服务器关键部件详解-组网工程与技术

1.服务器的主板

服务器要求满足常年7×24小时的无故障运行，最核心的板卡就是主板。CPU、内存、硬盘、网络适配器等部件都是与主板连接。因此，主板必须能满足服务器应用的高稳定性、高性能、高兼容性、可持续性的环境。由于服务器的长时间运行、巨大的数据转换量、电源功耗量、I/O吞吐量，因此对服务器主板的要求与普通PC是不同的。

服务器主板对性能方面的要求主要体现在对数据吞吐量的要求上，包括服务器内存及支持内存数量、PCI-X插槽、板载SCSI接口或者RAID接口等。服务器主板上面承载一些数据转换量、电源功耗量、I/O吞吐量，比如高速SCSI接口、高速硬盘等，在主板设计时对这些设备与主板连接的要求进行了特别考虑。

芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分。主板芯片组几乎决定着主板的全部功能，其中，CPU的类型、主板的系统总线频率、内存类型、容量和性能、显卡插槽规格、扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量决定着服务器的性能。芯片组PCI Express总线技术是当前最为先进的一种总线技术。

2.服务器的内存

服务器内存（RAM）在各种技术上相对兼容机来说要严格得多，不仅内存的速度要求高，特别是内在纠错技术能力和稳定性。因此内存也是制约服务器性能的硬件条件之一。服务器内存有2GB、4GB、8GB、16GB甚至支持高达512GB。服务器内存与普通PC内存在外观和结构上没有什么明显的区别，主要是在内存上引入了一些新的特有的技术，如ECC（错误检查和纠正）、ChipKill（IBM推出的一种新的ECC内存保护标准）、Register（寄存器）、FB-DIMM（全缓冲内存模组）、热插拔技术等，具有极高的稳定性和纠错性能。如今常用的服务器内存主要有ECCDDR、ECCDDR2、ECCDDR3，还有一些基于FB-DIMM的高端服务器系统的内存体系。

3.服务器的硬盘

服务器硬盘主要用来存储和读写非常重要的数据，而且服务器硬盘要能够适应大数据量读写、超长运行时间的工作环境。硬盘是服务器系统和信息资源的数据仓库，所有的信息、程序、软件、资源等数据都存储在这里，硬盘一旦损坏，将会造成严重后果。因此要求硬盘读写速度快、可靠性高、安全性高。

服务器硬盘的转速通常要求达到10000r/min（每分钟转速）、15000r/min以上，数据传输率可以达到320MB/s。服务器硬盘一般采用SMART技术（自监测、分析和报告技术），同时硬盘厂商都采用了各自独有的先进技术来保证数据的安全，服务器硬盘一般都能承受300～1000g的冲击力。热插拔（HotSwap）是一些服务器支持的硬盘安装方式，可以在服务器不停机的情况下，拔出或插入一块硬盘，操作系统能自动识别硬盘的改动。这种技术对于24小时不间断运行的服务器来说，是非常必要的。

目前，服务器市场上主要采用3种类型的硬盘，即SATA硬盘、SCSI硬盘以及SAS硬盘，其中SATA硬盘主要应用在PC、低端服务器领域，而SCSI和SAS硬盘则面向中高端服务器。大多数服务器一般采用数据吞吐量大、CPU占有率极低、高速、稳定、安全的SCSI硬盘。SAS即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，继并行SCSI接口之后开发出的全新接口，进一步改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性，如图4-4所示。

图4-4 服务器热插拔SAS硬盘

现在业界推出的一些中高端服务器的硬盘类型接口一般为可插拨SAS、单硬盘容量146GB或300GB，硬盘数量一般可配置到16块甚至更多。

4.服务器的电源

服务器电源是指使用在服务器上的电源（Power），它和PC电源一样，都是一种开关电源。优质的电源能提供给服务器优质可靠的能量，能防御来自电网的污染或干扰，能承受负载的各种变化；服务器电源的品质优劣直接影响了硬件的安全和系统的稳定。在中高端服务器中为了保证供电需求和可靠性，大多采用冗余电源系统，即冗余热插拔电源，可以进行在线更换，如图4-5所示。

图4-5 服务器热插拔电源

服务器电源按照标准可以分为ATX电源和SSI电源两种。ATX标准使用较为普遍，主要用于台式机、工作站和低端服务器；SSI标准是随着服务器技术的发展而产生的，适用于各种档次的服务器。(www.xing528.com)

