Linux实战教学笔记02:计算机系统硬件核心知识

第1章 互联网企业常见服务器介绍

1.1 互联网公司服务器品牌

- DELL(大多数公司,经常使用)
- HP
- IBM(百度在用)php

  • 浪潮
  • 联想
  • 航天联志

常见服务器品牌
屏幕快照 2016-12-23 下午12.54.16.png-537kBjava

1.1.1 Dell服务器品牌

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加上盖子
屏幕快照 2016-12-23 下午1.27.30.png-383.1kBpython

  • DELL R620
    屏幕快照 2016-12-23 下午1.28.00.png-425.6kBweb

    1.1.2 IBM品牌

    1U 3550/m3 3550/m5
    2U 3650
    4U 3850
    8U 3950
    仅做了解,质量好,但价格贵,互联网公司不太经常使用
    IOE(IBM oracle emc)面试

1.1.3 HP 品牌

DL380G7/G8(2u)redis

1.2 服务器主要零部件

1.2.1 电源

至关于人体的心脏,保障电源供应,要选择质量好的电源。生产中通常单个服务器核心业务最好使用双电源AB线路。若是集群(一堆机器作一件事情)的状况能够不用双电源。算法

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1.2.2CPU 处理器

至关于人体的大脑,负责计算机的运算和控制,是服务器性能效率的最核心部件。 常见品牌:Intel,AMDshell

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  • 通常的企业里的服务器,CPU颗数2-4颗,单颗CPU是4核。内存总量通常是16-256G(32G,64G)
  • 作虚拟化的宿主机(eg:安装vmware的主机),CPU颗数4-8颗,内存总量通常是48-128G,6-10个虚拟机。

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1.2.3 内存

CPU和磁盘之间的缓冲设备,是临时存储器(存放数据),断电数据丢失。 通常程序运行的时候会被调度到内存中执行,服务器关闭或程序关闭以后,数据自动从内存中释放掉。数据库

  • 片===硬盘===程序
  • 播放片===被运行起来的程序===进程
  • 没完没了播放片==(住院)==一直在运行的程序===守护进程

程序:c/php/java,代码文件,静态的,放在磁盘里的数据。
进程:正在运行着的程序,进程运行就是系统把程序放在内存里执行
守护进程(daemon):持续保持运行着的程序。编程

程序和进程的区别:

  • 电影放在磁盘里就是程序
  • 看片放到内存里就至关于进程
  • 计算机重启,内存的数据会释放掉

从开发角度对守护进程的解释:

运行或者执行任何服务都脱离不开计算机的底层协议TCP/IP协议,而想要操做TCP/IP协议就须要用到计算机的底层语言C语言,可是C语言用起来很麻烦,一般要实现一个很小的功能都须要写上好几十甚至上百行代码,太繁琐。因而就有人想到,将一些能够实现某个功能的C语言代码封装起来,而后起一个新的名词,那么用这个新的名词来告诉计算机自动执行封装的那么一大堆C代码,这样就方便多了。因而,慢慢的这类型的新词汇多了之后,渐渐组成了如今咱们常见的编程语言,好比:java,python,C#。而咱们知道若是咱们利用xshell来远程服务器的时候,须要经过ssh协议并访问服务器的22端口。之因此,可以联通,是由于服务器端始终有一个叫作sshd服务的进程在监听着22端口,这个服务就是经过python等相似语言继续封装出来的程序,因为它不断的在服务器的后台运行,始终守护且监听着服务器的22端口,因此咱们就叫它们为守护进程。

1.2.4 磁盘

磁盘就是永久存放数据的存储器,磁盘上也是有缓存的(芯片)。
经常使用的磁盘(硬盘)都是3.5英寸的(ide,sas,sata),常规的机械硬盘,读取(性能不高)性能比内存差不少,因此,在企业工做中,咱们才会把大量的数据缓存到内存,写入到缓冲区,这是当今互联网网站的解决网站访问速度慢的方案

