【知識分享】 伺服器基礎知識【初學者必看】

1. 什麼是伺服器 
   就像他的名字一樣，伺服器在網路上為不同使用者提供不同內容的資訊、資料和檔案。可以說伺服器就是Internet網路上的資源倉庫，正是因為有著種類繁多數量龐大內容豐富的伺服器的存在，才使得Internet如此的絢麗多彩。 

2. 伺服器的種類和功能 

(1) WWW伺服器(WWW Server) 

   WWW伺服器也稱為Web伺服器(Web Server)或HTTP伺服器(HTTP Server)，它是Internet上最常見也是使用最頻繁的伺服器之一，WWW伺服器能夠為使用者提供網頁瀏覽、論壇訪問等等服務。比如：我們在使用瀏覽器訪問 
http://www.discuz.net的時候，實際上就是在訪問Discuz!的WWW伺服器，從該WWW伺服器獲取需要的論壇資料和網頁。 

(2) FTP伺服器(FTP Server) 

   FTP免費雲伺服器是專門為使用者提供各種檔案(File)的伺服器，FTP免費伺服器上往往儲存大量的檔案，例如：軟體、MP3、電影、程式等等。使用者只要使用FTP客戶端軟體登入到FTP伺服器上就可以從FTP免費伺服器下載所需檔案和資源到自己的電腦上，同時， 還有免費虛擬主機
你也可以把自己電話上的檔案上傳到FTP上供其他使用者下載，以實現檔案資源的共享。 

(3) 郵件伺服器(Mail Server) 
   e-mail是Internet上應用最頻繁的服務之一，而Internet上每天數億百億計的電子郵件的收發都是透過郵件伺服器實現的。郵件伺服器就像郵局一樣，可以為使用者提供電子郵件的接收儲存和傳送服務。 
   除了以上介紹的3種主要伺服器之外，還有很多其他型別的網路伺服器，例如：資料庫伺服器(DatabaseServer)、代理伺服器(Proxy Server)、域名伺服器(Domain Name Server)等等…… 

3. 伺服器的作業系統 
 目前伺服器中使用的作業系統主要有兩類：Windows和Unix。 
(1) Windows 
   Windows是美國微軟公司(Microsoft)開發的作業系統，在伺服器領域，主要有Windows2000Server/Advanced Server/Data Center與Windows2003 Standard Edition/EnterpriseEdition作業系統，Windows的優點是操作簡 
單，由於Windows使用圖形介面進行操作，因而對各種伺服器軟體功能配置簡便。但它的缺點也不可忽視，例如：Windows操 
作系統成本較高；安全性相對較低；能承受的訪問量較低等等。 
(2) Unix 
   Unix的歷史很久遠，其種類和分支錯綜複雜。就目前來說應用最廣泛的Unix系統是Linux，Linux並非由哪家公司發行，Linux由世界各個角落的熱愛程式與網路人共同開發、維護。Linux完全免費，與Windows相比，Linux的成本為0。 
Linux除了成本上的優點之外，還具備很多非常優秀的特點，例如：效能極高、穩定性很好、安全等等。目前，大多數大中型 
企業（包括電信企業和Google、百度、新浪、搜狐等等）的伺服器都執行在Unix/Linux系統之上。 
什麼是伺服器？ 
　　伺服器是網路上一種為客戶站點提供各種服務的計算機，它在網路

作業系統的控制下，將與其相連的硬碟、磁帶、印表機、Modem及昂貴的專用通訊裝置提供給網路上的客戶站點共享，也能為網路使用者提供集中計算、資料庫管理等服務。 

● 網路伺服器的作用： 
　　A． 執行網路作業系統。透過網路作業系統控制和協調網路各工作站的執行，處理和響應各工作站同時發來的各種網路操作請求。 
　　B． 儲存和管理網路中的軟硬體共享資源，如資料庫、檔案、應用程式、印表機等資源。 
　　C． 網路管理員在網路伺服器上對各工作站的活動進行監視控制及調整。 

