服务器硬件架构，应该如何管理维护

今天的服务器平台为中小企业和企业IT买家提供了许多选择。在做出任何购买决定之前，了解服务器技术和产品的基本知识是非常重要的。云计算平台的爆炸式增长和之前的虚拟化浪潮已经极大地改变了服务器在企业中的作用。虚拟化使企业能够在单个物理设备上加载多个虚拟机（VM），从而提高硬件利用率，并提供整合IT资源的能力。虚拟化为云计算铺平了道路，因为IT经理可以将虚拟机迁移到其他地方，在大型云计算提供商（如AWS、谷歌和微软）上运行。关键的业务应用程序（如客户关系管理、人力资源和企业资源计划），以前在内部部署服务器，也以软件的形式迁移到云平台，即服务。换句话说，不同规模的公司将继续拥有和运营服务器。一些公司倾向于维护内部服务器和私有云，以应对过于昂贵或难以迁移到公共云平台的特别敏感的工作负载或应用程序。企业需要了解不同类型的服务器，其不断发展的体系结构，以及IT买家在关键需求方面应该寻求的更多信息。

服务器硬件类型

20世纪50年代的大型机器可以被认为是一个早期的服务器，但现代意义上的服务器历史始于20世纪90年代的网络和机架服务器的发明。如今，服务器有多种形式，在从小企业到大企业的各种环境中提供各种功能。

下面简要介绍一些流行类型的服务器硬件：

·塔式服务器。塔式服务器位于一个类似于台式计算机的独立机柜中。这些服务器提供了更容易冷却的好处，因为它们提供了相对较低的IT组件密度和相对便宜，使它们成为预算有限的小企业的选择。然而，塔式服务器比其他类型的服务器占用更多的空间。

·机架服务器。顾名思义，机架服务器的目标是安装在数据中心的服务器机架上。机架服务器通常在支持各种工作负载的数据中心中发挥全面的计算作用。

机架服务器比塔式服务器占用的空间更小。机架服务器和服务器机架是按照相同的尺寸标准建造的，因此多个供应商的服务器可以堆叠在一起。标准化还使添加新服务器或更换旧服务器成为经理的直接任务。然而，在维护机架服务器时，电缆管理可能面临挑战，而机架服务器必须与电源、网络设备和存储设备绑定。

·刀片服务器。刀片服务器是一种包含多个模块化电路板的紧凑型设备，称为刀片服务器。每个刀片服务器通常分配一个应用程序。管理员可以更好地控制如何访问它们以及如何在设备之间传输数据，因为刀片服务器通常是专用的。刀片服务器将处理器、内存、I/O、磁盘、电源和其他组件分离成不同的模块。刀片服务器提供比其他服务器类型更高的处理密度，并提供潜在的价格和性能优势。其他刀片服务器的优点包括冷却（每个刀片由风扇单独冷却）、低功耗使用和存储集成。刀片服务器系统也比框架服务器更容易修复，因为它们是热插头的模块化组件。另一方面，刀片服务器是基于历史上的专有结构，这使得供应商锁定可能成为买家的陷阱。

·超级集成基础设施(HCI)。超级集成基础设施(HCI)系统旨在为传统的IT基础设施提供更简单的替代方案，并将计算能力、存储和虚拟机管理程序技术集成到集成系统中。在典型的超级集成产品的帮助下，数据中心工程师应该能够在大约一小时内完成初始硬件配置、虚拟机管理程序部署和软件定义存储的任务。供应商的产品提供设置指南，以收集适当的信息。大多数实现过程都是自动化的。

·大型机。在20世纪90年代，随着客户端和服务器架构的兴起，大型机器将被淘汰，但这些高端服务器仍然存在。今天的大型机器提供能力支持大量并发事务和沉重的I/O负载而不影响性能。实时交易的金融服务公司是典型的大型机器客户。大型机器的主要缺点是尺寸大，价格昂贵。