磁盘接口或类型:IDE,SCSI,SAS,SATA,SSD(电子的),IDE,SCSI退出历史舞台。
性能与价格:SSD(固态)>SAS>SATA

磁盘的大小
1byte=8bit 1K=1024byte 1M=1024K
1G=1024M 1T=1024G 1PB=1024T
字节(byte):8个二进制位为一个字节(B)
市面上卖硬盘的都是按1000计算,号称500G硬盘=5001000B1000KB*1000MB

1.2.5【磁盘原理案例】

企业案例:提高用户体验的网站解决方案 看具体需求,而后选择方案

1,门户(大网站)极端案例
大并发写入案例(抢红包,微博)
高并发,大数据量,写数据会把数据写到内存,积累必定的量后,而后再定时或者定量的写到磁盘(减小磁盘IO Input/Output 磁盘读写),最终仍是会把数据加载到内存中再对外提供访问。
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特色
a,优势:写数据到内存,性能高速度块(微博,微信,SNS,秒杀)
b,缺点:可能会丢失一部分在内存中尚未来得及存入磁盘的数据。
解决数据不丢的方法:
a,服务器主板上安装蓄电池,在断电瞬间把内存数据回写磁盘
b,UPS(一组蓄电池)不间断供电(持续供电10分钟,IDC数据IPS 1小时)。UPS (Uninterruptible Power
System/Uninterruptible Power
Supply),即不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相链接,经过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
c,选双路电的机房,使用双电源,分别接不一样路的电,服务器要放到不一样的机柜,地区。

2,中小企业案例

对于并发不是很大,数据也不是特别大的网站,读多写少的业务,会先把数据写入到磁盘,而后再经过程序把写到磁盘的数据读入到内存里,再对外经过读内存提供访问服务。
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小结:
门户极端案例:高并发,大数据
先把数据写到内存,而后再定时或定量写到磁盘,最终仍是会加载到内存
特色
a,高并发写入性能高
b,可能会丢失一部分在内存中还没来得及存入磁盘的数据
中小企业案例:
并发时很大的网站会先把数据存到磁盘,而后再经过程序把数据读入到内存里,在对外提供访问服务
舒适提示
网站优化的核心就是想办法把数据放入内存提供服务,或者让用户写数据写到内存(这样最快)

3,企业面试题:buffer和cache什么区别?
看视频===>buffering把视频数据缓存到磁盘===>写数据到磁盘上或者写数据到内存中
cache===>从磁盘或者内存读取数据
简单解答:
写入数据到内存里,这个数据的内存空间称为缓冲区(buffer),写入缓冲区。
存读取数据,这个存数据的内存空间称为缓存区(cache),读取缓存区。
因为99%的网站都是以读取为主,写入为辅,读写比例至少10:1,因此并发写入通常不是问题。

提醒: 这里提到的内存和磁盘,是由多台机器组成的集群架构环境memcached(纯内存)/redis(内存加磁盘)

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2.1 企业级服务器应用

1,常规正式工做场景(线上的生产环境)主选SAS(结合SATA和15000转/分,机械磁盘转数高的性能好)
2,比较核心的业务SAS
生产环境===>已经对外提供服务的环境
3,不对外提供访问的服务器,例如,线下的数据备份,可选SATA(7200-10000转/分)
SATA特色:容量大,价格便宜,可是速度比较慢。
4,高并发访问,小数据量,能够选择SSD

问:既然SSD最好,那是否是都选SSD?

淘宝网企业案例:

服务器会把sata和ssd结合起来用,热点存储,程序动态调度。

  • 开发团队发明了一套算法,把那些访问很集中的一些东西放在那个SSD盘上,由于SSD提供很好的读性能,咱们就让这些80%左右的这种读从SSD上产生,剩下的图片咱们把它放在传统那种SAS或者更低廉的一些SATA盘上,这样咱们整个节点的性能很是好,单机能够支撑三千到四千IO,这是咱们系统没有任何显示出访问慢,或者其余很差的表现。
  • 由于每台机器的成本又降得很是低,若是能够,好比说追求一个大的存储,我能够用全SSD,可是我SSD的成本相对要高不少,我能够用比较廉价的SAS或者SATA来存一些访问频度不是很高的,用SSD存访问频度高的文件,这样总体上的性能就协调的很是好,成本也很是低。总体上能够这么说,咱们经过这样一年的优化,在原来硬件基础上投资50%实现了性能是原来两倍的一个架构。如今咱们整体的这种TCO是原来的1/4左右。

