外,它們開始承擔起越來越多的任務。相應的,從類別上講,在PC服務器領域,也從以前單純的文件服務器,發(fā)展出了域服務器、打印服務器、Web服務器、FTP服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等各類針對專門應用的產(chǎn)品。與此同時,為了適應不同應用環(huán)境的需要,服務器的外形也更為豐富多樣。除了傳統(tǒng)概念中“粗大笨重”的塔式產(chǎn)品外,還有各種厚度,便于集中管理的機架式產(chǎn)品,甚至還有更為小巧玲瓏的刀片式服務器。
任務不同,外形不同,服務器的內(nèi)部設計和部件組成自然也是千差萬別。也正因為此,在當前的PC服務器市場上,我們可以看到各個品牌擁有豐富的產(chǎn)品系列。選擇的增多一方面的確是便于我們挑選到最適合自身需要的產(chǎn)品,但同時也使做出購買決定的過程較以往變得更為復雜。如何在配置、外形、價格千差萬別的產(chǎn)品中做出正確、合理的選擇,恐怕已經(jīng)成為現(xiàn)在很多中小企業(yè)IT管理人員以及決策者比較頭疼的問題。
從組成部分來講,同樣使用x86處理器的PC服務器跟普通的PC基本是相同的。其中包括由處理器、內(nèi)存和主板上的北橋芯片組成的處理器子系統(tǒng);由硬盤、南橋芯片、SCSI卡或RAID卡組成的存儲子系統(tǒng);以及網(wǎng)卡、USB接口、顯示卡等各類輸入輸出設備。接下來的部分,我們將從不同用戶的各類主要需要出發(fā),將看似復雜的服務器產(chǎn)品一一分解開來,循序漸進地幫助大家來解決這一難題。
處理器子系統(tǒng)
顯然,處理器子系統(tǒng)是整個系統(tǒng)中執(zhí)行各類應用的數(shù)據(jù)運算的關鍵部分。而在這個部分中,處理器又是最為關鍵的執(zhí)行中心。所以,不論你購買的服務器要在自己的業(yè)務中扮演什么樣的角色,首先都要考慮應該選擇一款什么樣的處理器,而這種選擇實際上也會或多或少地決定系統(tǒng)其它部件的選擇。
在PC服務器用處理器領域,英特爾不論是在產(chǎn)品系列的細化程度,還是在品牌覆蓋率上,都占據(jù)著極大的優(yōu)勢。因此,我們自然也將關注的重點放在了它的身上。 從產(chǎn)品系列來看,英特爾針對服務器平臺的處理器包括如下幾個產(chǎn)品系列:Intel Itanium 2(即所謂的“安騰2”),Intel XEON(即所謂的“至強”),Intel XEON MP(Multi-Processor,即所謂的多路至強),Intel Pentium D,支持超線程技術的Intel Pentium 4 HT和普通Intel Pentium 4,其中,Itanium 2采用的是全新的IA-64架構,其先進的64位體系結構使其擁有出色的性能和處理能力,但是它卻犧牲了對現(xiàn)有的豐富的32位操作系統(tǒng)及應用程序的支持。因此它主要定位在高端計算領域,所以不在本文的討論范疇以內(nèi)。
前身為Pentium Pro的XEON處理器是英特爾專門針對服務器及工作站市場設計的產(chǎn)品,對于中型企業(yè)需要的部門級服務器產(chǎn)品而言,是最佳的選擇。其多處理器版本XEON MP專為四路及以上多路服務器而專門設計,可以有力地支持各類電子商務及運算高度密集的企業(yè)級應用。 對于中小型企業(yè)環(huán)境中部署的工作組服務器來說,由于用戶數(shù)量有限,實際應用中數(shù)據(jù)的運算量并不大,而且各個客戶端對服務器發(fā)出請求也比較分散,并不一定需要強大的專用處理器來給予支持。
因此,對于這類入門級的產(chǎn)品,各類服務器廠商紛紛采用臺式機平臺的處理器。這種做法固然是商家為了有效降低生產(chǎn)成本采取的變通手段,但低廉的價格也推動了服務器及相關應用在中小企業(yè)的廣泛應用。此外,英特爾豐富的臺式機處理器產(chǎn)品線又為各家廠商針對不同用戶的需求強度,進一步細化自身產(chǎn)品,提供了有力的支持。從目前市售產(chǎn)品的情況來看,采用Pentium D,Pentium 4 HT和普通Pentium 4的產(chǎn)品都很普遍。 在剛剛過去的2005年,64位和雙核無疑是臺式機領域最為熱門的話題。實際上,在服務器的處理器領域也存在著同樣的現(xiàn)象。
