什么是服務器
服務器是一種高性能計算機，作為網絡的節點，存儲、處理網絡上80％的數據、信息，因此也被稱為網絡的靈魂。做一個形象的比喻：服務器就像是郵局的交換機，而微機、筆記本、PDA、手機等固定或移動的網絡終端，就如散落在家庭、各種辦公場所、公共場所等處的電話機。我們與外界日常的生活、工作中的電話交流、溝通，必須經過交換機，才能到達目標電話；同樣如此，網絡終端設備如家庭、企業中的微機上網，獲取資訊，與外界溝通、娛樂等，也必須經過服務器，因此也可以說是服務器在“組織”和“領導”這些設備。
服務器的構成與微機基本相似，有處理器、硬盤、內存、系統總線等，它們是針對具體的網絡應用特別制定的，因而服務器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。尤其是隨著信息技術的進步，網絡的作用越來越明顯，對自己信息系統的數據處理能力、安全性等的要求也越來越高，如果您在進行電子商務的過程中被黑客竊走密碼、損失關鍵商業數據；如果您在自動取款機上不能正常的存取，您應該考慮在這些設備系統的幕后指揮者————服務器，而不是埋怨工作人員的素質和其他客觀條件的限制。
服務器技術之EMP技術
目前服務器的技術熱點主要有:IRISC與CISC技術、處理器技術、多處理器技術（AMP技術、SMP技術、MPP技術、COMA技術、集群技術和NUMA技術）、SCSI接口技術、智能I/O技術、容錯技術、磁盤陣列技術、熱插拔技術、雙機熱備份。
服務器在網絡中承擔傳輸和處理大量數據的任務，要具備高可伸縮性、高可靠性、高可用性和高可管理性。IA－64體系將帶動服務器技術特性的提高，如高性能CPU、多處理器技術、總線和內存技術、容錯技術、群集技術、硬件管理接口、均衡服務器平臺技術等。
EMP（Emergency Management Port）技術
EMP（Emergency Management Port）技術也是一種遠程管理技術，利用EMP技術可以在客戶端通過電話線或電纜直接連接到服務器，來對服務器實施異地操作，如關閉操作系統、啟動電源、關閉電源、捕捉服務器屏幕、配置服務器BIOS等操作，是一種很好的實現快速服務和節省維護費用的技術手段。 應用ISC和EMP兩種技術可以實現對服務器進行遠程監控管理。
服務器技術之RAID冗余磁盤陣列技術
目前服務器的技術熱點主要有:IRISC與CISC技術、處理器技術、多處理器技術（AMP技術、SMP技術、MPP技術、COMA技術、集群技術和NUMA技術）、SCSI接口技術、智能I/O技術、容錯技術、磁盤陣列技術、熱插拔技術、雙機熱備份。
服務器在網絡中承擔傳輸和處理大量數據的任務，要具備高可伸縮性、高可靠性、高可用性和高可管理性。IA－64體系將帶動服務器技術特性的提高，如高性能CPU、多處理器技術、總線和內存技術、容錯技術、群集技術、硬件管理接口、均衡服務器平臺技術等。
RAID(Redundant Array of Independent Disks)冗余磁盤陣列技術
RAID技術是一種工業標準，各廠商對RAID級別的定義也不盡相同。目前對RAID級別的定義可以獲得業界廣泛認同的有4種，RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1和RAID 5。
RAID 0是無數據冗余的存儲空間條帶化，具有成本低、讀寫性能極高、存儲空間利用率高等特點，適用于Video/Audio信號存儲、臨時文件的轉儲等對速度要求極其嚴格的特殊應用。但由于沒有數據冗余，其安全性大大降低，構成陣列的任何一塊硬盤的損壞都將帶來災難性的數據損失。所以，若在RAID 0中配置4塊以上的硬盤，對于一般應用來說是不明智的。