服务器硬件架构

主板、核心处理器、内存和存储设备是服务器硬件架构的关键部件。主板位于服务器的核心，为系统组件和外部设备之间的连接提供中央连接。主板主要采用平衡技术扩展，Pico BTX和微信息技术扩展主板可以满足较小服务器的需求。主板上有处理器或中央处理器(CPU)。CPU组件包括算术逻辑单元、浮点单元、寄存器和高速缓存。服务器还可能包含支持机器学习和模拟等应用程序的图形处理单元(GPU)。张量处理单元和神经处理单元的应用提供了更高水平的处理器专业化。

内存也可以作为IT系统的主存储器插入主板。处理器可以快速访问内存操作系统、应用程序和正在使用的数据。对于存储设备，服务器可以混合机械硬盘和固态硬盘或两者。

与此同时，服务器的形状也会影响它将扮演的角色。例如，企业数据中心可以考虑框架服务器和刀片服务器之间的差异。

寻求运行异构数据中心的公司可能会选择机架服务器，因为在一般的物理部署方法中可以同时存在各种品牌和模型。机架服务器还提供了各种电源连接和网络电缆的选择。大型机架服务器还提供可伸缩性，可容纳其他处理器、内存和本地存储磁盘。

同时，刀片服务器针对单个供应商的IT设置，在单个系统中寻求统一的计算、存储和网络。刀片服务器方法具有更快部署和简化管理的优点。

服务器体系结构的其他趋势包括分解和可组合的基础设施，这可以看作是集成基础设施的延续。它可以将基础设施与软件定义方法结合起来，逻辑上将数据中心的服务器、存储和网络结构资源结合起来。这些资源成为共享服务的基础，管理员可以利用这些资源动态构建计算实例。

旧硬件和服务到期会影响大多数服务器项目。

性能要求

在评估硬件供应商的产品时，服务器市场上的IT买家必须考虑一系列因素，并记住他们当前和未来的工作量需求。企业的要求自然会有所不同，但主要围绕以下服务器硬件功能。

中央处理器。考虑到CPU在操作程序和操作数据中的作用，它是需要检查的基本部件。一些服务器运行多个处理器，通常在每个插槽中部署一个核心处理器。其他人使用多核处理器来支持多处理任务。考虑到这些可能性，买方应考虑处理器上可用的内核数量、高速缓存和CPU时钟速度可用的套接字数量。

·处理器。供应商提供了一系列的产品选择，因此IT买家的工作是找到最适合特定环境的服务器硬件配置。例如，在数据中心运行云计算基础设施的公司可以在单个CPU服务器上执行各种通用计算任务，而不是0.5U或1U双CPU服务器。一个相对较小的1U单元可能是一个很好的选择，因为它可以很容易地容纳16个具有传统数据中心冷却方法的核心处理器。当涉及到存储硬盘和网络连接时，服务器类别也提供了一些灵活性。在做出任何购买决定之前，管理人员应考虑服务器的外观、系统资源和服务器操作。

·内存。服务器内存对于大限度地提高系统的性能至关重要。可用内存越大，企业的工作负就越大。影响性能的其他因素包括内存的速度和质量。IT买家还应该考虑服务器功能，以提高可靠性。这些功能包括容错功能和纠错代码。

·存储。服务器的存储要求将取决于预期的应用程序和工作负载：数据库服务器将与运行网络应用程序的服务器有不同的要求。IT买家必须检查服务器技术，以确保其满足组织的存储要求。大多数服务器供应商支持固态驱动器和机械驱动器的存储设备。换句话说，买家应该联系供应商，确认他们支持的硬盘类型和他们支持的硬盘技术，可能包括SCSI串行连接、先进技术配件和NVMe存储系统。预期的服务器工作负载将决定哪种技术是必要的项目。例如，处理大型数据库和非结构化数据的组织通常需要本地实例驱动器，如NVMePCIExpres单元。

