第4章网络服务器技术 网络资源设备的集成是网络系统集成项目 中至关重要的内容。本章重点介绍网络资 源设备中的服务器系统,包括网络服务器 和网络操作系统、网络打印机
第4章 网络服务器技术 网络资源设备的集成是网络系统集成项目 中至关重要的内容。本章重点介绍网络资 源设备中的服务器系统，包括网络服务器 和网络操作系统、网络打印机
本章主要内容 1网络服务器 2·网络操作系统 3网络打印技术
本章主要内容 ◼ 网络服务器 ◼ 网络操作系统 ◼ 网络打印技术 1 2 3
4.1网络服务器 网络服务器是最重要的网络资源设备,对整个 网络上的用户提供诸如文件共享、打印共享 数据库、WW、Ema等一系列服务是网络 服务器的重要功能 服务器定义:在网络环境下提供网上客户机共 享资源(包括查询、存储、计算等)的设备 广义而言,网络系统中凡能为某类应用提供服 务的设备或部件(软/硬件)都可以被视为服 务器。不论是巨型计算机、大型计算机和中小 型计算机,还是工作站、台式机或微处理器, 都可以扮演服务器的角色
4.1 网络服务器 ◼ 网络服务器是最重要的网络资源设备，对整个 网络上的用户提供诸如文件共享、打印共享、 数据库、WWW、E-mail等一系列服务是网络 服务器的重要功能。 ◼ 服务器定义：在网络环境下提供网上客户机共 享资源（包括查询、存储、计算等）的设备。 ◼ 广义而言，网络系统中凡能为某类应用提供服 务的设备或部件（软/硬件）都可以被视为服 务器。不论是巨型计算机、大型计算机和中小 型计算机，还是工作站、台式机或微处理器， 都可以扮演服务器的角色
4.1.1网络服务器的分类(1) 按用途划分 文件打印服务器:通常文件打印服务器运行的操作系统有 NetWare 和№T,也有少数用户使用UNIX系统提供文件打印服务 网络服务器:网络服务器是一台为网络提供多种服务的计算机系统 包括因特网服务器、Web服务器和电子邮件服务器等,提供磁盘阵 列、打印机、绘图仪等硬件和各种大型软件、数据库等各种网络资 源,并负责管理和协调网络用户对资源的访问。它是计算机网络系 统的核心 数据库服务器:数据库服务器通常运行UNⅨX或N操作系统,需要 配合数据库来使用。 文件服务器:文件服务器的处理速度必须能够满足多个用户的需要 文件服务器的性能由其部件决定,如网络适配器、内存、CPU及总 、线。一般来说,用速度较快的服务器作为文件服务器,会使网络访 问速度有明显的改观
4.1.1 网络服务器的分类（1） ◼ 按用途划分 ◼ 文件打印服务器：通常文件打印服务器运行的操作系统有NetWare 和NT，也有少数用户使用UNIX系统提供文件打印服务。 ◼ 网络服务器：网络服务器是一台为网络提供多种服务的计算机系统， 包括因特网服务器、Web服务器和电子邮件服务器等，提供磁盘阵 列、打印机、绘图仪等硬件和各种大型软件、数据库等各种网络资 源，并负责管理和协调网络用户对资源的访问。它是计算机网络系 统的核心。 ◼ 数据库服务器：数据库服务器通常运行UNIX或NT操作系统，需要 配合数据库来使用。 ◼ 文件服务器：文件服务器的处理速度必须能够满足多个用户的需要。 文件服务器的性能由其部件决定，如网络适配器、内存、CPU及总 线。一般来说，用速度较快的服务器作为文件服务器，会使网络访 问速度有明显的改观
4.1.1网络服务器的分类(2) 按处理器类型划分 CISC服务器:CISC(复杂指令集计算)CPU结构从1964年IBM360系统开始 处理器和IA-32架构的 Pentium(Pro)、 PentiumⅡ、 PentiumⅢ( Xeon/ 基于CISC处理器的服务器大都是 Intel架构(IA)的PC服务器,包括 Intel X8 等。基于CISC处理器的Inte架构(IA)PC服务器根据安装结构可以分为机座 式服务器和机架式服务器 RISC服务器:RISC(精简指令集计算)概念是IBM在70年代提出的。RISC技 术大幅度减少指令的数量,用简单指令组合代替过去的复杂指令,通过优化 指令系统来提高运行速度。RISC技术采用了更加简单和统一的指令格式、固 定的指令长度以及优化的寻址方式,使整个计算机体系更加合理。