@

• 第二章 服务器基础
  • • 1 服务器介绍
      • 1.1 什么是服务器
      • 1.2 服务器发展历程
      • 1.3 服务器的类型
      • 1.4 服务器硬件介绍
        • 1.4.1 服务器的硬件结构
        • 1.4.2 CPU
        • 1.4.3 内存
        • 1.4.4 硬盘
        • 1.4.5 RAID卡
        • 1.4.6 网卡
        • 1.4.7 电源和风扇模块
    • 2 服务器关键技术
      • 2.1 BMC 介绍
      • 2.2 BIOS
        • 2.2.1 BIOS简介
    • 总结

第二章 服务器基础

1 服务器介绍

1.1 什么是服务器

服务器定义
服务器是计算机的一种。它比普通计算机运行速度更快、负载更高且价格更高。
服务器是为用户提供服务的计算机，通常分为文件服务器、数据库服务器和应用程序服务器。

服务器特点

服务器的主要特点包括：

• R：Reliability—可靠性，能连续正常运行多长时间；

• A：Availability—可用性，系统正常运行时间和使用时间的百分比；

• S：Scalability—可扩展性，包括两方面，一方面是硬件的可扩展性，另一方面是软件对操作系统的支持能力；

• U：Usability—易用性，服务器的硬件和软件易于维护和修复；

• M：Manageability—可管理性，对服务器运行情况能进行监控，报警，对一些故障的自动智能化处理。

服务器使用场景

服务器应用部署架构：

    C/S：Client/Server的缩写。通常也称为客户端/服务器架构。服务器端运行服务端程序，客户端安装客户端软件。在此架构里服务端和客户端分别完成不同的任务，客户端处理用户的前端界面和交互操作，服务端处理后台业务逻辑和请求数据，这使得两端的通讯速度和通讯的效率大大提高。例如，我们在文件服务器上（服务器端）安装vsftpd程序，并启动服务；在用户的计算机中安装FileZilla或WinSCP等客户端工具后，用户就可以通过客户端工具进行文件的上传和下载。

    B/S：Browser/Server的缩写。通常也称为浏览器/服务器架构。B/S架构中，用户只需安装浏览器即可，而将应用逻辑集中在服务器和中间件上，可以提高数据处理性能。例如，我们在访问一个网站时，只需要在自己的浏览器中输入网站的域名，如[www.huawei.com]([http://www.huawei.com](http://www.huawei.com))，就可以看到该网站的后台服务器给我们提供的Web服务。而网站的后台服务器端可能有很多服务器提供服务，如数据库服务，代理服务，缓存服务等等，这些都不需要用户关心，用户只需要通过浏览器输入网址就可以看到相应的界面。

1.2 服务器发展历程

服务器发展历程

计算产业在进化：从计算1.0到计算3.0

1.3 服务器的类型

塔式服务器：

    有的塔式服务器采用大小与普通立式计算机大致相当的机箱，有的采用大容量的机箱，像个硕大的柜子。通过转换支架可转化成机架式的服务器。

机架服务器：

    机架式服务器的外形看来不像计算机，而像交换机，有1U（1U=1.75英寸）、2U、4U等规格。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为功能型服务器。 特点是机箱尺寸比较小巧，在机柜中可以同时放置多台服务器，从而获得更高的处理能力。

刀片服务器：

    特点是每个服务器都是一个插板，在插板上配备有处理器、内存、硬盘以及相关组件。由于刀片服务器的特殊架构，所以刀片服务器的使用还需要与刀片服务器的专用机箱结合，通常在一个机箱中可以容纳几个到几十个刀片服务器，所以对于高性能计算、多种应用的前台服务器，应用服务器，以及后台的中心数据库应用都可以满足。

1.4 服务器硬件介绍

1.4.1 服务器的硬件结构

![在这里插入图片描述](/i/ll/?i=b9dc51be8a714c4290b9b7150a6b3eb5.png#pic_center

1.4.2 CPU

CPU的定义

    CPU：Central Processing Unit，中央处理器，是一台计算机的运算核心和控制核心。

    CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。

    CPU主要功能是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

CPU的组成

    CPU由逻辑运算单元、控制单元和存储单元构成。

CPU：是服务器上的核心处理单元，而服务器是网络中的重要设备，要处理大量的访问需求。因此对服务器具有大数据量的快速吞吐、超强的稳定性、长时间运行等严格要求。所以说CPU是计算机的“大脑”，是衡量服务器性能的首要指标。

控制器：计算机是根据事先存储的程序对全机实行控制，而程序是指能实现某一功能的指令序列，控制器就是根据指令来对各种逻辑电路发布命令的机构，它是计算机的指挥中心，控制整个CPU的工作，决定计算机运行过程的自动化。

