第4章 服务器技术

计算机网络工程实用教程第4章服务器技术服务器技术计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.1.1服务器分类1．按应用层次划分（1）入门级服务器入门级服务器是最基础的一类服务器，也是最低档的服务器。这类服务器的配置与一般的PC很相似。入门级服务器所连的终端通常为20台左右。右图为曙光天阔I200-H入门级服务器。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.1.1服务器分类（2）工作组服务器工作组服务器较入门级服务器来说性能有所提高，功能有所增强，有一定的可扩展性，但容错和冗余性能仍不完善。工作组服务器所连的终端通常为50台左右。右图为曙光天阔I440-F工作组级服务器：计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.1.1服务器分类（3）部门级服务器部门级服务器是属于中档服务器之列，可连接100个左右的计算机用户，适用于对处理速度和系统可靠性高一些的中小型企业网络，右图为曙光天阔A650(r)-FY部门级服务器：计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.1.1服务器分类（4）企业级服务器企业级服务器属于高档服务器之列，适合运行在联网计算机在数百台以上、需要处理大量数据、高处理速度和对可靠性要求和数据安全要求极高的金融、证券、交通、邮电、通信或大型企业。右图为曙光天阔I940r-F企业级服务器：计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.1.1服务器分类2．按处理器的指令执行方式划分（1）CISC（ComplexInstructionSetComputer）复杂指令系统架构服务器（2）RISC（ReducedInstructionSetComputing）精简指令系统架构服务器（3）VLIW（VeryLongInstructionWord）超长指令字架构服务器3．按用途划分（1）通用型服务器（2）专用型服务器（如Web、FTP、E-mail、DNS等）计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.1.2服务器的关键特性服务器的主要性能特点包括：Scalability（可扩展性），Usability（可用性），Managbility（可管理性）和Availability（实用性），简称SUMA。1．可扩展性：是指服务器的硬件配置，可以在原有的基础上很方便地根据需要来扩展。2．可用性：是指服务器必须具有高的可靠性和稳定性，尽量少出现停机待修现象。3．可管理性：是指服务器必须具备一定的自动报警功能，并配有相应的冗余、备份、在线诊断和恢复系统等功能，以备出现故障时及时恢复服务器的运作。4．实用性：是指服务器必须具备高的运算处理能力和处理效率，以满足海量数据处理和密集客户请求响应。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.2服务器系统主要技术4.2.1多处理器技术与并行技术1．SMP多处理器技术对称多处理（SMP）是指在一个计算机上汇集了一组处理器（多CPU），所有CPU地位都是对等的，它们之间共享内存子系统以及总线结构。虽然同时使用多个CPU，但是从管理的角度来看，它们的表现就像一台单机一样。2．MPP多处理器技术MPP多处理器技术使用分布式存储器模式，如集群模式等，将更多的处理器纳入一个系统。一个分布式存储器模式具有多个节点，每个节点都有自己的存储器，可以配置为SMP，也可以配置为非SMP。3．NUMA多处理器技术MPP多处理器技术也使用分布式存储器模式，但与集群不同的是，所有节点中的处理器都可以访问全部的系统物理存储器。然而，每个处理器访问本节点内的存储器所需要的时间可能比访问某些远程节点内的存储器所花的时间要少得多。换句话说，访问存储器的时间是不一致的，这也是这种模式被称为非一致存储访问（NUMA）的原因。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.2服务器系统主要技术4.2.2高性能存储技术1．SCSI小型机系统接口SCSI总线是一种小型计算机系统接口，经过多年的改进已经成为服务器I/O系统最主要的标准，几乎所有服务器和外设制造商都在开发与SCSI接口连接的相关设备。SCSI总线支持数据的快速传输，目前主要采用的是80MBps和160MBps传输速率的Ultra2和Ultra3标准。当前，SCSI总线传输速率达到320MBps（Ultra4）。2．RAID独立磁盘冗余阵列磁盘阵列可以分为软阵列和硬阵列两种。软阵列就是通过软件程序来完成，要由计算机的处理器提供运算能力，只能提供最基本的RAID容错功能。硬阵列是由独立操作的硬件（阵列卡）提供整个磁盘阵列的控制和计算功能，卡上具备独立的处理器，不依靠系统的CPU资源，所有需要的容错功能均可以支持。（分级RAID见下页）3．可伸缩的网络连接存储技术创建独立的可伸缩网络数据存储的两种主要方法：存储区域网络（StorageAreaNetwork，SAN）网络连接存储（NetworkAttachedStorage，NAS）计算机网络工程实用教程第4章服务器技术分级RAID级别技术描述速度容错能力RAID0磁盘分段没有校验数据磁盘并行I/O，存取速度提高最大数据无备份RAID1磁盘镜像没有校验数据读数据速度有所提高数据100％备份RAID2磁盘分段＋汉明码纠错没有提高允许单个磁盘错RAID3磁盘分段＋奇偶校验专用校验数据盘磁盘并行I/O，速度提高较大允许单个磁盘错，校验盘除外RAID4磁盘分段＋奇偶校验异步专用校验数据盘磁盘并行I/O，速度提高较大允许单个磁盘错，校验盘除外RAID5磁盘分段＋奇偶校验校验数据分布存放于多盘磁盘并行I/O，速度提高较大，比RAID0稍慢允许单个磁盘错，无论那个盘均可计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.2服务器系统主要技术4.2.3内存技术1．ECC内存纠错技术2．