RAID 1是兩塊硬盤數據完全鏡像，安全性好，技術簡單，管理方便，讀寫性能均好。但它無法擴展（單塊硬盤容量），數據空間浪費大，嚴格意義上說，不應稱之為"陣列"。
RAID 0＋1綜合了RAID 0和RAID 1的特點，獨立磁盤配置成RAID 0，兩套完整的RAID 0互相鏡像。它的讀寫性能出色，安全性高，但構建陣列的成本投入大，數據空間利用率低，不能稱之為經濟高效的方案。
負載均衡技術概覽
當前，無論在企業網、園區網還是在廣域網如Internet上，業務量的發展都超出了過去最樂觀的估計，上網熱潮風起云涌，新的應用層出不窮，即使按照當時最優配置建設的網絡，也很快會感到吃不消。尤其是各個網絡的核心部分，其數據流量和計算強度之大，使得單一設備根本無法承擔，而如何在完成同樣功能的多個網絡設備之間實現合理的業務量分配，使之不致于出現一臺設備過忙、而別的設備卻未充分發揮處理能力的情況，就成了一個問題，負載均衡機制也因此應運而生。
負載均衡建立在現有網絡結構之上，它提供了一種廉價有效的方法擴展服務器帶寬和增加吞吐量，加強網絡數據處理能力，提高網絡的靈活性和可用性。它主要完成以下任務：解決網絡擁塞問題，服務就近提供，實現地理位置無關性 ；為用戶提供更好的訪問質量；提高服務器響應速度；提高服務器及其他資源的利用效率；避免了網絡關鍵部位出現單點失效。
對一個網絡的負載均衡應用，可以從網絡的不同層次入手，具體情況要看對網絡瓶頸所在之處的具體分析，大體上不外乎從傳輸鏈路聚合、采用更高層網絡交換技術和設置服務器集群策略三個角度實現。
■傳輸鏈路聚合
為了支持與日俱增的高帶寬應用，越來越多的PC機使用更加快速的鏈路連入網絡。而網絡中的業務量分布是不平衡的，核心高、邊緣低，關鍵部門高、一般部門低。伴隨計算機處理能力的大幅度提高，人們對多工作組局域網的處理能力有了更高的要求。當企業內部對高帶寬應用需求不斷增大時（例如Web訪問、文檔傳輸及內部網連接），局域網核心部位的數據接口將產生瓶頸問題，瓶頸延長了客戶應用請求的響應時間。并且局域網具有分散特性，網絡本身并沒有針對服務器的保護措施，一個無意的動作（像一腳踢掉網線的插頭）就會讓服務器與網絡斷開。
通常，解決瓶頸問題采用的對策是提高服務器鏈路的容量，使其超出目前的需求。例如可以由快速以太網升級到千兆以太網。對于大型企業來說，采用升級技術是一種長遠的、有前景的解決方案。然而對于許多企業，當需求還沒有大到非得花費大量的金錢和時間進行升級時，使用升級技術就顯得大材小用了。在這種情況下，鏈路聚合技術為消除傳輸鏈路上的瓶頸與不安全因素提供了成本低廉的解決方案，
鏈路聚合技術，將多個線路的傳輸容量融合成一個單一的邏輯連接。當原有的線路滿足不了需求，而單一線路的升級又太昂貴或難以實現時，就要采用多線路的解決方案了。目前有4種鏈路聚合技術可以將多條線路“捆綁”起來。同步IMUX系統工作在T1/E1的比特層，利用多個同步的DS1信道傳輸數據，來實現負載均衡。IMA是另外一種多線路的反向多路復用技術，工作在信元級，能夠運行在使用ATM路由器的平臺上。用路由器來實現多線路是一種流行的鏈路聚合技術，路由器可以根據已知的目的地址的緩沖（cache）大小，將分組分配給各個平行的鏈路，也可以采用循環分配的方法來向線路分發分組。多重鏈路PPP，又稱MP或MLP，是應用于使用PPP封裝數據鏈路的路由器負載平衡技術。MP可以將大的PPP數據包分解成小的數據段，再將其分發給平行的多個線路，還可以根據當前的鏈路利用率來動態地分配撥號線路。這樣做盡管速度很慢，因為數據包分段和附加的緩沖都增加時延，但可以在低速的線路上運行得很好。