热点存储的思路很是好,在学习磁盘组成和原理的内容时,有关热点数据的内容,必需要仔细体会。现现在看来,对不少中小型公司仍是很新颖的存储方式。顺便说下,大公司不管作什么都要考虑性价比问题,而不光是要把问题解决,由于,设备的奇数太大,作一点点就会节省很是多的成本。阿里,联想的大规模云计算其实归根结底都在解决性价比问题,不然,就没法推向市场,真正的应用到商业市场中。

2.2 缓存

记住一句话:缓存无处不在,电脑硬件,网站集群!
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这里作个了解便可
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ns 纳秒 1s = 10^9 ns
us 微妙 1s = 10^6 us
ms 毫秒 1s = 1000ms

2.3 DELL阵列卡(RAID卡)

基本做用
你有不少土地。
单独管理不方便。
整合,而后管理。

  • 网站数据量很大的时候,单块盘装不下了,购买多块盘,又不想单个盘存放数据,就须要工具把全部的盘整合成一个大磁盘,再在这个大磁盘上在分区(虚拟磁盘)方数据
  • 另一大功能,多块盘放在一块儿能够有冗余(备份)。
    RAID有不少种整合方式,RAID 0 1 5 10
    有RAID卡后,通常磁盘就会插到RAID卡上,而不是直接插到主板上了
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    互联网公司服务器通常都会购买RAID卡(主板自带,独立RAID卡),RAID卡上也是有缓存的。
  • 冗余从好到坏:raid1,raid10,raid5,raid0
  • 性能从好到坏:raid0,raid10,raid5,raid1
  • 成本从低到高:raid0,raid5,raid1,raid10

不一样RAID级别的企业应用举例:
根据数据的存储和访问的需求,去匹配对应的RAID级别。====>适用于互联网公司

  • 单台服务器,很重要,盘很少,系统盘raid1
  • 数据库/存储服务器,主库raid10,从库raid5/raid0(为了维护成本,raid10)
  • web服务器,若是没有太多数据的话,raid5,raid0(单盘)
  • 有多台,监控/应用服务器,raid0,raid5.

2.3.1 raid0,1,5,10 简要特色描述

  • Raid 0:追求极致的数据传输速度的磁盘存储解决方案(最快)

速度最快,但安全性最低,一块磁盘出了问题,全部的数据都会损坏且没法修复

  • Raid 1:追求极致的数据安全的磁盘存储解决方案(最安全)

安全性最高,但磁盘利用率最低,只有50%。

  • Raid 5:追求数据安全和存储成本兼顾的磁盘存储解决方案(比Raid10成本低)

数据读取比较快,可是写入速度通常。磁盘利用率高于Raid1

  • Raid 10:追求数据传输和数据安全兼顾的磁盘存储解决方案(比Raid5性能高)

Raid10是Raid0和Raid1的组合体。Raid1这里就是一个冗余的备份阵列,而Raid0则负责数据的读写阵列。拥有极高的读写效率和数据安全保护。可是磁盘利用率低,价格比较贵。

2.4光驱

当下主要做用装系统
企业应用:
建议淘汰光驱,为老板省钱
U盘安装系统,网络安装(ftp,http),无人值守批量安装系统(pxe+kickstart)

2.5 主板

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2.5.1 机房机柜里的服务器摆放

标签===>标记出每根线的用途
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专业布线:什么是专业的,请看图

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2.6 小结:

企业面试题
1,你用过的服务器型号有哪些?配置如何?
2,程序和进程(守护进程)的区别?
3,提高用户体验的网站解决方案
4,buffer与cache的区别?
5,描述Raid0 1的特色?

金牌IT职业再教育培训机构,欢迎来校资源。QQ:215379068
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