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服务器基础

news 2025/12/25 10:53:21

0x01基础

介绍

可以理解为企业级的电脑，比个人使用的电脑具备更强的配置、性能、可靠性及稳定性。设计工艺和器件全部采用企业级设计，保障7*24小时稳定运行。
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演进历史

处理性能

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外观

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发展方向

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分类

按外形分类

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按高度分类

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按应用分类

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按综合能力分类

大型机

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小型机

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通用X86服务器

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按CPU类型分类

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按CPU数量分类

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主要厂商

国外：DELL IBM HP
国内：华为 新华三 联想 浪潮 曙光 长城 宝德

应用场景

业务应用

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参考示例

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性能测试体系

TPC

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SPEC

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机柜和部署

机柜类型

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服务器部署

笔者认为，42U的机柜，一般放10台2U服务器，空余空间放交换机等。
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0x02架构

硬件

整体架构

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CPU

介绍
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参数

  • 参考
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  • 主频
    CPU的主频也叫时钟频率，CPU主频为CPU的额定工作频率，当内核数目和缓存大小一样时，主频越高的CPU性能越好。
    主频越高功耗越高。
    通常所说的某CPU是多少HZ的，而这个多少兆赫就是CPU的主频。
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  • 核数
    多核处理器把多个CPU（核心）集成到单个集成电路芯片中。比如一个双核的CPU有2个中央处理单元，操作系统可以看到真正的两个核心，所以两个不同的进程可以分别在不同的核心中同时运行，大大加快了系统的速度。
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  • 缓存
    CPU缓存位于CPU和内存之间的临时存储区，目前CPU拥有三级缓存，L1L2L3 Cache
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  • 超线程
    是一项允许一个CPU执行多个控制流的技术。原理就是把一颗CPU当成两颗来用，将一颗具有超线程功能的物理CPU变成两颗逻辑CPU，而逻辑CPU对于操作系统来说，跟物理CPU并没有什么区别。

分类

  • 按指令体系
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Intel CPU介绍

  • 整体概述
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注
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内存

介绍
内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序。所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。
内存掉电即数据丢失。
参数
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组成
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主要厂家
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注
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硬盘

介绍
用于存储数据的介质。
参数

  • 容量
    基本都是TB为单位。
  • 转速
    特指机械硬盘电机1秒中转动速度，分为7200转10000转15000转
  • 接口速率
    6GB、12GB
  • 平均无故障时间
    硬盘正常运行的最长时间。
  • 分类
    按介质：
    机械盘HDD：相对SSD性能一般、价格低、数据不易丢失
    闪存盘/固态盘SSD：高性能、价格贵
    按尺寸：
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按接口：
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主要厂家
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网卡

介绍
网络连接的关卡，又叫网络适配器或网络接口卡
参数

  • 端口速率
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  • 端口类型
    光口、电口

  • 端口数量
    1,2，4

分类
按接口：
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按速率：
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扩展（按协议广义）：
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主要厂商
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RAID卡

介绍
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实现服务器里面的硬盘做RAID，保护数据安全并扩充容量。
常见RAID
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服务器扩展插槽PCIE

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服务器上的扩展槽位，用于连接网卡，RAID等接口卡。

IPMI

介绍
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不同的厂家叫法也不一样。
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本质
1.安装操作系统
2.控制服务器开关机
3.不借助操作系统监控服务器物理资源状态和日志收集
原理
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通过BMC基板管理控制器芯片来实现对整个服务器硬件的控制和监控

电源

介绍
负责为服务器提供适合的、相应电流的设备，又叫UPS
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指标
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电源冗余特性
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软件

BIOS

介绍
BIOS，即基础输入输出系统，是刻在主板ROM芯片上不可篡改的启动程序。
功能
1.开机上电自检程序
在开启之前，先检查下计算机硬件是否有问题，有问题提前预警排查
2.硬件设置
配置计算机上面的硬件，如内存加载哪几个，CPU启动哪些功能，硬盘是否开启缓存，硬盘选择哪一块驱动。
3.引导操作系统启动
3.1 从哪个硬盘的哪个扇区读取操作系统
3.2 操作系统在启动的过程中，操作系统文件先加载到哪根内存条的哪块地址
注：那么多硬盘和内存，操作系统不知道应该读取哪个，所以需要有一个固定的，死板的配置引导