鏈路聚合系統增加了網絡的復雜性，但也提高了網絡的可靠性，使人們可以在服務器等關鍵LAN段的線路上采用冗余路由。對于IP系統，可以考慮采用VRRP（虛擬路由冗余協議）。VRRP可以生成一個虛擬缺省的網關地址，當主路由器無法接通時，備用路由器就會采用這個地址，使LAN通信得以繼續。總之，當主要線路的性能必需提高而單條線路的升級又不可行時，可以采用鏈路聚合技術。
更高層交換
大型的網絡一般都是由大量專用技術設備組成的，如包括防火墻、路由器、第2層/3層交換機、負載均衡設備、緩沖服務器和Web服務器等。如何將這些技術設備有機地組合在一起，是一個直接影響到網絡性能的關鍵性問題。現在許多交換機提供第四層交換功能，可以將一個外部IP地址映射為多個內部IP地址，對每次TCP連接請求動態使用其中一個內部地址，達到負載均衡的目的。有的協議內部支持與負載均衡相關的功能，例如HTTP協議中的重定向能力。
Web內容交換技術，即URL交換或七層交換技術，提供了一種對訪問流量的高層控制方式。Web內容交換技術檢查所有的HTTP報頭，根據報頭內的信息來執行負載均衡的決策，并可以根據這些信息來確定如何為個人主頁和圖像數據等內容提供服務。它不是根據TCP端口號來進行控制的，所以不會造成訪問流量的滯留。如果Web服務器已經為圖像服務、SSL對話、數據庫事務服務之類的特殊功能進行了優化，那么，采用這個層次的流量控制將可以提高網絡的性能。目前，采用第七層交換技術的產品與方案，有黎明網絡的iSwitch、交換機，Cisco的CDN（內容交換網絡系統）等。
服務器群集解決方案
在某些情況下，例如，某網站內部職員和外部客戶同時使用網站，而公司要將內部職員的服務請求連接到一個較慢的服務器來為外部客戶提供更多的資源，這時就可以使用Web內容交換技術。Web主機訪問控制設備也可以使用這種技術來降低硬件成本，因為它可以輕易地將訪問多個主機的用戶流量轉移給同一個Web服務器。如果用戶訪問量增加到一定程度，這些流量還可以被轉移到專用的Web服務器設備，雖然這種專用設備的成本較高，但是由于使用的是相同的Web內容交換技術來控制流量，所以網絡的結構框架就不用再進行改變了。
但是，使用Web內容交換技術的負載均衡設備所能支持的標準和規則的數目有限，其采用的標準和規則的靈活性也有限。另外，負載均衡設備所能監測到HTTP報頭的深度也是限制內容交換能力的一個因素。如果所要找的信息在負載均衡設備所不能監測的字段內，那內容交換的作用就無法發揮。而且，內容交換還受到能夠同時開啟的TCP連接數量以及TCP連接的建立和斷開比率的限制。另外，Web內容交換技術還會占用大量的系統資源（包括內存占用和處理器占用）。對Web內容交換技術進行的測試表明，操縱Web內容的吞吐量是很費力的，有時只能得到很小的性能改進。所以，網絡管理員必須認真考慮投入與回報的問題。
■帶均衡策略的服務器群集
如今，服務器必須具備提供大量并發訪問服務的能力，其處理能力和I/O能力已經成為提供服務的瓶頸。如果客戶的增多導致通信量超出了服務器能承受的范圍，那么其結果必然是――宕機。顯然，單臺服務器有限的性能不可能解決這個問題，一臺普通服務器的處理能力只能達到每秒幾萬個到幾十萬個請求，無法在一秒鐘內處理上百萬個甚至更多的請求。但若能將10臺這樣的服務器組成一個系統，并通過軟件技術將所有請求平均分配給所有服務器，那么這個系統就完全擁有每秒鐘處理幾百萬個甚至更多請求的能力。這就是利用服務器群集實現負載均衡的最初基本設計思想。
