网络服务器的类型及优势

网络服务器是网络运行、管理、服务的中枢，与其他网络设备一样，服务器也是网络系统的关键设备之一，在网络系统中具有很重要的地位。网络服务器主要指网络应用服务器，还包括用于网络管理和维护的服务器。因此，网络服务器的选择，无论对建立一个新的计算机网络，还是对计算机网络的升级都是至关重要的。

1.网络应用服务器解决方案

根据不同的应用环境和要求，用于网络服务器的计算机系统有两种方案可选择。

1）采用大型机或小型机作为网络服务器。用大型机或小型机作为网络服务器（网络主机），可使网络系统具有很强的容错性和可扩充性，并可保证数据完整的可靠性。但是，一般大型机或小型机的操作方法比较复杂，并且通用性较差，用户界面也不友好，其管理不容易掌握。加上大型机或小型机的价格昂贵，所以，目前选用大型机或小型机作为服务器的案例并不是很多，只有在一些关键的大型应用中才采用小型机作为网络应用服务器。图6-9所示的IBM P系列和i系列网络服务器是小型机网络服务器的典型代表。除此之外，SUN的FIRE系列服务器和HP公司PA系列服务器都属于小型机高性能服务器。

图6-9 IBM P和i系列高性能小型机网络服务器

2）采用IA架构的计算机作为网络服务器。这类网络服务器的主机是采用Intel处理器的计算机，故而称为IA架构（Intel Architecture）服务器，通常也被称为微机服务器或PC服务器。PC服务器，不仅可以是采用Intel处理器微机的服务器，还可以是使用与Intel兼容的AMD处理器的服务器。IA架构服务器把大型机和小型机的超强数据与事务处理能力、完善的数据保护能力、多级的容错能力以及极易的扩展能力，与PC特有的操作方便、兼容性强、价格低的优势融为一体，使得IA架构的服务器成为现代计算机网络应用的主流服务器系统，其拥有的用户数量在市场中占有绝对的优势。IA架构的服务器代表着现代网络服务器发展的一个重要的方向。IBM的x系列服务器都是IA架构的服务器系统，如图6-10所示。

图6-10 IBM的x系列服务器

因此，在计算机网络应用中，都应该选用专业服务器作为网络服务器。虽然通用PC也可以用做网络服务器，但其可靠性和可用性都难以胜任长时间的运行负荷，会经常受到数据出错与丢失的困扰，存在着在大容量数据操作时突然停止或放慢服务乃至死机的危险。因此，原则上，一个实用计算机网络的服务器，都必须选用专业网络服务器系统。

2.IA架构服务器的技术特点

毋庸置疑，通用PC与专业网络服务器在性能方面差距较大，若采用通用PC担当网络服务器，其网络连接性能、稳定性、可靠性等诸多方面都难以承担高负荷的网络应用与服务，只能应用于工作组级的且对安全性和可靠性要求不高的简单应用。不过，仅从CPU主频等技术指标上看，专业网络服务器和通用PC属于同一档次的计算机，但作为服务器，身价比通用PC高出好几倍的专业服务器，在技术上有以下优势。

虽然专业服务器与通用PC一样，由主板、CPU、内存和硬盘等组成，但这些专业服务器中的硬件系统与PC有非常大的差异，尽管外观上基本类似，却都是专门为服务器开发的。服务器对硬件各方面要求比PC高得多，这与服务器设计的最基本原则——“稳定压倒一切”直接相关。在这个原则下，凡是对服务器的稳定性影响较大的配件就必须采用与PC不一样的技术开发。这也就是为什么服务器配置表面上看起来与PC相同，但价格却高得多的原因之一。

表面上看，专业服务器某些硬件配置的技术指标远低于PC中的相应配置。如CPU，一般服务器的CPU主频都低于同时期PC的CPU主频，主板总线带宽也相对较低，这种配置的最大目的，就是想尽可能地使CPU散热较少，让CPU能更加稳定地工作。不过，现代电子技术飞速发展，在满足系统稳定性的条件下，使得服务器CPU的主频和前端总线已经可以做到与PC一样了。