运算器：计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件。

寄存器：寄存器的主要作用是用来暂时存放参与运算的数据和运算结果，具有接收数据、存放数据和输出数据的功能。

CPU的频率

主频

    主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或吉赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。

外频

    外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。

总线频率

    总线频率直接影响CPU与内存数据交换的速度。

倍频系数

    倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。

1.4.3 内存

内存定义

• 存储器按用途可分为主存储器和辅助存储器。主存储器又称内存储器（简称内存），是CPU能直接寻址的存储空间。

• 内存的作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

• 内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。

• 内存由内存芯片、电路板、金手指等部分组成。

1.4.4 硬盘

MTBF：Mean Time Between Failure，平均无故障工作时间。

在价格方面，通常来说SATA和NL-SAS硬盘较为便宜，SAS硬盘较贵一些，SSD最为昂贵。

硬盘是计算机最主要的存储设备。

硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。

1.4.5 RAID卡

RAID卡又名磁盘阵列卡，简称阵列卡。

RAID卡的作用：

    可以将若干硬盘驱动器按照一定要求组成一个整体、由阵列控制器管理的系统。

    可以提高磁盘子系统的性能及可靠性。

热备（HotSpare）的定义

    当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性。

热备一般分为两种

• 全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享。

• 专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用。

RAID的实现 - 硬件方式

基于硬件的RAID是利用硬件RAID适配卡来实现的。

硬件RAID又可分为内置插卡式和外置独立式磁盘阵列 。

RAID卡上集成了处理器，能够独立于主机对RAID存储子系统进行控制。因为拥有自己独立的处理器和存储器，RAID卡可以自己计算奇偶校验信息并完成文件定位，减少对主机CPU运算时间的占用，提高数据并行传输速度。

RAID的实现 - 软件方式

软件RAID中不能提供如下功能：

• 硬盘热拔插；

• 硬盘热备份；

• 远程阵列管理；

• 可引导阵列支持；

• 在硬盘上实现阵列配置；

• SMART硬盘支持。

RAID的实现 - 方式比较

1.4.6 网卡

            PCIe（PCI-Express）是继ISA和PCI总线之后的第三代I/O总线，即3GIO。由Intel在2001年的IDF上提出，由PCI-SIG（PCI特殊兴趣组织）认证发布后才改名为“PCI-Express”。它的主要优势就是数据传输速率高，另外还有抗干扰能力强，传输距离远，功耗低等优点。

            PCIe标卡：对于华为服务器，指的是位于PCIe插槽的网卡。

1.4.7 电源和风扇模块

2 服务器关键技术

2.1 BMC 介绍

BMC定义

BMC：Baseboard Management Controller，主板管理控制单元，是IPMI规范的核心，负责各路传感器的信号采集、处理、储存，以及各种器件运行状态的监控。BMC向机框管理板提供被管理对象的硬件状态及告警等信息，从而实现机框管理模块对被管理对象的设备管理功能。

BMC主要实现以下功能：

• 远程控制；

• 告警管理；

• 状态检测；

• 设备信息管理；

• 散热控制；

• 支持ipmitool工具；

• 支持Web界面管理；

• 支持集中账号管理。

iBMC介绍

            iBMC提供硬件状态监控、部署、节能、安全等系列管理工具，标准化接口构建服务器管理更加完善的生态系统。iBMC基于华为自研的管理芯片Hi1710，采用多项创新技术，全面实现服务器的精细化管理。

            iBMC提供了丰富的用户接口，如命令行、基于Web界面的用户接口、IPMI集成接口、SNMP集成接口、Redfish集成接口，并且所有用户接口都采用了认证机制和高度安全的加密算法，保证接入和传输的安全性。

2.2 BIOS

2.2.1 BIOS简介

BIOS是系统内核和硬件层之间桥梁。

BIOS特点：

• 软件升级、加载和装载功能；

• 基本OAM功能；

• 串口管理功能；

• 故障恢复功能；

• ECC管理功能；

• 硬件诊断功能。

总结

BIOS：Basic Input/Output System，基本输入输出系统

BMC：Baseboard Management Controller，主板管理控制单元

B/S：Browser/Server，通常也称为浏览器/服务器架构

C/S：Client/Server，通常也称为客户端/服务器架构

CPU：Central Processing Unit，中央处理器

iBMC： Huawei Intelligent Baseboard Management Controller，华为服务器智能管理系统

IPMI：Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口

MTBF：Mean Time Between Failure，平均无故障工作时间

NIC： Network Interface Card，网络接口卡

RAID：Redundant Array of Independent Disks，独立硬盘冗余阵列