服务器整体架构介绍

服务器由多个子系统组成,每个子系统对服务器的性能起着至关重要的作用。某些子系统对于性能更为重要,具体取决于服务器所用于的应用程序。

这些服务器子系统包括:

1. 处理器和缓存
处理器是服务器的心脏,负责处理几乎所有的事务。它是一个非常重要的子系统,并且存在一个常见的误解,即更快的处理器总是能够更好地消除性能瓶颈。

在服务器中安装的主要组件中,处理器通常比其他子系统更强大。然而,只有少数专门的应用程序可以充分利用 P4 或 64 位处理器等现代处理器的优势。

例如,文件服务器等经典服务器示例并不严重依赖处理器工作负载,因为大多数文件流量使用直接内存访问 (DMA) 技术来绕过处理器,具体取决于网络、内存和硬盘子系统的吞吐量。

如今,英特尔提供了多种专为 X 系列服务器定制的处理器。了解各种处理器之间的差异和优势至关重要。

高速缓存严格地被视为内存子系统的一部分,在物理上与处理器集成。 CPU 和高速缓存紧密配合,高速缓存的运行速度约为处理器或同等速度的一半。

2. PCI总线
PCI总线是服务器中输入和输出数据的管道。所有X系列服务器均使用PCI总线(包括PCI-X和PCI-E)来连接SCSI和硬盘等重要适配器。与以前的型号相比,高端服务器通常具有多个 PCI 总线和更多的 PCI 插槽。

先进的 PCI 总线包括 PCI-X 2.0 和 PCI-E 等技术,可提供更高的数据吞吐量和连接能力。 PCI芯片将CPU和高速缓存连接到PCI总线。这组组件管理 PCI 总线、处理器和内存子系统之间的连接,以最大限度地提高整体系统性能。

3. 记忆
内存在服务器性能中起着至关重要的作用。如果服务器没有足够的内存,其性能就会下降,因为操作系统需要在内存中存储额外的数据,但空间不足,导致数据停滞在硬盘上。

企业 X 系列服务器架构中的一项显着功能是内存镜像,它可以提高冗余和容错能力。这种 IBM 内存技术大致相当于硬盘的 RAID-1,其中内存被划分为镜像组。镜像功能是基于硬件的,不需要操作系统的额外支持。

4. 硬盘
从管理员的角度来看,硬盘子系统是服务器性能的关键决定因素。在在线存储设备(缓存、内存、硬盘)的分层排列中,硬盘速度最慢,但容量最大。对于许多服务器应用程序来说,几乎所有数据都存储在硬盘上,因此快速的硬盘子系统至关重要。

RAID 通常用于增加服务器中的存储空间。然而,RAID 阵列显着影响服务器性能。选择不同的RAID级别来定义不同的逻辑磁盘会影响性能,并且存储空间和奇偶校验信息也不同。 IBM 的 ServeRAID 阵列卡和 IBM 光纤通道卡提供了实施不同 RAID 级别的选项,每个级别都有其独特的配置。

性能的另一个关键因素是配置阵列中的硬盘数量:磁盘越多,吞吐量就越好。了解 RAID 如何处理 I/O 请求对于优化性能至关重要。

新的串行技术(例如 SATA 和 SAS)现在被用来增强性能和可靠性。

5. 网络
网络适​​配器是服务器与外界通信的接口。如果数据可以通过该接口实现卓越的性能,那么强大的网络子系统可以显着影响服务器的整体性能。

网络设计与服务器设计同样重要。交换机分配不同网段或者ATM等技术的应用都是值得考虑的。

千兆网卡现在广泛应用于服务器中,以提供必要的高吞吐量。然而,用于实现 10G 速率的 TCP 卸载引擎 (TOE) 等新技术也即将出现。

6. 显卡
服务器中的显示子系统相对不重要,因为它仅在管理员需要控制服务器时使用。客户端从不使用显卡,因此服务器性能很少强调该子系统。

7. 操作系统
我们认为操作系统是一个潜在的瓶颈,就像其他硬盘子系统一样。在 Windows、Linux、ESX Server 和 NetWare 等操作系统中,可以更改一些设置以提高服务器性能。

决定性能的子系统取决于服务器的应用程序。可以通过收集和分析性能数据来识别和消除瓶颈。但是,此任务无法立即完成,因为瓶颈可能会随着服务器工作负载的变化而变化,可能每天或每周。


发布时间:2023年7月20日