EM64T:向64位平滑過渡 在PC服務器領域,64位熱潮的出現(xiàn)相對臺式機領域要更早一些。2003年3月問世的Opteron處理器首先依靠其擴展x86-64指令集AMD 64將64位計算引入了PC服務器平臺,雖然當時缺少64位操作系統(tǒng)和應用程序的支持,但是憑借對32位軟件的良好兼容,這款產(chǎn)品還是取得了相當?shù)某晒Α?顯然,Opteron的出現(xiàn),對英特爾在PC服務器領域的統(tǒng)治地位發(fā)起了前所未有的挑戰(zhàn)。不過,英特爾憑借強大的技術實力和豐富的市場經(jīng)驗很快就發(fā)起反擊并扭轉了局面。而在這一過程中扮演重要角色的,就是我們并不陌生的EM64T(Extended Memory 64 Technology,64位內(nèi)存擴展技術)。
EM64T與Itanium 2所使用的IA-64架構不同,后者是一種用來取代IA-32的嶄新的而且是完全不同的體系結構;而前者則是在IA-32的基礎上,對x86指令集加以擴展,使其能夠支持64位擴展內(nèi)存尋址(要想了解該功能的重要性,參見插文“我們?yōu)槭裁葱枰?4位”),因此也可將其視作是一種混合64位的指令集。
顯然,EM64T能夠很好地兼容現(xiàn)有的32位軟件,在保留現(xiàn)有軟硬件的同時,在適當?shù)臅r候再過渡到64位架構。對于絕大多數(shù)用戶而言,這種平滑的過渡方式無疑更容易為他們所接受。 誠然,與純64位處理器產(chǎn)品相比,兼容32位軟件的處理器自然要在性能方面做出犧牲,二者在64位環(huán)境下的表現(xiàn)肯定有著相當大的差距。但是考慮到基于這兩類處理器的服務器產(chǎn)品針對完全不同的市場,用戶的應用需求也各不相同,因此也無需進行這樣直接的對比。
雙核:迅速提升性能 如果說EM64T還是在為尚未成氣候的64位計算作準備,并沒有給我們帶來太多的實質(zhì)性提高的話,那么雙核架構進入x86處理器則是為提高處理器性能帶來了真真正正的實惠。大家都知道,處理器的實際性能其實就是處理器在每個時鐘周期內(nèi)能夠處理指令數(shù)的總量,因此,每增加一個內(nèi)核,處理器每個時鐘周期內(nèi)可執(zhí)行的單元數(shù)自然也將增加一倍。當然,必須指出的是,只有充分利用兩個內(nèi)核中的所有可執(zhí)行單元,才能使系統(tǒng)達到最大的性能。
與此同時,對于處理器這種產(chǎn)品,以往各家廠商慣用的性能增強手法就是提高其運行頻率,在相當長的一段時間內(nèi),這固然是一種行之有效的辦法。但是,隨著頻率的快速提升,制造工藝、功耗等問題都對高頻處理器的推出速度產(chǎn)生越來越大的阻礙。因此,雙核甚至多核架構成為了更為大家欣賞的新的性能提升途徑。 2005年,英特爾首先在高端臺式機領域發(fā)布了采用雙核架構的Pentium D處理器。在取得成功和業(yè)界及用戶的認可后,英特爾又在服務器領域發(fā)布了采用雙核架構的Xeon處理器。
下面,讓我們來詳盡了解一下雙核至強處理器的相關特性: 雙內(nèi)核架構:這款采用90nm的新型至強處理器包含兩個支持64位擴展技術的Prescott核心,主頻2.8GHz,擁有2個2MB的二級緩存。在一枚物理處理器中提供兩個執(zhí)行內(nèi)核,使系統(tǒng)能夠在更短的時間內(nèi)完成更多的工作。在右邊的“性能測試”插文中,我們可以看出雙核至強相對其前代產(chǎn)品,有著幅度驚人的提升。 64位內(nèi)存擴展技術:這項技術在前面我們已經(jīng)詳細地加以介紹。簡單來說,它將為至強服務器系統(tǒng)帶來在運行64位和32位應用和操作系統(tǒng)方面出色的靈活性。