此外，服务器的硬盘、内存都是为服务器专门开发的。服务器硬盘通常不采用PC中的IDE接口磁盘，而是采用传输速率更高的SCSI接口磁盘。服务器磁盘的转速通常在10000r/min之上，比起PC中的7200r/min更快，工作更稳定。在内存方面，除了要求内存的存取速度快之外，还对内存的可用性提出了更高要求，如ECC内存纠错、Chipkill内存纠错、内存镜像、内存保护、在线内存备份和更换等。可以这样说，服务器上所采用的每一种配件都是针对服务器开发的，为了一个共同目的，确保服务器系统的可扩展性（Scalability）、易使用性（Usability）、易管理性（Manageability）和可用性（Availability）以及可靠性（Reliability）。

3.网络服务器的主要技术特征

网络服务器在计算机网络中的特殊地位和作用，决定了专业服务器的基本技术特点与通用PC有较大区别，无论从外观上还是内在的技术性能，专业服务器与通用PC机两者都有鲜明的特点。下面介绍网络服务器特有的一些技术特征。

（1）宽敞的机箱系统

现代个人计算机的外观正朝着小型化发展，而服务器外观结构将一定不会完全走小型化这条路。一般来说，普通的服务器机箱外观上看似与通用PC差不多，实际上都比通用PC的机箱大。一些中高档的专业服务器，机箱的差别就更大了，有的服务器机箱占用一个整机柜。当然，这里所说的宽敞的机箱系统，只是针对通用塔式机箱和柜式机箱的服务器而言，这类服务器通常被用作通用服务器。

要求服务器具有宽敞的机箱，一方面是由于服务器需要安装连接的设备多，需要插入的板卡多，故而需要较大的机箱空间。同时还要准备一些备用设备安置位，如磁带机、磁盘阵列等，也需要占用空间。服务器通常还要安装多几个可热插拔的硬盘，以及冗余电源和风扇等，都要求服务器必须具有较为富裕的空间。另一方面，由于服务器安装连接的设备多，工作时散发的热量也非常大，要求必须有足够的空间来散热，以确保服务器能长时间稳定工作。

对于最近几年才发展起来的新型机架式和刀片式服务器，其机箱系统采用了新的技术路线，向紧凑型的方向发展，其机箱通常较小。就像一台普通的交换机一样，许多机架式服务器仅仅有2U的高度（注：1U为一个标准机箱高度单位，大约4.5cm高），甚至1U的高度。刀片式服务器比机架式的结构更紧凑，机箱更小，一个刀片式服务器的机箱通常只有1U机架式服务器的1/3～1/2。每个刀片服务器可以单独作为一台单一应用的服务器，也可与其他多个刀片服务器一起集中插在一个刀片服务器机柜中，组成一个功能强大的服务器集群。重要的是这些刀片服务器共享一个刀片服务器专用机柜上的冗余电源、以太网数据通信和管理等，并且无需安装布线。当网络应用需要增加新的服务器时，添加一台刀片服务器，就像加入一个服务器硬盘一样简单。相对来说，每个刀片服务器享用的机箱空间并不小，但多个刀片服务器所占的总空间相对较小。图6-11为IBM刀片系列服务器的主机及机箱。

图6-11 刀片服务器

（2）足够大容量的硬盘和内存

由于服务器面对的是计算机网络中众多的用户，必须接收每个用户的请求，并提供相应的服务。因此，在服务器上必须安装许多大容量的服务器专用系统、软件以及其他一些数据库文件，这都要求服务器的硬盘容量要足够大，且速度比较快。

内存是任何一个计算机系统决定系统性能高低的重要资源，对于服务器更是如此。因此服务器内存容量大小决定着整个网络服务系统的运行速度。可以这样认为，计算机网络的规模越大，用户就越多，服务更复杂，数据流量就越高，对服务器的内存的需求就越多。一般企业服务器的内存配置应该在1GB以上，并在内存存取速度和纠错性能方面相对于通用PC的内存有更高的特殊要求。

（3）组件和接口丰富的主板

为了使服务器具有更强的功能，服务器主板设计得一般都要比PC主板大许多，以便使服务器能够安装比通用PC更多的组件和拥有更多的接口。通常一个服务器主板上有5个以上PCI与PCI-X总线插槽和4条以上内存插槽，还可能有多个CPU插座。因此，一般服务器的主板都比较大，以适用于更广泛的应用需要。不过，服务器的主板也不是都很大，一些特殊的服务器，像刀片服务器，许多功能与其他刀片服务器共享，主板就相对比较小。