Chipkill内存技术3．内存保护技术4．内存镜像技术4.2.4控制与管理技术1．Intel服务器控制技术ISC2．应急管理端口EMP3．I2C总线和智能监控管理技术4．智能输入/输出技术5．InfiniBand技术6．热插拔技术计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.2服务器系统主要技术4.2.5冗余技术为提高服务器的可用性的，其中一个普遍做法是采用冗余技术，实现部件的冗余配置。硬件设备冗余通常支持热插拔功能，如冗余电源、风扇等，可以在单个部件失效的情况下自动切换到备用设备上，保证系统运行。一般来说，PC服务器的冗余方案主要是磁盘、电源、网卡和风扇的冗余配置，有些产品还支持操作系统和应用软件的备份，并包含用于数据紧急恢复的系统模块。1．磁盘冗余2．电源冗余3．网卡冗余4．风扇冗余计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.3服务器应用系统的架构4.3.1C/S模式1．两层结构C/S模式事务处理逻辑单元在客户端实现，客户为“胖客户”，服务器为“瘦服务器”。2．三层结构C/S模式事务处理逻辑单元在专门的事务处理服务器中实现，客户消肿成为“瘦客户”。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.3服务器应用系统的架构4.3.2B/S模式B/S（Browser/Server）模式是一种以Web技术为基础的新型的网络管理信息系统平台模式。在三层体系结构下，表示层、功能层、数据层被分割成三个相对独立的单元：Web浏览器，具有应用程序扩展功能的Web服务器，数据库服务器计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.3服务器应用系统的架构4.3.3.Net与WebServices的网格模式.NET是.NETXMLWebServices平台。XMLWebServices允许应用程序通过Internet进行通信和共享数据。.NET平台提供XMLWebServices，并将这些服务集成在一起，为个人用户的好处是无缝的，吸引人的体验。如右图所示，整个体系结构是面向服务的，作为服务请求者的客户端从服务注册处搜寻存在的服务，找到适合自己的服务后，与服务提供者绑定，真正完成最后的服务。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.4常用网络服务器4.4.1DNS服务器DNS服务器是嵌套在层次式域结构中的主机名称解析和网络服务系统，通过其数据库来记录主机名与IP地址的对应关系，为客户机提供IP地址解析服务。DNS域名系统的层次结构：计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.4常用网络服务器4.4.2Web服务器月开始研究开发，属于信息综合系统的一种。通过超链接，用户可以轻易地获取感兴趣的信息。为了能使客户程序找到位于Internet范围内的某种信息资源，这样一种定义地址的标准。URL标准格式：访问协议：//主机名[：端口号]/路径/文件名计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.4常用网络服务器4.4.3FTP服务器FTP使用TCP协议提供可靠的文件传输服务。当客户向服务器发出建立连接请求时，首先请求连接服务器的FTP端口（默认是21号端口），然后将自己的一个端口号同时告诉给服务器，服务器则使用自己的FTP数据传送端口（20号端口）与客户提供的端口建立连接。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.4常用网络服务器4.4.4E-mail服务器电子邮件应用程序向邮件服务器发送邮件时使用简单邮件传输协议（SMTP），从邮件服务器接收邮件时使用邮局协议（POP3，PostOfficeProtocol）右图为电子邮件收发的基本原理图。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.4常用网络服务器4.4.5DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol)服务器DHCP采用C/S的工作模式，专门用于为网络中的DHCP客户机（工作站）提供自动分配IP地址及自动配置相关工作参数的服务。DHCP服务器能够从预先设置的IP地址池里自动给主机分配IP地址，它不仅能够保证IP地址不重复分配，也能及时收回IP地址以提高IP地址的利用率。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.5服务器选型1．性能要稳定2．以够用为准则3．应考虑扩展性4．要便于操作管理5．满足特殊要求6．内部配件的性能要搭配合理计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.6.2防火墙对服务器的安全保护（1）数据包过滤技术防火墙通过对信息头的检测就可以决定是否将数据包发往目的地址，从而达到对进入和流出网络的数据进行监测和限制的目的。数据包过滤功能的实现依赖于包过滤规则，也称为访问控制列表。只有满足访问控制列表的数据才被转发，其余数据则从数据流中删除。为了保证所有流入和流出网络的数据包都被监控和检测，包过滤器必须放置在网络单点访问点的位置。（2）网络地址转换技术内网主机在访问外网时，通过NAT服务器或支持NAT功能的路由器将内网地址转换为外网地址。外网主机在访问内网时，通过NAT服务器或支持NAT功能的路由器将外网地址转换为内网地址，这就使得外网主机无法了解内网的拓扑结构，提高了内网的安全性。计算机网络工程实用教程第4章服务器技术4.6.2防火墙对服务器的安全保护（3）网络代理技术应用层代理技术主要起到内部网络向外部网络申请服务时的中间转接作用。对外部网来说，外部网络所见到的只是代理服务器，因为它收到的请求都是代理传来的；对内部网来说，客户机所能直接访问到的只是代理，它的请求首先是发给了代理。如下图，显示的是一个Telnet代理示意图计算机网络工程实用教程第4章服务器技术小结