Introduktion til serverens overordnede arkitektur

En server er sammensat af flere undersystemer, der hver spiller en afgørende rolle i at bestemme serverens ydeevne. Nogle undersystemer er mere kritiske for ydeevnen afhængigt af den applikation serveren bruges til.

Disse serverundersystemer inkluderer:

1. Processor og cache
Processoren er hjertet af serveren, ansvarlig for at håndtere næsten alle transaktioner. Det er et meget betydningsfuldt undersystem, og der er en almindelig misforståelse, at hurtigere processorer altid er bedre til at eliminere ydeevneflaskehalse.

Blandt de vigtigste komponenter, der er installeret i servere, er processorer ofte mere kraftfulde end andre undersystemer. Imidlertid kan kun få specialiserede applikationer fuldt ud udnytte fordelene ved moderne processorer som P4 eller 64-bit processorer.

For eksempel er klassiske servereksempler som filservere ikke stærkt afhængige af processorens arbejdsbyrde, da det meste af filtrafikken bruger Direct Memory Access (DMA) teknologi til at omgå processoren, afhængigt af netværket, hukommelsen og harddiskens undersystemer til gennemstrømning.

I dag tilbyder Intel en række forskellige processorer tilpasset til X-seriens servere. At forstå forskellene og fordelene mellem forskellige processorer er afgørende.

Cache, som strengt taget betragtes som en del af hukommelsesundersystemet, er fysisk integreret med processoren. CPU'en og cachen arbejder tæt sammen, og cachen kører med cirka halvdelen af ​​processorens hastighed eller tilsvarende.

2. PCI Bus
PCI-bussen er pipeline for input og output data på servere. Alle X-seriens servere bruger PCI-bussen (inklusive PCI-X og PCI-E) til at forbinde vigtige adaptere såsom SCSI og harddiske. Avancerede servere har typisk flere PCI-busser og flere PCI-slots sammenlignet med tidligere modeller.

Avancerede PCI-busser inkluderer teknologier som PCI-X 2.0 og PCI-E, som giver højere datagennemstrømning og tilslutningsmuligheder. PCI-chippen forbinder CPU'en og cachen til PCI-bussen. Dette sæt komponenter styrer forbindelsen mellem PCI-bussen, processoren og hukommelsesundersystemerne for at maksimere den samlede systemydelse.

3. Hukommelse
Hukommelse spiller en afgørende rolle i serverens ydeevne. Hvis en server ikke har nok hukommelse, forringes dens ydeevne, da operativsystemet skal gemme yderligere data i hukommelsen, men pladsen er utilstrækkelig, hvilket fører til datastagnation på harddisken.

En bemærkelsesværdig funktion i arkitekturen for en X-serie-server til virksomheder er hukommelsesspejling, som forbedrer redundans og fejltolerance. Denne IBM-hukommelsesteknologi svarer nogenlunde til RAID-1 til harddiske, hvor hukommelsen er opdelt i spejlede grupper. Spejlingsfunktionen er hardwarebaseret og kræver ingen yderligere support fra operativsystemet.

4. Harddisk
Fra en administrators perspektiv er harddiskens undersystem nøgledeterminanten for serverens ydeevne. I det hierarkiske arrangement af online-lagerenheder (cache, hukommelse, harddisk) er harddisken den langsomste, men den har den største kapacitet. For mange serverapplikationer er næsten alle data gemt på harddisken, hvilket gør et hurtigt harddiskundersystem kritisk.

RAID bruges almindeligvis til at øge lagerpladsen på servere. RAID-arrays påvirker imidlertid serverens ydeevne betydeligt. Valget af forskellige RAID-niveauer til at definere forskellige logiske diske påvirker ydeevnen, og lagerpladsen og paritetsoplysningerne er forskellige. IBMs ServeRAID-array-kort og IBM Fibre Channel-kort giver muligheder for at implementere forskellige RAID-niveauer, hver med sin unikke konfiguration.

En anden kritisk faktor i ydeevnen er antallet af harddiske i det konfigurerede array: Jo flere diske, jo bedre gennemløb. At forstå, hvordan RAID håndterer I/O-anmodninger, spiller en afgørende rolle i optimering af ydeevnen.

Nye serielle teknologier, såsom SATA og SAS, bliver nu brugt til at forbedre ydeevne og pålidelighed.

5. Netværk
Netværksadapteren er den grænseflade, hvorigennem serveren kommunikerer med omverdenen. Hvis data kan opnå overlegen ydeevne gennem denne grænseflade, kan et kraftfuldt netværksundersystem påvirke serverens overordnede ydeevne betydeligt.

Netværksdesign er lige så vigtigt som serverdesign. Switche, der allokerer forskellige netværkssegmenter eller anvendelsen af ​​teknologier som ATM, er værd at overveje.

Gigabit netværkskort bruges nu i vid udstrækning i servere for at give den nødvendige høje gennemstrømning. Nyere teknologier som TCP Offload Engine (TOE) til at opnå 10G-hastigheder er dog også i horisonten.

6. Grafikkort
Visningsundersystemet i servere er relativt ligegyldigt, da det kun bruges, når administratorer skal kontrollere serveren. Klienter bruger aldrig grafikkortet, så serverydelsen understreger sjældent dette undersystem.

7. Operativsystem
Vi betragter operativsystemet som en potentiel flaskehals, ligesom de andre harddiskundersystemer. I operativsystemer som Windows, Linux, ESX Server og NetWare er der indstillinger, der kan ændres for at forbedre serverens ydeevne.

De præstationsbestemmende undersystemer afhænger af serverens applikation. Identifikation og eliminering af flaskehalse kan opnås ved at indsamle og analysere præstationsdata. Denne opgave kan dog ikke udføres på én gang, da flaskehalse kan variere med ændringer i serverens arbejdsbelastninger, eventuelt på daglig eller ugentlig basis.


Indlægstid: 20-jul-2023