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如何为服务器升级?(转)

原创 Linux操作系统 作者:rain0903 时间:2019-01-09 07:03:09 0 删除 编辑
一、 服务器技术的发展历史

  按照技术对国民经济和社会发展的影响,可分为四个阶段,即专家使用期,早期流行期,公众认识期,和广泛使用期,计算机系统也
不例外。在专家使用期,时间跨度从二十世纪四十年代电子计算机诞生之初到八十年代初,计算机应用模式是"大型机-终端",所有的工作都由大型计算机完成,终端只是可视化的输入输出界面。从八十年代初PC出现后,计算机技术进入了早期流行期,这时才有了"服务器"这一概念,应用模式变成"客户机-服务器",客户机承担了除显示、输入输出以外的其它重要计算任务,同时应用在后端的功能也可分散到多个"服务"计算机上完成,这时的服务器以Unix小型机为主。随着九十年代中期Internet的应用,公众认识期来临,计算机技术走入家庭和日常生活,以及企业的各个方面,服务器则出现PC服务器的蓬勃发展,和工业标准服务器的概念;由于机群体系结构的发展,高性能计算机也进入普及阶段。这时,在技术上追求性能已经不是最重要的目标,可靠性,可扩展能力,管理能力,可用性,降低成本,提高总拥有性能,成为服务器技术的目标。从体系结构,部件技术,到应用模式都相当成熟,形成工业标准,服务器得以广泛应用。现在正处于进入广泛使用期的前夜,计算机必将成为象电力、汽车、电信这样的大众化资源,进入以应用为主要驱动力的时代,计算机半身的技术将隐藏在产品中,用户不再关心,计算机成为按需服务的一种资源。

  预测一下现有的服务器体系结构的走向。在商业计算领域(commercial computing),IBM的大型主机会维持它在银行交易结算为代表的特定领域的市场,但不会有大的发展;SMP系统是主流,以SMP系统为节点构成的机群系统将不断进入企业,甚至是银行、证券这些最保守的领域。在技术计算领域(technique computing),MPP、VPP系统在最追求性能的应用领域会有一席之地,在构造最大系统(如美国ASCI系统、日本Earth Simulator),在最追求应用饱和性能的用户,在资金充足的政府机构那里依然受到追捧;大型的CC-NUMA系统将逐渐走向专用行业。但NUMA技术不会衰落,在IBM P690的板与板的互连中,AMP Opteron的CPU之间的互连中,都采用NUMA方式,只是规模小而已。SMP系统由于应用的继承性和好用性,机群系统由于无可比拟的性能价格比将占据主流位置。

  二、 目前主流服务器技术、产品及市场发展

  从服务器技术上看,用户关注的技术主要分成体系结构(architecture),部件(component),系统(system),应用(application)四个层面。体系结构不会有较大变化,在学术研究中,网格计算机将是一大变数。在部件技术上,CPU上要关注的主要技术是64位计算,多核技术,多线程技术,CUP芯片间互连技术;内存,I/O总线,外围设备不会有较大变化,InfiniBand I/O从体系结构上较先进,成为存储主流技术的时间还较长,目前逐渐变成一种系统间互连技术。在系统技术上,是创新最活跃的领域,包括SOC应用于服务器,模块化SMP构造技术,内存Switch技术,Switch上对NUMA的支持,高密度主板设计,系统部件自愈技术,系统部件热插拔技术,非性能要素,网络化部件,工业标准高性能计算机等。在应用技术上,操作系统,数据库等基础软件如何适应系统的设计和应用的需求,如对64位的支持,服务器内资源的QOS等,是重要技术方向。

  下面这些服务器非性能要素是未来有趣的技术目标:

  ◆ 廉价:服务器保持相同价格每十年性能增加700-1000倍左右的速度(高于摩尔定律单芯片的发展速度);

  ◆ 安静:嘈声与家电相当;

  ◆ 省电:人们预测按照现在的发展趋势,服务器CPU的单位功耗将与核反应堆相当,降低服务器及外围设备的耗电量,减少故障率;