1）ATX电源是目前PC和服务器中普遍使用的标准电源，包括单电源和冗余（Redun-dant）电源。单电源系统功率一般在125～350W之间，主要使用在PC和低端服务器上。

2）SSI电源规范是Intel公司联合一些主要的Intel架构服务器生产商推出的新型服务器电源规范。SSI的推出规范了服务器电源技术、降低了开发成本、延长了服务器的使用寿命。根据使用环境、规模的不同，SSI电源规范还有更多针对低端服务器、中高端服务器更为详细的规范。随着SSI标准的更加规范，服务器电源的发展趋势是低压化、大功率化、高密度化；电源越做越小、电源的功率密度趋于增大，同时符合国际上电源认证、节能要求。

5.服务器的风扇

现在随着服务器的集成度越来越高，如刀片服务器属于配件较为密集的服务器，因此散热问题也是影响服务器稳定运行的重要因素之一。风扇在服务器的散热系统中起到很大的作用；对于服务器CPU、机箱、显卡和电源等所用的风扇是服务器正常稳定工作必不可少的硬件之一。

由于服务器使用的CPU的频率通常较高，有的还是双CPU或多CPU，加上高转速的SCSI硬盘和大功率电源，这些部件发出的热量通常很大，因此机箱内空气很快变热，温度升高。能否尽快有效地排出这些热空气将是服务器稳定工作的前提条件。为了达到更好的散热效果，服务器机箱设计有多个排风口，而且各个排风口针对系统不同的发热源进行散热。

服务器机箱除了要安装多个风扇外，机箱内的散热系统也是非同寻常的。一般情况下在服务器机箱背面有两个风扇位，可供安装两个风扇，形成一个良好的散热循环系统，将机箱内的热空气迅速抽出，以降低机箱内的温度。中高端服务器还设计了冗余风扇，以避免由于系统风扇损坏而使系统内部温度升高产生工作不稳定或停机现象，如图4-6所示。

6.服务器的网络接口

图4-6 服务器机箱内冗余散热风扇

服务器一般都承担重要的网络应用。服务器网络适配器（网卡），一般是用于服务器与交换机等网络设备之间的连接。服务器不但需要有卓越的服务性能，同样网络接口也非常重要，即确保服务器不能失去网络连接而使得服务发生中断。目前中高档服务器一般都配置有2块或4块千兆以太网网卡，如图4-7所示。

图4-7 服务器网络接口

业界一些网络硬件厂商都推出了各自的具有容错功能的服务器网卡。例如，Intel公司推出了3种容错服务器网卡，它们分别采用了Adapter Fault Olerance（AFT，网卡出错冗余）、Adapter Load Balancing（ALB，网卡负载平衡）、Fast Ether Channel（FEC，快速以太网通道）技术。

1）AFT技术。AFT是在服务器和交换机之间建立冗余连接，即在服务器上安装两块网卡，一块为主网卡，另一块作为备用网卡，然后用两根网线将两块网卡都连到交换机上。在服务器和交换机之间建立主连接和备用连接。一旦主连接因为数据线损坏或网络传输中断连接失败，备用连接会在几秒钟内自动顶替主连接的工作，通常网络用户不会觉察到任何变化。这样一来就避免了因一条线路发生故障而造成整个网络瘫痪，可以极大地提高网络的安全性和可靠性。

2）ALB技术。ALB是让服务器能够更多更快传输数据的一种简单易行的好方法。这项新技术是通过在多块网卡之间平衡数据流量的方法来增加吞吐量，每增加一块网卡，就增宽100Mbit/s或1000Mbit/s通道。另外，ALB还具有AFT同样的容错功能，一旦其中一条链路失效，其他链路仍可保障网络的连接。当服务器网卡成为网络瓶颈时，ALB技术无须划分网段，网络管理员只需在服务器上安装两块具有ALB功能的网卡，并把它们配置成ALB状态，便可迅速、简便地解决瓶颈问题。

3）FEC技术。FEC是Cisco公司针对Web浏览及Intranet等对吞吐量要求较大的应用而开发的一种增大带宽的技术。FEC同时也为进行重要应用的客户/服务器网络提供高可靠性和高速度。