　　從結構來說，目前伺服器正從RISC伺服器向IA伺服器發展，在中小型網路中尤其如此。 

　　當同時訪問到伺服器的網路使用者數量較多時，使用 SCSI硬碟的系統I/O效能明顯強於使用IDE硬碟的系統。 
　　SCSI匯流排支援資料的快速傳輸。不同的SCSI裝置通常有8位或16位的SCSI傳輸匯流排。在多工作業系統，如Windows NT下，在同一時刻可以啟動多個SCSI裝置。SCSI介面卡通常使用主機的DMA（直接記憶體存取）通道把資料傳送到記憶體。這意味著不需要主機CPU的幫助，SCSI介面卡就可以把資料傳送到記憶體。為了管理資料流，每一個SCSI裝置（包括適配卡）都有一個身份號碼。通常，把SCSI介面卡的身份號碼設定為7，其餘裝置的身份號碼編號為0到6。 
　　大部分基於PC的SCSI匯流排使用單端接的收發器傳送和接受訊號。但是，隨著傳送速率的增大和線纜的加長，訊號會失真。為了最大限度的增加匯流排長度並保證訊號不失真，可以把差分收發器加到SCSI裝置中。差分收發器使用兩條線來傳送訊號。第二條線為訊號脈衝的反複製。一旦訊號到達目的地，電路比較兩條線的脈衝，並生成原始訊號的正確複製。 
　　一種新的差分收發器 - LVD（低壓差分收發器），能夠增加匯流排長度並且能夠提供更高的可靠性和傳輸速率。LVD能連線15個裝置，最大匯流排長度可達12米。 

目前常用的SCSI系列：

SCSI與IDE的區別 

　　○ IDE的工作方式需要CPU的全程參與;這種情況在Windows95/NT的多工作業系統中，自然就會導致系統反應的大大減慢。而SCSI介面，則完全透過獨立的高速的SCSI卡來控制資料的讀寫操作，CPU就不必浪費時間進行等待，顯然可以提高系統的整體效能。 

　　○ SCSI的擴充性比IDE大，一般每個IDE系統可有2個IDE通道，總共連4個IDE裝置，而SCSI介面可連線7~15個裝置，比IDE要多很多，而且連線的電纜也遠長於IDE。 

　　雖然SCSI裝置價格高些，但與IDE相比,SCSI的效能更穩定、耐用，可靠性也更好 

●  RAID技術 

○ RAID：（Redundant Array of Inexpensive Disk）廉價冗餘磁碟陣列。由於磁碟存取速度跟不上CPU處理速度的發展，從而成為提高伺服器I/O能力的一個瓶頸。RAID技術利用磁碟分段、磁碟映象、資料冗餘技術來提高磁碟存取速度，同時提供磁碟資料備份、提高了系統可靠性。 

○ 磁碟分段（Disk Striping）：資料以"段"為單位依次讀寫多個磁碟，多磁碟相當於同時操作，存取速度極大地提高。 

○ 磁碟映象（Disk Mirroring）：用一個控制器控制兩個磁碟，同時讀寫相同的資料，資料100%備份。 

○ 資料冗餘技術：資料讀寫時做校驗，校驗資料以緊湊格式存於磁碟上，可用於糾錯及恢復資料。 
○ RAID技術目前常用的有幾個系列: 

　 
磁碟系統作好RAID 5後，任一塊磁碟出現故障後，系統仍可執行，故障盤上的資料可透過其它盤上的校驗資料計算出來（此時速度要慢一些）。如果磁碟系統中有備份盤，則資料自動恢復到備份盤中。如果具備熱插拔硬碟，則在開機狀態下即可換下故障硬碟，資料將自動恢復到新硬碟上。在這些過程中，系統並沒有停止執行。