早期的服務器群集通常以光纖鏡像卡進行主從方式備份。令服務運營商頭疼的是關鍵性服務器或應用較多、數據流量較大的服務器一般檔次不會太低，而服務運營商花了兩臺服務器的錢卻常常只得到一臺服務器的性能。新的解決方案見圖，通過LSANT（Load Sharing Network Address Transfer）將多臺服務器網卡的不同IP地址翻譯成一個VIP(Virtual IP)地址，使得每臺服務器均時時處于工作狀態。原來需要用小型機來完成的工作改由多臺PC服務器完成，這種彈性解決方案對投資保護的作用是相當明顯的――既避免了小型機剛性升級所帶來的巨大設備投資，又避免了人員培訓的重復投資。同時，服務運營商可以依據業務的需要隨時調整服務器的數量。
網絡負載均衡提高了諸如Web服務器、FTP服務器和其他關鍵任務服務器上的因特網服務器程序的可用性和可伸縮性。單一計算機可以提供有限級別的服務器可靠性和可伸縮性。但是，通過將兩個或兩個以上高級服務器的主機連成群集，網絡負載均衡就能夠提供關鍵任務服務器所需的可靠性和性能。
為了建立一個高負載的Web站點，必須使用多服務器的分布式結構。上面提到的使用代理服務器和Web服務器相結合，或者兩臺Web服務器相互協作的方式也屬于多服務器的結構，但在這些多服務器的結構中，每臺服務器所起到的作用是不同的，屬于非對稱的體系結構。非對稱的服務器結構中每個服務器起到的作用是不同的，例如一臺服務器用于提供靜態網頁，而另一臺用于提供動態網頁等等。這樣就使得網頁設計時就需要考慮不同服務器之間的關系，一旦要改變服務器之間的關系，就會使得某些網頁出現連接錯誤，不利于維護，可擴展性也較差。
能進行負載均衡的網絡設計結構為對稱結構，在對稱結構中每臺服務器都具備等價的地位，都可以單獨對外提供服務而無須其他服務器的輔助。然后，可以通過某種技術，將外部發送來的請求均勻分配到對稱結構中的每臺服務器上，接收到連接請求的服務器都獨立回應客戶的請求。在這種結構中，由于建立內容完全一致的Web服務器并不困難，因此負載均衡技術就成為建立一個高負載Web站點的關鍵性技術。
總之，負載均衡是一種策略，它能讓多臺服務器或多條鏈路共同承擔一些繁重的計算或I/O任務，從而以較低成本消除網絡瓶頸，提高網絡的靈活性和可靠性。
高端服務器技術
服務器性能指標以系統響應速度和作業吞吐量為代表。響應速度是指用戶從輸入信息到服務器完成任務給出響應的時間。作業吞吐量是整個服務器在單位時間內完成的任務量。假定用戶不間斷地輸入請求，則在系統資源充裕的情況下，單個用戶的吞吐量與響應時間成反比，即響應時間越短，吞吐量越大。為了縮短某一用戶或服務的響應時間，可以分配給它更多的資源。性能調整就是根據應用要求和服務器具體運行環境和狀態，改變各個用戶和服務程序所分配的系統資源，充分發揮系統能力，用盡量少的資源滿足用戶要求，達到為更多用戶服務的目的。
技術目標
服務器所要求的高擴展性、高可用性、易管理性、高可靠性不僅是廠商追求的技術目標，也是用戶所需求的。
可擴展性具體表現在兩個方面：一是留有富余的機箱可用空間，二是充裕的I/O帶寬。隨著處理器運算速度的提高和并行處理器數量的增加，服務器性能的瓶頸將會歸結為PCI及其附屬設備。高擴展性意義在于用戶可以根據需要隨時增加有關部件，在滿足系統運行要求同時，又保護投資。
可用性是以設備處于正常運行狀態的時間比例作為衡量指標，例如99.9％的可用性表示每年有8小時的時間設備不能正常運行，99.999％的可用性表示每年有5分鐘的時間設備不能正常運行。部件冗余是提高可用性的基本方法，通常是對發生故障給系統造成危害最大的那些部件（例如電源、硬盤、風扇和PCI卡）添加冗余配置，并設計方便的更換結構（如熱插拔），從而保證這些設備即使發生故障也不會影響系統的正常運行。