操作系统

介绍
管理计算机硬件和应用软件资源的计算机程序。
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功能
管理服务器硬件
管理应用程序的资源使用，如内存和CPU的使用
类型
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技术

单机

可用性

热插拔技术

  • 介绍
    运行用户在不关机的情况下，不打断系统运行的情况下，更换配件。
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  • 对象
    常见：硬盘、电源、风扇、网卡、外设等
    特殊：CPU、内存等

器件冗余技术

电源、风扇等

网卡绑定技术

  • 前言
    1.发现问题
    如果服务器单网卡连接网络，当该网卡发生故障，则会导致业务中断。
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    2.解决问题
    通过采用网卡绑定技术，即多张网卡冗余互备，当一张网卡故障，另一张网卡可以及时接管业务使用。
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  • 介绍
    把同一台服务器上的多个物理网卡通过软件绑定成一个虚拟的网卡，并对外提供一个虚拟的IP地址。
    主要通过冗余实现可用性，但同时也具备流量负载均衡并提升性能的作用。在这里插入图片描述
  • 架构
    1.网卡冗余
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    一台服务器的两块单端口网卡连接一台交换机，实现网卡冗余，当其中一块网卡或端口故障，不会影响使用。
    2.全冗余
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    一台服务器的两块双端口网卡分别交叉连接两台交换机，实现网卡和链路、交换机冗余，当其中一个节点故障，不会影响使用。
  • 模式
    1.bound0:轮询策略
    介绍：
    传输数据包的顺序是依次传输（即第一个包走eth0，第二个包就走eth1…一直到所有的数据包传输完成）
    以数据包为最小轮询单位，不考虑这些数据包是否是一个会话连接
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2.bound1:主备策略
只有一个设备出于活跃状态，其他都处于standby状态；当一个宕掉之后另一个马上切换为主设备。
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3.bound2:会话负责均衡策略
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4.bound3：广播策略
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5.bound4：动态链接策略
5.bound5：网卡负载均衡
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5.bound6：自适应负载均衡
可同时对发送流量和接收流量进行负载均衡。
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6.常用模式
bound0：负载均衡模式，但需要交换机支持静态链路聚合
bound1：主备模式，不需要交换机支持
bound6：负载均衡模式，不需要交换机支持

扩展性

scale up

发展cpu和内存技术，在一个主板上设计大量的插槽等，从而实现插入大量的高性能的，大容量的CPU、内存不断的提升单台服务器的处理能力。
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scale in

一台服务器，可以插入多个主板（刀片服务器），每个主板上都有响应的处理器等器件。
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性能

CPU工艺迭代

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异构处理

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集群

可用性

高可用集群

  • 介绍
    HAC
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    主要实现业务的可用性，当出现部分硬件故障/软件故障后，计算任务仍可以正常运行。
  • 本质
    若干服务器+HA软件
  • 分类及架构
    1.主备模式（双机热备）
    只有一台主服务器工作，另一台备服务器待命，当主服务器故障后自动切换到备服务器
    采用共享存储，从而实现数据及时访问
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    2.主从模式
    两台服务器都进行工作，执行不同的业务，或执行同一个业务，但是另一台机器只读，发挥了从机的性能。
    采用共享存储，从而实现数据及时访问。
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3.集群模式

  • 类型1
    若干台服务器都进行工作，执行不同的业务，当某台服务器故障，则把任务自动切换到集群中的其它服务器。
    采用共享存储，从而实现数据及时访问。
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  • 类型2
    每两组主备服务器组合，然后通过若干组主备服务器，从而实现集群，执行不同的业务，当某台服务器故障，则把任务自动切换到集群中的其它服务器。
    采用共享存储，从而实现数据及时访问。

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  • 场景
    业务可用性高场景，如主要业务系统等，云、大数据…
  • 软件
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扩展性

性能

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