（4）尽可能全面的部件冗余

几乎在所有投入使用的较高档服务器中，都会有两个以上电源和风扇，并安装有多个网卡，甚至有数个冗余硬盘。其实它们都是为相关部件出现故障时接替故障部件工作而准备的冗余部件。冗余部件是为了保障正在使用的部件出现故障时可及时得到替换，以免服务器为排除故障而停止工作，从而保证整个网络的应用与服务在服务器出现故障的情况下正常运行而准备的。由此可见部件冗余是服务器高可用性的重要保证。除了上述的部件冗余之外，服务器中的许多部件都可以冗余，包括CPU。

（5）支持热插拔技术

支持“热插拔”是服务器的标志性技术之一。所谓“热插拔”技术，是指服务器支持热插拔的硬件可以在线进行插拔，不会影响系统正常运行。采用热插拔技术，是服务器可以在在线（不关闭服务器电源）的情况下直接插上新的部件或者从服务器上拔下旧的部件，这样极大地方便了服务器的维护，确保了服务器的长期运行。

由于实现热插拔需要采用专门的技术，故而采用这项技术的设备通常比较贵，所以在通用PC中很少采用。目前在服务器中支持热插拔技术的设备主要有硬盘、电源、风扇和PCI适配卡（主要指网卡）等，只有较高档的服务器才支持内存和CPU的热插拔。

4.网络服务器的分类及应用

对于服务器的分类有许多方法，站在不同的角度，对服务器的分类就有不同的标准。随着服务器技术的发展对服务器的分类也在不断的变化。根据现代服务器的技术特点和应用环境的要求等，服务器一般按照以下方法进行分类。

●按照服务器应用的层次进行划分。

●按照服务器处理器的架构进行划分。

●按照服务器处理器的指令执行方式进行划分。

●按照服务器的用途进行划分。

下面从按照服务器应用的层次进行划分的角度，更进一步地认识服务器。

按照服务器应用的层次对服务器进行划分，主要是根据服务器在网络中应用的层次（或服务器的档次）对服务器进行分类。不过，这里所指的服务器层次并不是按服务器CPU主频高低来划分，而是依据整个服务器的综合性能，特别是所采用的一些服务器专用技术来衡量的。服务器具体地可被分为：入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器。

对于这一划分标准目前没有统一的规定，所以各厂商的划分标准并不一样。不能认为服务器若属于同一档次，则它们之间的性能差不多。或属于不同档次的服务器，技术性能就一定相差很大。

入门级服务器：这类服务器是最基础的一类服务器，也是最低档（不是最低档次）的服务器。随着计算机技术的日益提高，现在许多入门级服务器与通用PC的配置差不多。入门级服务器所连的终端比较有限（通常为20台左右），其稳定性、可扩展性以及容错冗余性能较差，仅适用于没有大型数据库数据交换，网络日常工作流量不大，无需长期不间断开机的小型企业网络。如IBM x100和x206等服务器都是典型的入门级服务器系统。(www.xing528.com)

入门级服务器所包含的服务器典型特性并不是很多，通常只具备如下特性。

1）通常只配置一个CPU，且基本上都是Intel或AMD公司的服务器处理器。

2）配置的内存容量不大，一般在1GB左右，但都会是采用带ECC纠错技术的服务器专用内存。

3）采用SCSI接口硬盘，也可采用IDE或者SATA接口硬盘。

4）具备基本硬件的冗余，如硬盘、电源、风扇等，但不是默认满配。

5）服务器支持热插拔的部件不多，仅有一些关键部件支持热插拔。如硬盘和内存等，但也都不是默认必配的。

这类服务器主要采用Windows或Linux网络操作系统，可以充分满足中小型网络用户的文件共享、数据处理、Internet接入及简单数据库应用等需求。入门级服务器与一般的PC很相似，故而有很多小型公司干脆就用一台高性能的通用PC作为网络服务器，但不提倡。

工作组级服务器：工作组级服务器是比入门级高一个层次的服务器，仍属于低档服务器。从这个名字也可以看出，它只能连接一个工作组的个人计算机（50台左右），适用于网络规模较小，对服务器的稳定性要求也不是特别高的应用环境。如现在IBMx346等系列服务器都是工作组级服务器系统的典型代表。工作组级服务器主要具有以下几方面的特点。

