服务器基础和硬件架构

1、服务器基础

1) 服务器的逻辑架构：

2) 服务器硬件：

主要包括：处理器、内存、芯片组、I/O设备（RAID卡、网卡、HBA卡、HCA卡）、
I/O总线（PCle标准）、硬盘、机箱（电源、风扇）、管理组件（BMC）

3) 服务器的固件和OS：

服务器的固件主要包括BIOS或UEFI、BMC、CMOS，OS包括32位和64位

a) BIOS（Basic input/ Output System）

基本输入输出系统，是服务器启动后最先运行的软件。它包括基本输入输出控制程序、上电自检程序、系统启动自举程序、系统设置信息。
BIOS是服务器硬件和OS之间的抽象层，用来设置硬件，为OS运行做准备。BIOS设置程序是储存在BIOS芯片中的。BIOS的进化版本是UEFI（Unified Extensible FirmwareInterface），即统一的可扩展固定接口。这种接口用于操作系统自动从预启动的操作环境，加载到一种操作系统上，从而使开机程序化繁为简，节省时间。

b) BMC（Baseboard Management Controller）

基板管理控制器，主要是对服务器进行监控和管理。BMC可以在服务器未开机的状态下，对机器进行固件升级、查看机器设备等。

c) CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor）

是电脑主机板上一块特殊的RAM芯片，是系统参数存放的地方。CMOS存储器用来存储BIOS设定后的相关参数。

d) OS（Operating system）

即操作系统，对服务器软硬件及数据资源进行管理调度。OS主要分为32位和64位，OS的位数版本决定了计算机处理器在RAM（随机存取储存器）处理信息的效率，64位版本比32位的可以处理更多的内存和应用程序。

4) 服务器的分类

5) 衡量服务器的主要指标

指标	体现
超高性能	计算性能、传输性能
高可用性	架构设计、系统软件、选料与测试
可服务性	运维管理、自动化、热更换
可扩展性	性能扩展、容量扩展、功能扩展
高可用性	检验/纠错、冗余/隔离

2、服务器硬件架构

1) CPU的架构组成

a) Intel Skylake CPU

2或3个UPI总线、6个内存通道DDR4、48个Lanes PCIe通道。

英特尔至强处理器编号系统是产品系列、产品系列和版本的字母数字表示。
在适用的情况下，处理器名称末尾会出现一个字母后缀，表示处理器行。
版本号将不会在第一代处理器中使用。

2) 服务器内的存储构成

a) 金字塔层次机构

• 寄存器(Register)：寄存器与其说是存储器，其实更像是 CPU 本身的一部分，只能存放极其有限的信息，但是速度非常快，和 CPU 同步。
• 高速缓存(CPU Cache)：使用 SRAM（Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器）的芯片。
• 内存(DRAM)：使用 DRAM（Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器）的芯片，比起 SRAM 来说，它的密度更高，有更大的容量，而且它也比 SRAM 芯片便宜不少。
• 硬盘：如 SSD(Solid-state drive 或 Solid-state disk，固态硬盘)、HDD(Hard Disk Drive，硬盘)。

高速缓存的 SRAM 的电路简单，所以访问速度非常快，但能够存储的数据有限。在 CPU 里，通常会有 L1、L2、L3 这样三层高速缓存。
每个 CPU 核心都有一块属于自己的 L1 高速缓存，通常分成指令缓存和数据缓存，分开存放 CPU 使用的指令和数据。

• L1 Cache：往往就嵌在 CPU 核心的内部。
• L2 Cache：同样是每个 CPU 核心都有的，不过它往往不在 CPU 核心的内部。所以，L2 Cache 的访问速度会比 L1 稍微慢一些。
• L3 Cache，则通常是多个 CPU 核心共用的，尺寸会更大一些，访问速度自然也就更慢一些。

3) 服务器内存的分类

以DDR4为例做分析

名称	特点
UDIMM	无寄存器内存，性能最好。但是由于没有寄存器作为数据缓冲，不支持更大容量的内存条
RDIMM	寄存器内存，比较通用。支持更大容量，单条可以做到64G容量
LRDIMM	负载降低型内存，可以制作更大容量的内存。最大可以做到256G
DCPMM	持久内存。可以做内存或磁盘