指令系统 的简化使得系统指令译码器的设计复杂程度也大大简化了,并使完全由硬件 逻辑实现指念译码成为可能,而尽量减少使用内嵌微代码来完成详码操作 天大提高了指令的执行速度。RISC处理器比同等的CISC处理器性能提高50 ~75%,因此各种大中小型计算机和超级服务器都采用RISC架构的处理器 RISC处理器已经逐渐成为高性能计算机的代名词。RISC体系结构的服务器的 代表有DEC的 Alpha Server系列、HP的HP9000系列、SUN的 Sparc center和 Ultra Enterprise系列、IBM的RS6000和AS400系列等 小型机服务器:由于RISC架构服务器技术和性能的进步,现在除了一些特大 型的企业级服务器或特别密集的数据库应用(如机场管理、售火车票、人口 普査等)外,一般难觅小型机服务器的踪影
4.1.1 网络服务器的分类（2） ◼ 按处理器类型划分 ◼ CISC服务器：CISC（复杂指令集计算）CPU结构从1964年IBM360系统开始， 基于CISC处理器的服务器大都是Intel架构（IA）的PC服务器，包括Intel X86 列处理器和IA-32架构的Pentium（Pro）、PentiumⅡ、Pentium Ⅲ（Xeon） 等。基于CISC处理器的Intel架构（IA）PC服务器根据安装结构可以分为机座 式服务器和机架式服务器。 ◼ RISC服务器：RISC（精简指令集计算）概念是IBM在70年代提出的。RISC技 术大幅度减少指令的数量，用简单指令组合代替过去的复杂指令，通过优化 指令系统来提高运行速度。RISC技术采用了更加简单和统一的指令格式、固 定的指令长度以及优化的寻址方式，使整个计算机体系更加合理。指令系统 的简化使得系统指令译码器的设计复杂程度也大大简化了，并使完全由硬件 逻辑实现指令译码成为可能，而尽量减少使用内嵌微代码来完成译码操作， 大大提高了指令的执行速度。RISC处理器比同等的CISC处理器性能提高50％ ~75％，因此各种大中小型计算机和超级服务器都采用RISC架构的处理器， RISC处理器已经逐渐成为高性能计算机的代名词。RISC体系结构的服务器的 代表有DEC的Alpha Server系列、HP的HP 9000系列、SUN的Sparc Center和 Ultra Enterprise系列、IBM的RS 6000和AS 400系列等。 ◼ 小型机服务器：由于RISC架构服务器技术和性能的进步，现在除了一些特大 型的企业级服务器或特别密集的数据库应用（如机场管理、售火车票、人口 普查等）外，一般难觅小型机服务器的踪影
4.1.1网络服务器的分类(3) 胺网络应用规模划分 入门级服务器:通常只有个CPU,适用于在几个办公室之间完成文件共享和打 印服务,也可以完成简单数据库处理、Inη ternet接入等需求。 工作组级服务器:一般支持1~2个CPU(SMP对称多处理器结构),配置了小 型服务器所必备的各种特性,如采用SCSⅠ总线的I/O系统、可选装RAID、热插 拔硬盘、热插拨电源和增强服务器管理功能的SM总线 功能全面、可管理 性强、易于维护,具有高可用性特性。可满足中型网络用户的数据处理、文件 共享、 Internet接入以及中型数据库应用的需求 部门级服务器:一般支持2~4个C門U(SMP对称多处理器结构),具有较高的 可靠性、可用性、可扩展性和可管理性。通常标准配買有热插拔硬盘、热插拨 电源和RAID。这类服务器的另一些普遍特点是:具有差错检测和改正(ECC) 的存储器,维护了存于磁盘和内存RAM中数据的完整性,具有智能驱动控制器 和冗余子系统;数据处理能力较强、易于维护管理,是面向大型网络的产 企业级服务器:通常支持4~16个或更多的CPU、最新CPU技术及关键部件热插 拔技术,使得系统性能、系统连续运行时间均得到最大的提升。支持无磁盘柜 集群方式,拥有独立的双PCI通道和内存扩展板设计,具有高内存带宽,大容 量热插拎硬盘和热插电源,口县有强的数据处理熊力,同时系統的监挖算理 代传统小型机的大型企业级网络的数据库服务器。适合运行在需要处理大量数 据、高处理速度,以及对可靠性要求极高的金融、证券、交通、邮电和通信等 行业中