  ◆ 易管理:管理员除机械动作外(如换热插拔硬盘)不需要走进服务器,为管理员提供逻辑视图;

  ◆ 易使用:对大多数用户,面对的是应用语义和应用领域视图;

  ◆ 可靠:使服务器的MTTF(故障间隔)、MTBF(修复时间)与大型机相当;

  ◆ 可信:具有支持可信计算的编程部件、管理部件,提供服务质量可保证的信息服务;

  ◆ 安全:具有用户端到端的主动安全,提供应用服务语义;

  目前服务器产品主要分成四类:Unix系统、PC服务器、新64位系统、高性能服务器。

  Unix系统主要是IBM大型机,IBM、HP、SUN、Unisys的Unix/SMP小型机,SGI的NUMA系统,和少数的向量超级计算机,它们主要用于高端商业应用和高端科学计算,是核心商业应用的理想选择。

  PC服务器是Intel的天下,覆盖中低端服务器的大多数,应用面极广,与Unix系统比,稳定性和应用饱和性能,尤其对于核心应用稍显不足,最根本的原因是它采用Intel工业标准服务器架构,追求低价、兼容、标准部件和应用面,牺牲了对可靠性和系统级应用性能,但对于大多数应用,已经具有足够的可靠性和吸引人的性能价格比。

  新64位系统又分成三种。AMD Opteron是从32位计算向上走,目标市场是1-2-4-8 CPU的中低端市场,是现在Xeon、Xeon MP和4路CPU以下Unix服务器的市场,希望以工业标准服务器的价格、PC服务器的兼容性,达到中低端Unix服务器的品质,不差的性能和与32位兼容是它的致胜法宝。Intel Itanium(安腾)是从64位计算向下走,目标市场是4-8-16-32-64 CPU的中高端市场,是现在Unix服务器最赚钱的领域,希望以Intel最拿手的开放架构和市场号召力降低成本,以争夺Unix系统市场。IBM、SUN也将它们的64位CPU简化,以向下拓展,为低端服务提供64位计算平台,也采用开放架构的技术路线。

  高性能服务器的划分比较多样,有时将Unix系统和超级计算机都划分在高性能服务器领域。这里狭义上特指机群系统,包括Unix节点机群和PC服务器机群,目前,机群系统的主要技术已经成熟,应用方案完整,使它在市场上成爆发式增长,大量的Unix系统和传统超级计算机用户转移到机群系统上,使高性能服务器的应用面大大扩大。从技术上,机群在可靠性,可管理性,应用饱和性能,应用成熟度等方面与Unix系统尚有差距。

  作者在年初时,曾对2003年服务器技术发展作过十大预测,80%正在发生。

  * Xeon主频继续爬升

  * AMD64立足企业计算市场

  * Itanium-2打开技术计算市场之门

  * 高端服务器依然是多级化

  * Linux64初露端倪

  * Websphere火热市场

  * 64位应用浮出水面

  * 智能管理显身手

  * 热插拔技术继续发展

  * 国产服务器进一步差异化

  三、 用户如何升级服务器的建议

  服务器升级意味着有新的用户需求,新的技术选择,带来可能的巨大收益,和可能的巨大代价。用户在考虑诸多因素时,常常会碰到一些陷阱。

  1.新技术导向陷阱

  计算机产业到目前为止还不是用户需求驱动的产业,而是厂商新技术驱动的产业,用户的购买行为和倾向常常被厂商诱导,例如PC的每一次更新换代,尽管PIII 1G已足够满足绝大多数桌面应用了,我们今天还是被驱赶到了PIV 2.8G,几乎所有PC服务器在不久都必须支持SCSI320硬盘。今天Intel、HP们要推Itanium系统,就会看见企业的咨询顾问、客户经理们不停地引导用户转向安腾2服务器。用户应充分评价自己的需求,寻找合适的技术,避免纯粹的技术导向。