英特爾虛擬化技術:雙核心架構的引入不僅使其性能獲益匪淺,也使處理器的功能設計有了更為廣泛的發(fā)展空間。而虛擬化技術(Intel Virtualization Technology)就是其中之一。虛擬化技術可以讓一臺物理計算機虛擬出若干個虛擬的系統(tǒng),這些虛擬系統(tǒng)能使用同樣的PC資源獨立工作。換句話說,借助這種技術,用戶將可以在自己的系統(tǒng)上使用超過一個操作系統(tǒng),以便每個操作系統(tǒng)解決特定的運算任務。比如,一個虛擬系統(tǒng)能夠掃描病毒,另外的虛擬系統(tǒng)則可以執(zhí)行應用程序,文字處理或者玩游戲。
英特爾病毒防護技術:英文名稱為Execute Disable Bit Functionality的這項功能最早出現(xiàn)在2001年問世的Itanium處理器中,如今英特爾又將其應用到了應用范圍更為廣泛的至強處理器中。該技術與相應的操作系統(tǒng)配合,能夠有效阻止“緩存溢出”型的惡意攻擊。在實際應用中,它能夠幫助處理器識別出應用程序可以使用內(nèi)存的哪些區(qū)域,而哪些區(qū)域則不能使用。當惡意的蠕蟲代碼試圖在緩存中插入其代碼時,處理器將禁止其代碼的執(zhí)行,阻止它的破壞動作和復制企圖。對于當前飽受安全問題困擾的商業(yè)用戶而言,這項技術帶來的獲益是顯而易見的。
按需配電:借助增強型的Intel SpeedStep動態(tài)節(jié)能技術,至強處理器能夠根據(jù)運行環(huán)境和強度的變化進行調(diào)整,為降低平均系統(tǒng)功耗提供有益的幫助,在一定程度上也潛在改進了系統(tǒng)的運行噪音問題。
談到這,相信你既已經(jīng)對英特爾的服務器處理器產(chǎn)品線有了較清晰的認識,也了解了該領域的最新發(fā)展。我們相信,這對大家未來購買到合適的服務器將大有裨益。
磁盤子系統(tǒng)
服務器中,磁盤系統(tǒng)的性能高低直接影響著服務器的整體性能,這點尤其體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫服務器和文件服務器中。因此,在選擇服務器產(chǎn)品時,它應該成為你第二重點考察的對象。
目前應用在服務器上的硬盤主要有兩類:SCSI和S-ATA硬盤,根據(jù)你的應用需求,我們首先需要在這兩種類型之間做出選擇。
SCSI還是S-ATA 從容量上比較,S-ATA硬盤有著絕對的優(yōu)勢,而且其價格也遠遠低于同檔SCSI硬盤。在主流S-ATA硬盤已達到250GB的同時,性能最佳的SCSI硬盤Seagate Cheetah 15K的最大容量也只有146GB。從存儲成本上考慮,S-ATA硬盤無疑勝出一籌。
但是對于服務器的磁盤子系統(tǒng)而言,容量僅僅是其眾多需求之一,最為關鍵的還是磁盤系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對于承擔關鍵應用的服務器更是如此。現(xiàn)在SCSI硬盤都可以達到一百萬小時以上的MTBF(平均故障時間)值,而普通S-ATA硬盤的MTBF都在八十萬左右。兩相比較,SCSI在穩(wěn)定性上的優(yōu)勢就體現(xiàn)的十分明顯了。 此外,磁盤系統(tǒng)的擴展性在采購時也要格外注意。統(tǒng)計表明,在大多數(shù)數(shù)據(jù)存儲環(huán)境中,每18個月數(shù)據(jù)容量就會增長一倍。此時存儲系統(tǒng)的可擴展性就格外重要。而對于小型網(wǎng)絡環(huán)境來說,利用服務器提供的在線存儲又是十分常見的。
如果用戶采用的是SCSI硬盤,那么單通道SCSI接口一般可安裝七個SCSI接口設備,擴展SCSI接口最多可安裝15個SCSI設備。S-ATA硬盤每個接口只能安裝一個設備,而通常主板上只會提供2至6個S-ATA接口,從擴展性上比較,SCSI要比S-ATA更為出色。 在服務器應用中,衡量硬盤性能主要有兩個指標,一個是數(shù)據(jù)傳輸速率,另外一個則是每秒I/O數(shù)。而對這兩項指標起關鍵作用的則是單碟密度以及轉速。
