【掃盲】服務(wù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)大剖析

　　關(guān)注我，你的眼睛會(huì)懷孕

　　服務(wù)器其實(shí)就是一臺(tái)配置更高的計(jì)算機(jī)，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也和普通的計(jì)算機(jī)大同小異。

　　可以看到，服務(wù)器是由電源、CPU、內(nèi)存、硬盤、風(fēng)扇、光驅(qū)等幾部分構(gòu)成。今天，將挑選一些重要的硬件，給大家做詳細(xì)介紹。

　　電源

　　電源相當(dāng)于人體的心臟，需保障電力供應(yīng)，如果要買服務(wù)器，應(yīng)選擇質(zhì)量好一點(diǎn)的電源。

　　另外需要注意的是，在實(shí)際使用場(chǎng)景中，如果只是配置一個(gè)服務(wù)器負(fù)責(zé)核心業(yè)務(wù)，那么最好使用雙電源，并且分別接不同的機(jī)房線路；如果服務(wù)器是集群中的一臺(tái)（若干機(jī)器做一件事），則可以不用雙電源。除此之外，運(yùn)維工作中就不用再過多考慮電源的其他問題了。

　　CPU處理器

　　CPU 處理器相當(dāng)于人體的大腦，負(fù)責(zé)整個(gè)服務(wù)器的運(yùn)算和控制，是影響其性能效率的最核心部件。

　　常見的 CPU 種類有如下 2 種：

　　精簡(jiǎn)指令集的 CPU：設(shè)計(jì)代表有 SUN 公司的 SPARC 系列和 ARM 系列等，這類 CPU 的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是指令集精簡(jiǎn)，每個(gè)指令執(zhí)行的時(shí)間很短，操作很簡(jiǎn)單、效率較高。

　　復(fù)雜指令集的 CPU：設(shè)計(jì)代表有大家熟知的 Intel 至強(qiáng)系列（XEON）和 AMD 系列（應(yīng)用不多）等，這類 CPU 的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是指令數(shù)量多，指令集復(fù)雜，且執(zhí)行的時(shí)間較長(zhǎng)，但能處理的事務(wù)更多、更豐富。

　　CPU 一般通過頻率（GHz）表示性能的好壞，CPU 頻率就是用來表示 CPU 每秒鐘的工作次數(shù)，即頻率越高速度越快。

　　需要注意的是，每一臺(tái)服務(wù)器中不是只能包含一個(gè) CPU，而是可以容納多個(gè)。服務(wù)器 CPU 的顆數(shù)，我們稱為路數(shù)。

　　企業(yè)級(jí)常見的物理服務(wù)器配置包括如下兩種：

　　一般企業(yè)里的服務(wù)器，CPU 個(gè)（顆）數(shù)為 2～4 顆，單個(gè)（顆）CPU 是四核。內(nèi)存總量一般是 16～256GB（32GB、64GB 比較常見）。

　　用于虛擬化的宿主機(jī)（例如，應(yīng)用 VMware（虛擬化軟件）、KVM 的主機(jī)），CPU 顆數(shù)可達(dá) 4～8 顆，內(nèi)存總量一般是 48～128GB，常規(guī)企業(yè)可以同時(shí)啟動(dòng) 6～10 個(gè)虛擬機(jī)甚至更多，主要是根據(jù)業(yè)務(wù)需求決定虛擬機(jī)的配置大小。

　　在企業(yè)級(jí)系統(tǒng)中，選擇 CPU 硬件配置，以及監(jiān)測(cè)和優(yōu)化服務(wù)器系統(tǒng)的 CPU 性能，是一項(xiàng)復(fù)雜且需要長(zhǎng)期實(shí)踐和反復(fù)觀察的工作。

　　另外值得一提的是，CPU 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)發(fā)熱，因此需要配置降溫的設(shè)備，即 CPU 風(fēng)扇或散熱片，其中散熱片主要是用金屬銅或者鋁制作的，作用是將熱量快速傳導(dǎo)出去。

　　內(nèi)存（RAM）

　　內(nèi)存是 CPU 和硬盤之間的緩沖設(shè)備（如圖 5 所示），是臨時(shí)存儲(chǔ)器（用于存放數(shù)據(jù)），這就意味著，如果突然斷電，那么位于內(nèi)存中的數(shù)據(jù)很可能會(huì)丟失。

　　程序運(yùn)行的時(shí)候，一般會(huì)被調(diào)度到內(nèi)存中執(zhí)行，服務(wù)器關(guān)閉或程序關(guān)閉之后，數(shù)據(jù)將自動(dòng)從內(nèi)存中釋放掉。提到內(nèi)存，很多企業(yè)在面試時(shí)，都會(huì)問緩沖區(qū)和緩存區(qū)的區(qū)別，作為新手，可以這樣回答:

　　緩沖區(qū)：將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，這個(gè)數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間在 Linux 系統(tǒng)里一般稱為緩沖區(qū)（buffer）。例如，寫入到內(nèi)存緩沖區(qū)，即寫緩沖。

　　為了提高寫操作性能，數(shù)據(jù)在寫入最終介質(zhì)或下一層級(jí)介質(zhì)之前會(huì)合并放入緩沖區(qū)中，這樣會(huì)增加數(shù)據(jù)持久寫的延時(shí)。因?yàn)榈谝淮螌懭刖彌_區(qū)后，再向下寫入數(shù)據(jù)之前，還要等待后續(xù)的寫入，以便湊夠數(shù)據(jù)或者定時(shí)寫入到永久存儲(chǔ)介質(zhì)中。