●  SMP技術簡介 

　○ SMP：Symmetric Multiprocessing . 即對稱多處理。指在一個計算機上彙集了一組處理器（多個CPU）。多處理是指一臺計算機中的多個處理器透過共享同一儲存區來協調工作。真正意義上的多處理要求系統中的每個CPU能訪問同一實體記憶體。這意味著多CPU必須能使用同一系統匯流排或系統交換方式。 
　　作業系統對多處理體系結構的支援是與其核心緊密相連的，這將涉及兩個用於支援多處理的基本序列演算法：對稱和非對稱處理。非對稱處理中，CPU各有各的任務；對稱處理中，每個CPU可執行任何任務。SMP系統透過將處理負載分佈到各個空閒的CPU上來增強效能。處理分佈或執行執行緒中，各CPU的功能是相同的。它們共享記憶體及匯流排結構，系統將處理任務佇列對稱地分佈於多個CPU上，從而極大地提高了系統的資料處理能力。 

　○ 對稱多處理首先在網管方面表現出高效能，這應歸因於SMP系統強大的處理能力和SMP作業系統的興起。支援SMP的網路作業系統：Novel Netware、SCO UNIX、Microsoft Windows NT等。 

　○ SMP技術特別適合於需要集中使用處理器的服務，如應用伺服器、通訊伺服器。很多應用程式升級到SMP平臺後並不需要重寫。 

　○ SMP技術是今後PC伺服器的發展方向。

●  機箱技術 

○ 立式機箱 
　　立式機箱是高度大於寬度的計算機機箱（也稱為側立式計算機）。與臥式計算機相比，立式機箱的優勢在於其"佔地面積"（所佔用的桌面空間）更小。立式機箱的高度通常為 18到 27英寸。微型立式機箱大約有14英寸高，而中型立式機箱通常是16英寸左右。 

○ 基座式 
　　基座式機箱通常比立式機箱更寬、更高。與立式機箱相比，基座式機箱能夠提供更靈活的配置選擇和擴充能力，並且通常可以提供熱插拔和磁碟陣列功能。 

○ 機架安裝式 
　　機架安裝系統允許使用者在一個金屬架上安裝多個節點或機箱，並利用軌道來回滑動。典型的機架是77英寸高、24英寸寬、40英寸深。機架是以垂直方向的度量單位來衡量的，以字母"U"來表示。 

　　 l U＝l．75英寸或4．445釐米。77英寸的垂直機架是40U。 

　　 機架系統可由顯示器、磁碟驅動器、不間斷電源 （UPS）、網路元件和伺服器節點組成。機架機箱的擴充套件概念是將伺服器節點分成若干個獨立的部分，它們透過一個伺服器域網路進行通訊，可能有獨立的處理節點、記憶體節點、擴充套件匯流排節點和磁碟陣列。

●  記憶體技術 

　　記憶體的家族也很龐大，有許多不同的類別。按照儲存資訊的功能，記憶體可分為RAM（Random Access Memory，隨機存取儲存器）和ROM（Read Only Memory，只讀儲存器）。ROM是非易失性的元件，可靠性很高，儲存在ROM裡的資料可以永久的儲存，而不受電源關閉的影響，所以，ROM一般用來儲存不需修改或經常修改的系統程式，像主機板上的BIOS程式。根據資訊的可修改性難易，ROM也可分為MASK ROM，PROM，Flash Memory等，其中，MASK ROM，PROM屬於早期的產品，ROM這一族經過一連串的演化，從使用只能寫一次的PROM，利用紫外線清除的EPROM，利用電氣方式清除的EEPROM，一直到現在主機板上經常使用的一般電壓就可清除的Flash Memory。現在計算機的發展速度相當快,主機板廠商也需經常升級BIOS,所以用Flash Memory儲存BIOS程式就成為首選,RAM既是我們通常所說的記憶體，也是我們需關注的主要方面，現做一下介紹。 