在單碟密度上,現(xiàn)在的S-ATA硬盤已經(jīng)做到了單碟146GB容量,遠高于普通的SCSI硬盤。不過,由于SCSI硬盤轉速普遍達到10000乃至15000 ,在I/O性能上仍遠遠高于S-ATA硬盤。此外,SCSI硬盤系統(tǒng)中的處理芯片可以完成大部分數(shù)據(jù)讀取所需的計算,所以在高負載數(shù)據(jù)讀寫過程中對處理器資源的占用要大幅度低于S-ATA系統(tǒng)。對于一些負載并不是很重的文件、數(shù)據(jù)庫服務器,用戶可以為服務器配備S-ATA存儲系統(tǒng),而如果想要讓數(shù)據(jù)庫服務器提供更好的運行效率,那么SCSI系統(tǒng)還是非常值得考慮的。
RAID系統(tǒng) 對于任何一臺承擔關鍵應用的服務器,我們都強烈建議您為服務器配備RAID系統(tǒng)。因為RAID通過在多個硬盤上同時存儲和讀取數(shù)據(jù)來大幅提高存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量,而且在很多RAID模式中都有較為完備的相互校驗/恢復的措施,甚至是直接相互的鏡像備份,從而大大提高了RAID系統(tǒng)的容錯度,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定冗余性。
隨著S-ATA硬盤的流行,基于此類硬盤的RAID系統(tǒng)也逐步出現(xiàn)在服務器中。從RAID系統(tǒng)的整體性能上看,S-ATA RAID雖然還無法與SCSI RAID并駕齊驅,但是其低廉的成本無疑可以幫助很多資金有限的用戶實現(xiàn)高速、安全的數(shù)據(jù)存儲。 RAID系統(tǒng)根據(jù)其功能以及組成可以分為多個級別,我們最為常見的模式就是RAID 0、RAID 1以及RAID 5。
RAID 0模式至少由2塊硬盤組成。該模式在存儲數(shù)據(jù)時由RAID控制器將數(shù)據(jù)分割成大小相同的數(shù)據(jù)條,同時寫入陣列的磁盤。在讀取時,也是順序從陣列磁盤中讀取后再由RAID控制器進行組合再傳送給系統(tǒng)。這樣,數(shù)據(jù)就等于并行的寫入和讀取,非常有助于提高存儲系統(tǒng)的性能。不過,RAID 0還不能算是真正的RAID,因為它沒有數(shù)據(jù)冗余能力。由于沒有備份或校驗恢復設計,在RAID 0陣列中任何一個硬盤損壞就可能導致整個陣列數(shù)據(jù)的損壞?數(shù)據(jù)都是分布存儲,一損俱損。
RAID 1系統(tǒng)內(nèi)硬盤的內(nèi)容是兩兩相同的,兩個硬盤的內(nèi)容完全一樣,這等于內(nèi)容彼此備份,也就是我們常說的鏡像模式。在寫入時,RAID控制器并不是將數(shù)據(jù)分成條帶而是將數(shù)據(jù)同時寫入兩個硬盤。RAID 1已經(jīng)可以算是一種真正的RAID系統(tǒng),但這是由一個硬盤的代價所帶來的效果,而這個硬盤并不能增加整個陣列的有效容量。
RAID 5是在服務器中最常用的RAID模式,這主要是由于其出色的性能與數(shù)據(jù)冗余平衡設計。RAID 5是一種即時校驗RAID系統(tǒng),它采用了數(shù)據(jù)塊的存儲方式,但沒有獨立的校驗硬盤(這也是它與RAID 3模式的區(qū)別),這是因為它在每個獨立的數(shù)據(jù)盤中都開辟了單獨的區(qū)域用于存儲同級數(shù)據(jù)的XOR校驗數(shù)據(jù)。在寫入時,同級校驗數(shù)據(jù)將即時生成并寫入,在讀取時,同級校驗數(shù)據(jù)也將被即時讀出并檢查源數(shù)據(jù)的正確性。
總體來說,RAID 0模式主要應用在一些需要磁盤系統(tǒng)提供高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?,比如視頻編輯。RAID 1則由于其較高的數(shù)據(jù)安全性被廣泛應用在財務數(shù)據(jù)存儲等需要安全數(shù)據(jù)保護的場合,而對于任何一臺同時要求性能和數(shù)據(jù)安全存儲的服務器,RAID 5是非常理想的選擇。