  2.CPU陷阱

  用户得到输入最多的是CPU的技术特点,从应用角度看,由于CPU的差异带来的应用饱和性能的差异是较小的。单从性能角度而言,至少分五层,第一,CPU及Cache性能;第二,内存控制器性能;第三,I/O控制器性能,如PCI控制器,SCSI控制器,Ethernet控制器;第四,系统软件性能,如操作系统,数据库,编译器;第五,应用性能。所以同样的CPU,既可以驱动桌面PC,又可以构造64路的大型SMP系统,还可以构造10000个CPU的超级计算机。用户应充分评价应用的性能,避免受单项指标导向。

  3.性能陷阱

  一种极端的说法是,现在性能是很容易和廉价地买到的,非性能因素是要巨大投资的。对大多数应用而言,满足性能指标的服务器较容易找到,用户应充分重视总拥有性能和总拥有性能价格比。

  4.价格陷阱

  低价经常是厂商扔给用户的诱人馅饼,中国又是个价格敏感(price sensitive)的社会,用户常常中招。现在,计算机已不是一种紧缺资源,最主要的任务是应用计算机技术获得收益。用户升级服务器的目的不是省钱,是获取最大的收益。在评价技术时,用户应以满足增长的需求和获得最大收益为导向,要充分考虑升级成本,管理成本,风险成本,应用迁移成本等多种因素。

  从技术的角度,对目前用户升级服务器有一些建议。

  * 如果用户升级的原因是资源短缺,如CPU太慢、内存太小导致应用性能受限,建议在原有平台架构的基础上扩展资源,如选择更快的CPU,更多的内存,更大的磁盘容量,增加更多的CPU,不要在Unix小型机、PC服务器、新64位系统、高性能服务器之间迁移,甚至不要改变CPU种类和操作系统。

  * 如果用户升级的原因是用户的需求由于原来的架构的原因不能满足,如PC服务器的CPU个数、内存大小受限,或4 CPU Unix小型机能带的存储受限,建议在同类系统上升级系统能力,如将2路PC服务器升级到4路或8路,4路Unix系统升级到8路或16路,将SCSI RAID换成FC SAN等。

  * 如果用户升级的原因是用户的需求由于应用的架构的原因不能满足,可以考虑改变系统架构;如所有应用运行在一个SMP系统上性能受限,可以采用机群系统分散应用,提高可扩展性;又如数据库在PC服务器上受I/O带宽的影响,无法保证事务处理能力,可以升级到大型SMP Unix系统。

  * 如果用户升级的原因是出于节省成本的考虑,可以参照下面的近似公式;目前服务器的价格比例近似于,高档PC: Xeon服务器:Xeon MP服务器:Opteron服务器:安腾2服务器:UNIX服务器 = 3: 6:8: 8: 12: 24; 另外,机群系统:大型SMP系统 = 1: 2,用户可以根据资金情况选择平台。

  对于用户较关心的市场上较火热的新64位系统,作者目前的建议是,对于基于RISC架构的低端64位Unix系统,较适合于那些原来基于相关平台,应用移植成本高,适合机群架构的应用,如某些电信应用。对于AMD Opteron系统,适合高性能计算用户,和那些有64位计算要求,或潜在要求,应用移植成本高的应用。对于安腾2系统,适合高性能计算用户,和那些应用软件单一,依赖的系统软件较少,应用移植成本低的应用。一个新的架构,从开始进入市场,到CPU、部件、系统(system)、系统软件、中间件、应用、服务,全部走向成熟,需要相当长的时间,对于这些新64位计算系统,科研、教育机构,非盈利应用,迫切需要降低服务器成本的企业,主要运行自己开发的应用的用户应积极使用;而商业应用,尤其是核心商业应用,应充分评价应用迁移的风险,和获得的收益。另外,对于比较单纯的应用,比如Web服务器,Email服务器,文件服务器,科学计算研究,可以有选择地使用中低端64位服务器(4 CPU以内系统)。

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