1）通常仅支持单或双CPU结构的应用服务器（但也不是绝对的，有些工作组级服务器能支持多达4个处理器），一般仍采用Intel或AMD公司的服务器CPU，操作系统通常也是Windows或Linux网络操作系统。

2）可支持大容量的ECC内存和增强服务器管理功能的SM总线。

3）功能较全面，易管理性强，且易于维护。

4）采用SCSI接口硬盘和较多的硬件冗余，如电源、风扇等冗余，且许多冗余都是默认配置。

5）服务器的许多部件支持热插拔，如硬盘和内存等，且都是默认配置。

6）这类服务器的结构不是固定的，多数为塔式，也有采用机架式或刀片式的。

可见，工作组级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，也不能满足大型数据库系统的应用需求。价格也较入门级服务器贵许多，一般相当于2～3台高性能的PC的总价。

部门级服务器：部门级服务器属于中档服务器，一般都支持双路CPU（通常可达到4路）以上的对称处理器结构，具备比较完全的硬件配置，如磁盘阵列、存储托架和双千兆网卡等。部门级服务器的最大特点就是，除了具有工作组级服务器的全部特点外，还集成了大量的服务器工作状态监测及管理电路，具有全面的服务器管理能力，可监测CPU温度、电压、风扇、机箱等状态参数，结合标准服务器管理软件，使管理人员及时了解服务器的工作状况。同时，大多数部门级服务器具有优良的系统扩展性，能够在业务量迅速增大时及时在线升级系统，充分保护了用户的投资。一般中小型企业的核心应用服务器大都选用部门级服务器系统，也常见于金融、邮电、电信等行业的关键应用服务器。IBM x255、x3950、x460等服务器都属于部门级服务器系统。

部门级服务器可连接100个以上的计算机用户，适用于对处理速度和系统可靠性的要求高一些的中小型企业网络。其硬件配置相对较高，其可靠性比工作组级服务器要高一些，当然价格也较高（通常为5台左右高性能通用PC价格的总和）。由于这类服务器需要安装比较多的部件，所以机箱通常较大。

企业级服务器：企业级服务器属于高档服务器，正因为如此，能生产这种服务器的企业不是很多。但这类服务器因没有行业标准，所以现在许多企业都声称自己能够出品企业级服务器。国内品牌的企业级服务器通常缺省配置4个处理器（目前主要有Xeon、Xeon MP、Itanium、Itanium2和Opteron五款处理器）；国外著名品牌的企业级服务器一般都配置8个以上的处理器（通常为64位RISC架构处理器），有的高达几十、上百个处理器。另外，企业级服务器一般还具有独立的双PCI通道和内存扩展板设计，具有高内存带宽、大容量热插拔硬盘、双千兆网卡、热插拔电源、超强的数据处理能力和集群性能等。企业级服务器的机箱更大，一般为机柜式的，有的还由几个机柜组成，像大型机一样。IBM RS/6000S80就是一种企业级服务器，它是第一个采用RS64Ⅲ微处理器的RS6000平台机型，它的多处理器系统可以支持多达24个对称处理器。

除了机柜式企业级服务器外，由于机架式服务器在结构上的优势，目前应用比较广泛，所以许多服务器厂商纷纷推出机架式企业级服务器。如联想的企业级服务器R630、宝德公司机架式企业级服务器PT4900R。

企业级服务器产品除了具有部门级服务器的全部服务器特性外，还具有高度的容错能力、优良的扩展性能、故障预报警功能和在线诊断功能，并且其RAM、PCI、CPU等都具有热插拔性能。有的企业级服务器还引入了大型计算机的许多优良特性，所采用的操作系统一般是UNIX（AIX或Solaris）或Linux。企业级服务器可连接数百台计算机，甚至几千个工作站用户，适用于对处理速度和数据安全性要求非常高的大型网络。企业级服务器的硬件配置最高，系统可靠性也最强。企业级服务器适用于需要处理大量数据、对处理速度和可靠性要求极高的金融、证券、交通、邮电、通信行业或大型企业。

5.网络服务器的选型原则与策略

在计算机网络规划与设计中，服务器的选型是非常重要的任务之一。针对不同的计算机网络系统和应用环境的要求，服务器的选择有相应的侧重。不过，任何网络服务器的选择，其选型的原则包含以下五方面的特性。