組件之外
雖然上面提到的各個組件都會在不同程度上決定服務器產(chǎn)品的性能,進而決定它們能夠勝任什么樣的工作,在辦公環(huán)境中擔當那種類型的服務器角色。但是我們并不能僅僅憑此就做出最終的產(chǎn)品購買選擇,因為對于服務器這類產(chǎn)品而言,環(huán)境的復雜性和應用的多樣性,使得用戶還要在更多方面給予仔細的考察。
首先,你需要評估自己的穩(wěn)定性需求及候選產(chǎn)品的穩(wěn)定性。對于服務器產(chǎn)品而言,合理的穩(wěn)定性永遠是第一位的。如果穩(wěn)定性不能保證業(yè)務運行的需要,那么再高的性能也是無用的。通常來說,正規(guī)的服務器廠商都會對其產(chǎn)品進行包括不同溫度和濕度下的運行穩(wěn)定性測試。如果你在這些方面有具體的需求,可以在購買之前向候選對象索要相關資料。
其次,你需要考慮自身業(yè)務環(huán)境下,服務器產(chǎn)品應該具備哪種水平的冗余功能。實際上,冗余功能是保證服務器產(chǎn)品長時間不間斷工作的關鍵。因為在大負載的工作條件下,很難保證服務器的每一個部件都能夠完全承擔類似7×24小時不間斷運行這類苛刻的要求。要使得系統(tǒng)不至于因為一個或兩個部件的故障而導致停機,對一些關鍵或是容易出現(xiàn)故障的配件采用冗余配置是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的最佳方案。
通常來說,服務器中包含如下幾種類型的常見冗余部件: 數(shù)據(jù)冗余:其目的是為了保證服務器中單一配件故障不會損傷硬盤中存儲的數(shù)據(jù)或正在運行的程序。通常數(shù)據(jù)冗余包括硬盤冗余以及內(nèi)存冗余技術。前者主要通過RAID提供的校驗以及熱插拔功能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護以及重建;而后者則有內(nèi)存熱備、內(nèi)存鏡像等幾種常見的實現(xiàn)方式。
網(wǎng)卡冗余:指系統(tǒng)中的任何一塊網(wǎng)卡損壞都不會造成網(wǎng)絡服務中斷。現(xiàn)在的部門級以上的服務器都會配備兩塊網(wǎng)卡,在系統(tǒng)正常工作時,該雙網(wǎng)卡將自動分攤網(wǎng)絡流量,提高系統(tǒng)通信帶寬,而當某塊網(wǎng)卡出現(xiàn)故障或該網(wǎng)卡通道出現(xiàn)問題時,服務器的全部通信工作將會自動切換到好的網(wǎng)卡或通道上。因此,網(wǎng)卡冗余技術可保證在網(wǎng)絡通道故障或網(wǎng)卡故障時不影響正常業(yè)務的運轉。
電源冗余:指系統(tǒng)中的任何一個電源故障都不會造成系統(tǒng)停機,也就是通過冗余電源來防止因電源故障造成的停機。它一般是指配備雙份支持熱插拔的電源。若其中一臺發(fā)生故障,另一臺就會在沒有任何影響的情況下接替服務器的供電工作,并通過燈光或聲音告警。此時,系統(tǒng)管理員可以在不關閉系統(tǒng)的前提下更換損壞的電源。一些低端冗余電源通常采用單電源接口、多電源模塊的形式,如果你的服務器需要更為安全的電源供應,那么可以選擇那些每個電源模塊都具有獨立電源接口的冗余電源,這樣可以避免因為插座故障、誤拔插頭造成的停機。
風扇冗余:指在服務器的關鍵發(fā)熱部件上配置的降溫風扇有主、備兩套,這兩套風扇具有自動切換功能,支持風扇轉速的實時監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)故障時可自動報警,并能啟動備用風扇。若系統(tǒng)正常,則備用風扇不工作,而當主風扇出現(xiàn)故障或轉速低于規(guī)定要求時,備用風扇立刻自動啟動,從而避免由于系統(tǒng)風扇損壞而導致系統(tǒng)內(nèi)部溫度過高,使得服務器工作不穩(wěn)定或停機。在一些設計優(yōu)秀的服務器中,這些冗余風扇都是以模塊化安裝并支持免工具維護,可以很方便的實現(xiàn)熱插拔。