4.1.1 网络服务器的分类（3） ◼ 按网络应用规模划分 ◼ 入门级服务器：通常只有l个CPU，适用于在几个办公室之间完成文件共享和打 印服务，也可以完成简单数据库处理、Internet接入等需求。 ◼ 工作组级服务器：一般支持1~2个CPU（SMP对称多处理器结构），配置了小 型服务器所必备的各种特性，如采用SCSI总线的I/O系统、可选装RAID、热插 拔硬盘、热插拨电源和增强服务器管理功能的SM总线等。功能全面、可管理 性强、易于维护，具有高可用性特性。可满足中型网络用户的数据处理、文件 共享、Internet接入以及中型数据库应用的需求。 ◼ 部门级服务器：一般支持2~4个CPU（SMP对称多处理器结构），具有较高的 可靠性、可用性、可扩展性和可管理性。通常标准配置有热插拔硬盘、热插拨 电源和RAID。这类服务器的另一些普遍特点是：具有差错检测和改正（ECC） 的存储器，维护了存于磁盘和内存RAM中数据的完整性，具有智能驱动控制器 和冗余子系统；数据处理能力较强、易于维护管理，是面向大型网络的产品。 ◼ 企业级服务器：通常支持4~16个或更多的CPU、最新CPU技术及关键部件热插 拔技术，使得系统性能、系统连续运行时间均得到最大的提升。支持无磁盘柜 集群方式，拥有独立的双PCI通道和内存扩展板设计，具有高内存带宽，大容 量热插拔硬盘和热插拨电源，具有超强的数据处理能力，同时系统的监控管理 也得到很大简化。这类产品具有高度的容错能力及优良的扩展性能，可作为替 代传统小型机的大型企业级网络的数据库服务器。适合运行在需要处理大量数 据、高处理速度，以及对可靠性要求极高的金融、证券、交通、邮电和通信等 行业中
4.1.1网络服务器的分类(4) 按系统体系结构划分 UMA体系结构:UMA( Uniform Memory Access,,通用内存访问) 即SMP( Symmetry Multi-Processor;对称多处理器)体系结构采 用共享内存,所有CPU访问内存的时间是一致的,处理器与处理器 之间通过总线或高速交叉开关相连,运行一个操作系统。这种结构 优ξ》管異犁襤夏笈存线遠经柽能药瓶频 SMP不具有高可扩展能力,因为它使用竞争总线和集中式共享存储 器。同时,单操作系统映像(SSI)及共享存储器是两个潜在的单 失效点,会降低SMP的可用性。 NUMA体系结构:NUMA( Non-Uniform Memory Access,非通用 内存访问)体系结构也称为分布式内存结构,每个处理器访问内存 的时间是可变 处理器与处理器之间通过以太网或专用网络连接 运行多个操作系统拷贝,丙存和o都是分布式资源。这种体系 、枃的优点是比较侽寔ω扩展性能奷,但缺卓是难于鶯理和资源使用 效率低。分布式存储器结构和高带宽交叉开关网络解决了SMP系统 绕能狂存毁活考厘题x:续J计髮 中 序设计的复杂度; 系
4.1.1 网络服务器的分类（4） ◼ 按系统体系结构划分 ◼ UMA体系结构：UMA（Uniform Memory Access，通用内存访问）， 即SMP（Symmetry Multi-Processor，对称多处理器）体系结构采 用共享内存，所有CPU访问内存的时间是一致的，处理器与处理器 之间通过总线或高速交叉开关相连，运行一个操作系统。这种结构 的优点是易于管理和资源的有效利用，但缺点是比较昂贵和扩展性 差。在SMP中，共享存储器以及存储器总线是系统性能的瓶颈。 SMP不具有高可扩展能力，因为它使用竞争总线和集中式共享存储 器。同时，单操作系统映像（SSI）及共享存储器是两个潜在的单 失效点，会降低SMP的可用性。 ◼ NUMA体系结构：NUMA（Non-Uniform Memory Access，非通用 内存访问）体系结构也称为分布式内存结构，每个处理器访问内存 的时间是可变的，处理器与处理器之间通过以太网或专用网络连接， 运行多个操作系统拷贝，内存和IIO都是分布式资源。这种体系结 构的优点是比较便宜、扩展性能好，但缺点是难于管理和资源使用 效率低。分布式存储器结构和高带宽交叉开关网络解决了SMP系统 中通常存在的许多瓶颈问题，减轻了并行计算机程序设计的复杂度； 系统能进行灵活的多处理，从而实现较高的工作效率
4.1.2影响服务器性能和稳定 的因素 影响服务器性能和稳定的因素主要有: 中央处理器(CPU 系统内存 ■硬盘和硬盘控制器 随机存取存储器(RAM) 系统总线等