　　緩存區(qū)：從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，這個(gè)存數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間在 Linux 系統(tǒng)里一般稱為緩存區(qū)（cache）。例如，從內(nèi)存緩存區(qū)讀取，即讀緩存。

　　操作系統(tǒng)利用緩存提高文件系統(tǒng)的讀性能和內(nèi)存的分配性能，應(yīng)用程序使用緩存也是為了提高讀訪問效率。將經(jīng)常訪問的操作結(jié)果保存在緩存中可備隨時(shí)使用，而非總是執(zhí)行讀硬盤以獲取數(shù)據(jù)等開銷較高的操作。

　　記住這樣一句話，緩存無處不在，無論是電腦硬件、操作系統(tǒng)，還是企業(yè)網(wǎng)站集群及其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)！

　　硬盤（磁盤）

　　硬盤就是永久存放數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，如今常用的硬盤都是 3.5 英寸的，且生產(chǎn)的單塊硬盤的容量越來越大，體積卻越來越小，速度也越來越快，其中常見的硬盤有300GB、600GB、1TB、3TB、4TB等規(guī)格。

　　注意，對(duì)于工業(yè)級(jí)（企業(yè)級(jí)）硬盤計(jì)算，以 1000 為單位進(jìn)行換算，即1TB=1000GB。

　　根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景的需要，硬盤的接口有 IDE、SCSI、SAS、SATA 等幾類（其中 IDE、SCSI 已退出歷史舞臺(tái)），硬盤的類型也分為機(jī)械硬盤和SSD（固態(tài)硬盤）兩種。

　　從性能和價(jià)格的角度，可以對(duì)現(xiàn)有幾類硬盤進(jìn)行排序（從高到低），依次是 SAS接口固態(tài)硬盤 > SATA固態(tài)硬盤 > SAS機(jī)械硬盤 > SATA機(jī)械硬盤。

　　如圖 所示，即從存儲(chǔ)容量和 I/O 讀取速度的角度，對(duì)服務(wù)器中各個(gè)硬件做了比較。可以看到，硬盤 I/O（讀取）性能相比內(nèi)存差很多，目前解決這個(gè)問題的普遍方法是先將大量的數(shù)據(jù)從硬盤緩存到內(nèi)存，也就是說寫入到緩沖區(qū)中，這也是當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站解決訪問速度慢的必備方案。

　　Raid卡（陣列卡）

　　Raid 稱為磁盤冗余陣列，其功能是，當(dāng)企業(yè)的網(wǎng)站（業(yè)務(wù)）數(shù)據(jù)量很大，單塊盤裝不下的時(shí)候，若購(gòu)買多塊硬盤存放數(shù)據(jù)，就需要利用 Raid 技術(shù)將所有硬盤整合成一個(gè)大硬盤，然后才能在這個(gè)大硬盤上分區(qū)（劃分隔斷、虛擬硬盤）存放數(shù)據(jù)。

　　但是，硬盤多了勢(shì)必會(huì)有損壞，可數(shù)據(jù)是不能丟的，針對(duì)這種情況，Raid 還具備一個(gè)功能，就是多塊硬盤放置在一起可以配置冗余（備份），由此可以確保即使若干硬盤有損壞，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。

　　總的來說，使用 Raid 卡（陣列卡）具有以下好處：

　　可以將所有硬盤整合到一起（擴(kuò)充容量）；

　　可以使得數(shù)據(jù)更加安全（數(shù)據(jù)冗余）；

　　可以獲得更高的效率（讀寫性能）。

　　如果有 Raid 卡，則一般會(huì)將硬盤連接到 Raid 卡上，而不是直接插到主板上，Raid 卡最終將插到主板對(duì)應(yīng)的插槽里。不過，在企業(yè)真正的重要服務(wù)器里，Raid 幾乎是不被采用的，請(qǐng)讀者注意這點(diǎn)。

　　遠(yuǎn)程管理卡

　　遠(yuǎn)程管理卡是服務(wù)器特有的遠(yuǎn)程管理部件，在家用電腦及筆記本電腦上是不存在的。它的作用是通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程（異地）開關(guān)服務(wù)器，并可以查看服務(wù)器開關(guān)的過程等信息。揚(yáng)州數(shù)據(jù)恢復(fù)

　　不僅如此，遠(yuǎn)程管理卡還可以細(xì)分為服務(wù)器自帶遠(yuǎn)程管理卡和獨(dú)立遠(yuǎn)程管理卡。服務(wù)器自帶的遠(yuǎn)程管理卡，可以關(guān)機(jī)、開機(jī)，但是看不到開關(guān)服務(wù)器的過程，因此建議為服務(wù)器配備獨(dú)立的遠(yuǎn)程管理卡，成本上可能會(huì)多花人民幣 100 元左右，但是好處是很明顯的，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)問題時(shí)，可以利用管理卡快速查看服務(wù)器故障及恢復(fù)服務(wù)。

　　主板

　　主板實(shí)際上就是一塊電路板，相當(dāng)于人體的骨架，CPU、內(nèi)存、硬盤、Raid 卡等所有硬件設(shè)備最終都要連接在主板上，才能正常工作。

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