○ RAM的分類 
　　RAM主要用來存放各種現場的輸入、輸出資料，中間計算結果，以及與外部儲存器交換資訊和作堆疊用。它的儲存單元根據具體需要可以讀出，也可以寫入或改寫。由於RAM由電子器件組成，所以只能用於暫時存放程式和資料，一旦關閉電源或發生斷電，其中的資料就會丟失，故屬於易失性元件。現在的RAM多為MOS型半導體電路，它分為動態和靜態兩種。動態RAM(DRAM)是靠MOS電路中的柵極電容來記憶資訊的。由於電容上的電荷會洩漏，需要定時給與補充，所以動態RAM需要設定重新整理電路(Refresh),如此一來,需要花費額外的時間；而靜態RAM(SRAM)是靠雙穩態觸發器來記憶資訊的,不須重複的做重新整理的動作即可儲存資料,所以存取速度要比DRAM快上許多。但動態RAM比靜態RAM整合度高、功耗低，從而成本也低，適於作大容量儲存器。所以高速緩衝儲存器（Cache）使用SRAM，而主記憶體通常採用DRAM。我們平常所接觸的記憶體條就是由DRAM晶片構成的。 

○ DRAM的種類 
　　FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM），即快速頁面模式的DRAM。是一種改良過的DRAM，一般為30線或72線（SIMM）的記憶體。工作原理大致是，如果系統中想要存取的資料剛好是在同一列地址或是同一頁（Page）內，則記憶體控制器就不會重複的送出列地址，而只需指定下一個行地址就可以了。 

　　EDO DRAM（Extended Data Out DRAM），即擴充套件資料輸出DRAM。速度比FPM DRAM快15%~30%。它和FPM DRAM的構架和運作方式相同，只是縮短了兩個資料傳送週期之間等待的時間，使在本週期的資料還未完成時即可進行下一週期的傳送，以加快CPU資料的處理。EDO DRAM目前廣泛應用於計算機主機板上，幾乎完全取代了FPM DRAM，工作電壓一般為5V，介面方式為72線（SIMM），也有168線（DIMM）。 

　　BEDO DRAM（Burst EDO DRAM），即突發式EDO DRAM。是一種改良式EDO DRAM。它和EDO DRAM不同之處是EDO DRAM一次只傳輸一組資料，而BEDO DRAM則採用了"突發"方式運作，一次可以傳輸"一批"資料，一般BEDO DRAM能夠將EDO DRAM的效能提高40%左右。由於SDRAM的出現和流行，使BEDO DRAM的社會需求量降低。 

　　SDRAM（Synchronous DRAM）即同步DRAM。目前十分流行的一種記憶體。工作電壓一般為3.3V，其介面多為168線的DIMM型別。它最大的特色就是可以與CPU的外部工作時鐘同步，和我們的CPU、主機板使用相同的工作時鐘，如果CPU的外部工作時鐘是100MHZ，則送至記憶體上的頻率也是100MHZ。這樣一來將去掉時間上的延遲，可提高記憶體存取的效率。 

○ REGISTERED 記憶體 
　　Register IC 記憶體條底部較小的積體電路晶片(2-3片), 起提高驅動能力的作用。伺服器產品需要支援大容量的記憶體，單靠主機板訊號線的電流無法驅動如此大容量的記憶體，而使用帶Register的記憶體條，透過Register IC提高驅動能力，使伺服器可支援高達32GB的記憶體。 

○ ECC記憶體 
　　錯誤檢查與校正記憶體(ECC)提供了一個強有力的資料糾正系統。ECC記憶體不僅能檢測一位錯，而且它能定位錯誤和在傳輸到CPU 之前糾正錯誤，將正確的資料傳輸給CPU。允許系統進行不間斷的正常的工作，ECC記憶體能檢測到多位錯（而奇偶校驗記憶體就不能達到這一點）並能在檢測到多位錯時產生報警資訊，但它不能同時更正多位錯。 
　　ECC的工作過程是這樣的：當資料寫到記憶體中時，ECC將資料的一個附加位加識別碼，當資料被回寫時，儲存的程式碼和原始的程式碼相比較，如果程式碼不一致，資料就被標記為"壞碼"，然後壞碼會被糾正，並傳輸到CPU中，如果檢測到多位錯時，系統就會發出報警資訊。