（1）服务器的可扩展性

服务器的可扩展性是PC服务器的重要性能之一。由于工作站或客户的数量增加是随机的，为了保持服务器工作的稳定性和安全性，用户必须充分考虑服务器的可扩展性。首先，在机架上要为硬盘和电源的增加留有充分余地；其次，主机板上的插槽不但种类齐全，而且有一定数量。

（2）服务器的可管理性

服务器的可管理性是PC服务器的标准性能，也是PC服务器优于小型机和大型机的UNIX服务器的重要方面。服务器的可管理性一方面表现在可以及时发现服务器的问题，及时进行维护和维修，避免或减少因为服务器的关机而造成用户系统的全面瘫痪；另一方面，管理员通过管理及时了解服务器性能方面的情况，对在运行中有问题的服务器进行及时诊断。

特别是Windows服务器等类Windows服务器产品，不但工作界面与Windows其他操作系统保持一致，而且还与各类基于Windows系统的应用软件兼容。这些都为PC服务器在可管理性方面提供了极大方便。同时PC服务器还为系统提供了大量的管理工具软件，特别是安装软件为管理员安装服务器或扩容（增加硬盘、内存等）服务器提供了方便。

（3）服务器的可用性

关键的企业应用都追求高可用性服务器，希望系统24×7×365不停机、无故障运行。有些服务器厂商采用服务器全年停机时间占全年工作时间的百分比来描述服务器的可用性。一般来说，服务器的可用性是指在一段时间内服务器可供用户正常使用的时间的百分比。服务器的故障处理技术越成熟，为用户提供的可用性就越高。

提高服务器可用性有两个方式：减少硬件的平均故障间隔时间和利用专用功能机制。该机制可以在出现故障时自动执行系统或部件切换以避免或减少意外停机。然而不管采用哪种方式，提高可用性都离不开系统或部件冗余，当然这也提高了系统成本。

服务器关机的原因是多种多样的，用户在选购服务器时要为有可能发生的最坏情况作好准备。具体的准备如下。

1）内存：服务器要求配置支持错误检测和恢复（ECC）技术的内存，此技术可以更正内存中的错误。

2）电源：服务器的内部电源需要支持热插拔冗余电源，这样可以避免因某一个电源的损坏而造成服务器的关机。

3）电风扇：服务器在运行时，内部温度会升高。系统温度过高极容易造成死机甚至硬件损坏，所以这时需要热插拔冗余风扇来帮助服务器进行有效的散热。

4）其他：对于系统板、软件、使用等原因造成的系统关机，用户可以采用更高一级的可用性解决方案，如集群技术等方案加以解决。

因此，运行在关键环境下的中心主服务器，一般要求必须配置双（多）电源、热插拔硬盘、RAID卡，必要时还要求采用双机热备份方案。

（4）服务器的安全性

安全是网络的生命，网络服务器的安全是网络安全的核心。为了提高服务器的安全性，服务器部件冗余就显得非常重要。因为服务器部件冗余是消除系统错误，保证系统安全和维护系统稳定的有效方法，所以冗余是衡量服务器安全性的重要标准。某些服务器在电源、网卡、SCSI卡、硬盘、PCI通道都实现设备完全冗余，同时还支持PCI网卡的自动切换，大大优化了服务器的安全性能。当然，设备部件冗余需要两套完全相同的部件，这也大大提高了系统的费用。

（5）服务器的可靠性

服务器的可靠性是由服务器可提供的持续工作非故障时间来体现。故障时间越少，服务器的可靠性越高。如果用户利用服务器来实现文件共享和打印功能，用户只要求服务器在工作时间内不出现停机故障即可，而不要求服务器24×7×365无故障运转，这样PC服务器中的低端产品就完全可以胜任。对于银行、电信、航空之类的关键业务，即便是短暂的系统故障，也会造成难以挽回的经济损失。可以说，可靠性是服务器的灵魂，其性能和质量直接关系到整个网络系统的可靠性。所以，用户在选购服务器时必须把服务器的可靠性放在首位。

服务器的以上5个特性不是孤立的，他们是相辅相成的。没有高可靠性，就谈不上高可用性以及安全性，没有良好的可扩展性，也就没有了良好的可管理性。所以，当选择网络服务器及其配置时，一定要详细了解服务器的具体特性和面向的应用环境是否与需求相吻合。

由于网络技术发展太快，与其他网络设备的选型策略一样，“适合”就好。适当超前或留有少许余地，也无可厚非，过于或强求所谓的超前都没有必要。