可管理性旨在利用特定的技術和產品來提高系統的可靠性，降低系統的購買、使用、部署和支持費用。最顯著的作用體現在減少維護人員的工時占用和避免系統停機帶來的損失。服務器的管理性能直接影響服務器的易用性。可管理性是TCO各種費用之中所占比例最大的一項。有研究表明，系統的部署和支持費用遠遠超過了初次購買所花的費用，而付給管理和支持人員的報酬又是其中所占份額最高的。另外，工作效率的降低、商業機會的喪失和營業收入的下滑所帶來的財務損失也不可忽視。因此，系統的可管理性既是IT部門的迫切要求，又對企業經營效益起著非常關鍵的作用。可管理性產品和工具可通過提供系統內部的有關信息而達到簡化系統管理的目的。通過網絡實現遠程管理，技術支持人員在自己的桌面上即可解決問題，不必親赴故障現場。系統部件可自動監視自己的工作狀態，如果發現故障隱患可隨時發出警告，提醒維護人員立即采取措施保護企業數據資產，故障部件更換的操作也非常簡單方便。
說到可靠性，簡單來說就是要求服務器必須穩定運行，也就是宕機率低。其中的關鍵在于操作系統與硬件設備的協作，如果待處理的資源控制在CPU和操作系統上，而不是應用上，就會避免由于某項任務處理出錯而導致系統無法運行，服務器宕機率將大大降低，而這也恰恰是Unix/Linux系統的優勢之一。導致日常維護工作的中斷有：主機升級、硬件維護或安裝、操作系統升級、應用/文件升級或維護、文件重組、全系統備份等原因。意外的災難包括硬盤損壞、系統故障、軟件故障、用戶錯誤、電源掉電、人為破壞和自然災害等因素。
SMP
SMP（Symmetrical Multi-Processor）就是對稱式多處理器。在對稱式結構中，機器里每一位處理器的地位都是一樣的，它們連接在一起，共享一個存儲器。存儲器里有一個操作系統，每個計算機都能運行這個操作系統，都能響應外部設備的要求，即每個存儲器的地位是平等的、對稱的。在國內市場上這類機型的處理器一般以4個或8個為主，有少數是16個處理器。但是一般來講，SMP結構的機器可擴展性較差，很難做到100個以上多處理器，常規的一般是8個到16個，不過這對于多數的用戶來說已經夠用了。這種機器的好處在于它的使用方式和微機或工作站的區別不大，編程的變化相對來說比較小，原來用微機工作站編寫的程序如果要移植到SMP機器上使用，改動起來也相對比較容易。SMP結構的機型可用性比較差。因為4個或8個處理器共享一個操作系統和一個存儲器，一旦操作系統出現了問題，整個機器就完全癱瘓掉了。而且由于這個機器的可擴展性較差，不容易保護用戶的投資。但是這類機型技術比較成熟，相應的軟件也比較多，因此現在國內市場上推出的并行機大量都是這一種。
集群技術
通俗地說，集群是這樣一種技術：它至少將兩個系統連接到一起，使兩臺服務器能夠像一臺機器那樣工作或者看起來好像一臺機器。采用集群系統通常是為了提高系統的穩定性和網絡中心的數據處理能力及服務能力。自80年代初以來，各種形式的集群技術紛紛涌現。因為集群能夠提供高可用性和可伸縮性，所以，它迅速成為企業和ISP計算的支柱。
常見集群技術
1.服務器鏡像技術
服務器鏡像技術是將建立在同一個局域網之上的兩臺服務器通過軟件或其他特殊的網絡設備（比如鏡像卡）將兩臺服務器的硬盤做鏡像。其中，一臺服務器被指定為主服務器，另一臺為從服務器。客戶只能對主服務器上的鏡像的卷進行讀寫，即只有主服務器通過網絡向用戶提供服務，從服務器上相應的卷被鎖定以防對數據的存取。主/從服務器分別通過心跳監測線路互相監測對方的運行狀態，當主服務器因故障宕機時，從服務器將在很短的時間內接管主服務器的應用。