4.1.2 影响服务器性能和稳定 的因素 ◼ 影响服务器性能和稳定的因素主要有： ◼ 中央处理器（CPU） ◼ 系统内存 ◼ 硬盘和硬盘控制器 ◼ 随机存取存储器（RAM） ◼ 系统总线等
4.1.2影响服务器性能和稳定 的因素(续1) 中央处理器(CPU) CPU的数据总线宽度。数据总线的宽度决定CPU在一个处理周 期内能存取的信息量,总线越宽,性能越好。 CPU的时钟速度。 高速缓冲存储器( Cache)。高速缓冲存储器容量越大,CP∪ 传递信息的效率越高。、多数CPU都有某种形式的 Cache,内嵌 在CPU中的 Cache常称之为第1级高速缓存 L1 Cache);另 有一些放在CPU之外的 Cache,称作L2 Cache或L3 Cache。在 设计 Cache时使用了两种新技术:一种是总线监听规程,它使 CPU在查到自己的 Cache故障后可以访问保存在另一个CPU Cache中的数据;另一种是管道技术,在数据从主存取出时 可以避免CPU不必要的等待。按个作原理通常将Cahe分为四 种: 通过 Cache完成写操作。 回写式 Cache。 直接映射式 Cache 双向相连 Cache
4.1.2 影响服务器性能和稳定 的因素（续1） ◼ 中央处理器（CPU） ◼ CPU的数据总线宽度。数据总线的宽度决定CPU在一个处理周 期内能存取的信息量，总线越宽，性能越好。 ◼ CPU的时钟速度。 ◼ 高速缓冲存储器（Cache）。高速缓冲存储器容量越大，CPU 传递信息的效率越高。多数CPU都有某种形式的Cache，内嵌 在CPU中的Cache常称之为第1级高速缓存（L1 Cache）；另 有一些放在CPU之外的Cache，称作L2 Cache 或L3 Cache。在 设计Cache时使用了两种新技术：一种是总线监听规程，它使 CPU在查到自己的Cache故障后可以访问保存在另一个CPU Cache中的数据；另一种是管道技术，在数据从主存取出时， 可以避免CPU不必要的等待。按工作原理通常将Cache分为四 种： ◼ 通过Cache完成写操作。 ◼ 回写式Cache。 ◼ 直接映射式Cache。 ◼ 双向相连Cache
4.1.2影响服务器性能和稳定 的因素(续2) 系统内存 由于CPU速度的不断提高,对于高性能系统的需求也不断增加。采用先 进的内存技术如同步模式( SDRAM)、DDR技术,及采用较大的内存容 量可以提高整个服务器的性能 硬盘和硬盘控制器 硬盘是文件服务器中最容易出故障的部分。服务器的硬盘配置对服务器 的总体效率和可靠性具有关键性的影响。选择硬盘主要从硬盘的容 性能、价格以及硬盘的接口等几个方面考虑。如果考虑冗错,硬盘的个 数还要增加。 硬盘的性能主要由以下因素决定: 转速率:服务器硬盘中的磁盘的旋转速率至少是每分钟7200转,一般为每 钟10000转或10000转以上; 平均寻道时间 平均存取时间 数据传输率:数据传输率主要由硬盘驱动器与系统的接口决定,依赖于系统 总线、硬盘控制器的支持和所用的数据传输模式。服务器的硬盘控制器一般 选用速度很快的sCsI(小型计算机系统接口)控制器,传输速率在10Mbit/s 以
4.1.2 影响服务器性能和稳定 的因素（续2） ◼ 系统内存 ◼ 由于CPU速度的不断提高，对于高性能系统的需求也不断增加。采用先 进的内存技术如同步模式（SDRAM）、DDR技术，及采用较大的内存容 量可以提高整个服务器的性能。 ◼ 硬盘和硬盘控制器 ◼ 硬盘是文件服务器中最容易出故障的部分。服务器的硬盘配置对服务器 的总体效率和可靠性具有关键性的影响。选择硬盘主要从硬盘的容量、 性能、价格以及硬盘的接口等几个方面考虑。如果考虑冗错，硬盘的个 数还要增加。 ◼ 硬盘的性能主要由以下因素决定： ◼ 旋转速率：服务器硬盘中的磁盘的旋转速率至少是每分钟7200转，一般为每 分钟10000转或10000转以上； ◼ 平均寻道时间； ◼ 平均存取时间； ◼ 数据传输率：数据传输率主要由硬盘驱动器与系统的接口决定，依赖于系统 总线、硬盘控制器的支持和所用的数据传输模式。服务器的硬盘控制器一般 选用速度很快的SCSI（小型计算机系统接口）控制器，传输速率在10Mbit/s 以上