·连接。网络连接和互连（例如，将服务器连接到存储的主机总线适配器）也是服务器的一个重要考虑因素。买方应确定其连接要求，然后检查服务器规格，以确保满足这些要求。要评估的变量包括以太网连接器的数量和速度、USB端口的数量和类型以及对存储系统（如存储区域网）的支持。

·其他功能。需要研究的其他属性包括可用于硬盘、电源设备和风扇的热插拔功能和冗余级别。服务器管理功能和安全功能也很重要。

还应考虑新服务器将停留的一般操作环境。在建议的范围内保持服务器的温度和湿度有助于提高可用性。2015年，美国供暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)更新了数据中心硬件推荐的温度和湿度范围。例如，ASHAE温度范围的上限现在设定为80.6华氏度。该标准可以帮助企业节约数据中心的能源和电力成本。

冷却空气的进气口通常出现在机架服务器的前部，而加热空气的排气口出现在后部。

管理与维护

管理和维护服务器并保持其正常运行包括一系列活动和工具。例如，服务器监控系统提供关键数据，管理员可以使用这些数据来检测问题，然后将其升级为可能导致中断的问题。服务器监控的一些基本组件和工具包括可以跟踪资源使用的容量管理工具，如CPU、内存和存储器。同时，特殊的能耗工具使管理员能够评估服务器的效率。这类工具包括嵌入不间断电源的仪器，它们报告连接设备的功耗。其他选项包括电表、在线能耗计算器和硬件供应商配置工具。虽然适当的维护有助于延长服务器的使用寿命，但硬件性能的下降是不可避免的。服务器的物理部件最终会崩溃。电源、温度、管理和内存都是问题。在某些情况下，服务器将需要退休和更换。

在服务器范围的高端，需要几个步骤来停止适当的大型机器。首先，IT经理应该清点在大型机器服务器上运行的应用程序。下一步是将应用程序外包给大型机器的服务提供商，或者重建大型机器的应用程序，以便在X86服务器上运行。管理员还必须创建一个安全计划，包括删除大型机器的数据或损坏硬盘。

故障排除

在某些情况下，报废的硬件需要更换，但在此之前，管理员必须排除服务器故障，以保持其正常运行。重要的第一步是确定问题的范围：谁是受影响的用户，他们是否报告了任何一致的错误信息？在将问题与特定服务器隔离后，管理员可以咨询监控工具以获得报警，检查网络连接，并检查服务器环境的拓扑结构。故障排除和监测工具的使用有助于组织维护系统的可用性。然而，组织可以采取其他步骤来开发预防和预防服务器故障的方法。这些措施包括保持适当的服务器通风和温度控制，并遵循常规的维护计划。无法更新计算机也是最常见的服务器硬件问题之一，这可能会导致性能下降。企业应定期更新应用程序、固件和操作系统。服务器的安全性和功能也应特别注意。后者需要安装不间断电源，并购买和测试现场发电机。这些并不是唯一可能导致服务器问题的地方，但最有可能。检查服务器状态以解决问题，并保留日志数据以防止将来出现问题。

服务器硬件的未来。

在云计算及其不断增长的影响下，必须看待服务器硬件的未来。

总部位于加州圣何塞的中小企业IT市场研究机构Techairway报告称，美国85%的小企业已经使用云计算，10%的企业计划在未来6到12个月内使用云计算。

企业IT市场也发生了向云计算的重大变化。

冠状病毒疫情等事件导致企业将更多的工作量转移到云平台，这是衡量业务灵活性的标准。

然而，作为混合云环境的一部分，小型企业和企业数据中心将继续拥有和运营服务器。

除了这些组织，服务提供商可能成为主要的服务器购买者。

据估计，到2020年，每三台服务器中约有两台将交付给云计算服务提供商或电信网络提供商。

该公司的预测表明，这种模式正在加剧：根据Omdia的说法，2024年，每四台服务器中就有三台为云计算服务提供商或电信网络提供商运行。服务器在未来仍然非常重要，但其使用方式在未来将继续改变。

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