《网络工程规划与设计》第四章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,4,章服务器系统设计,【,本章要点,】,了解服务器的基本知识，,Web,服务系统的架构，服务器软件与硬件的选择，服务器双机集群与热备等知识，掌握服务器双机热备实现方法。,4.1,服务器的基本知识,服务器是,20,世纪,90,年代迅速发展起来的主流计算产品，它是在网络环境下提供网上客户机共享资源（包括查询、存储、计算等）的设备，具有高可靠性、高性能、高吞吐能力、大内存容量等特点，并且具备强大的网络功能和友好的人机界面。服务器首先是计算机，只不过是能提供各种共享服务（网络、,web,应用、数据库、文件、打印等）的高性能计算机，它的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。,4.1.1,服务器的分类及对比,1.,服务器的分类,具体服务器如何分类，其从不同方面又有多种分类方法：,（,1,）按,CPU,类型分,（,2,）按规模来分,（,3,）按用途来分,（,4,）按服务器的外形与结构来分,与,PC,、小型机及工作站的区别,（,1,）,IA,架构服务器与,PC,的区别,（,2,）,PC,服务器与小型机的区别,（,3,）服务器与工作站的区别,4.1.2,决定服务器优劣的技术,（,1,）可靠性,服务器的可靠性是指服务器可提供的持续非故障时间，故障时间越少，服务器的可靠性越高。,（,2,）可用性,服务器的可用性追求零故障时间，关键的企业应用都追求高可用性服务器，希望系统,24,小时或一年,365,天不停机、无故障运行。,4.1.3,衡量服务器性能的基准测试,（,1,）,Specweb96,测试,（,2,）,TPCC,基准测试,（,3,）其他基准测试还有,Linpack,，它测试,CPU,密集浮点运算性能。,4.1.4,内存技术,1.,内存的分类,（,1,）主存的分类,（,2,）,Dram,的分类,2.Dram,相关知识,（,1,）基本工作原理,（,2,）突发模式,（,3,）接口类型,3.,内存技术,4.1.5,对称多路处理技术,1.,对称多路处理技术简介,2.SMP,应用,3.SMP,组建条件,（,1,）,CPU,内部必须内置,APIC,（,Advanced Programmable Interrupt Controllers,）单元。,（,2,）相同的产品型号，同样类型的,CPU,核心。,（,3,）完全相同的运行频率。,（,4,）尽可能保持相同的产品序列编号。,4.2 Web,服务系统的架构,4.2.1 Browser/Server,体系架构,B/S,（,Browser/Server,）结构即浏览器和服务器结构。,（,1,）维护和升级方式简单,（,2,）成本降低，选择更多。,（,3,）应用服务器运行数据负荷较重,4.2.2 Client/Server,体系架构,C/S,（,Client/Server,）结构，即大家熟知的客户机和服务器结构。,（,1,）应用服务器运行数据负荷较轻。,（,2,）数据的储存管理功能较为透明。,（,3,）,C/S,架构的劣势是高昂的维护成本且投资大。,4.2.3 C/S,与,B/S,区别,（,1,）硬件环境不同,（,2,）对安全要求不同,（,3,）对程序架构不同,（,4,）软件重用不同,（,5,）系统维护不同,（,6,）处理问题不同,（,7,）用户接口不同,（,8,）信息流不同,4.2.4 SOA,SOA,（,Service-Oriented Architecture,，面向服务架构）,1.,更好支持商业流程,2.,有利于企业业务的集成,SOA,是在计算环境下设计、开发、应用、管理分散的逻辑（服务）单元的一种规范。,SOA,的一个中心思想就是使得企业应用摆脱面向技术的解决方案的束缚，轻松应对企业商业服务变化、发展的需要。,SOA,也不仅仅是一种开发的方法论,-,它还包含管理。,4.3,服务器软件与硬件的选择,4.3.1,服务器的性能与配置,服务器的配置大体上可分为两大类型：性能敏感型和空间敏感型。所谓性能敏感型是指对服务器的性能要求较高，反应速度要求快，如,Notes,服务器，,WWW,，,DNS,，,Proxy,等服务器。空间敏感型服务器是指对服务器的存储空间要求大，如,FTP,服务器等。数据库服务器，,E-mail,服务器等则对二者都有一定的要求，视用户数的多少，用户定额空间的大小，访问的频繁度而偏向于某一种类型。,4.3.1,服务器的性能与配置,1.WWW,服务器,WWW,服务器是一个性能敏感型服务器，对服务器硬件平台的要求取决于访问的频繁度及,WWW,服务器支持的服务复杂程度，即调用的,CGI,程序对系统资源的耗费程度。另外，不同软件厂商提供的,WWW,服务器，同一,WWW,服务器的不同版本对资源的耗费以及本身的性能也不一样。因此，,WWW,服务器的配置首先应确定服务器软件。,4.3.1,服务器的性能与配置,2.,代理服务器及记费系统,代理服务器是一个典型的性能敏感型服务器，一个好的代理服务器可支持绝大部分,Internet,服务的代理，目前，,Internet,上使用的代理软件很多，其中,Netscape Proxy Server,是其中的佼佼者，不仅可支持绝大部分,Internet,服务的代理功能，而且可允许用户嵌入自己的代理认证管理功能模块，同时，还可支持,Proxy Server,的串接，代理认证用户名及口令的,SSL,加密，防止网络监听，是,Internet,代理服务器的较为理想的选择。因此，我们建议采用,Netscape,的,Proxy Server,，并嵌入代理记费软件如,NetGate,，来实现代理服务和用户管理，安全防护。,3.,防火墙系统,目前，,Internet,上最为流行的是,Check Point,的,FireWall-1,防火墙软件，该软件最大的特点是功能齐全，管理方便。但该软件不是一个,MPP,的软件系统，因此,CPU,的增加对软件的性能影响不大，如果需要做大量的,NAT,（网络地址转换）的话，应考虑配置足够的内存，以胜利目前的规模，至少应配置,512M,内存。因此，如单独实现应考虑配置一台至强处理器，,512M,内存，,36G,硬盘就可满足应用。如与上述服务在同一台机器上实现，应增加,512M,内存和相应的硬盘容量。,E-mail,系统是一个实时性要求不高的系统，主要是对硬盘空间的要求，同时，要考虑,E-mail,服务器软件对用户数的支持，按照目前的需求，普普通通的一台入门级服务器的性能在使用,Linux,平台的,Postfix,邮件系统时，可支持上百万级用户正常收发邮件。,4.E-mail,系统,5.Notes,服务器,Notes,是钟对企业信息化而由,IBM,公司开发的一套办公软件，集,E-mail,、,Office,、通讯于一体综合办公软件。对于服务器的性能与存储要求相当高。对于一些中小型企业来讲，在一台服务器上面提供文件服务器、,Notes,服务器，这对于服务器来讲是一种考虑。当然，笔者认为在这类企业当中，建议,Notes,服务器单独采用一台机器来实现。推荐配置为双至强、,2GB,内存（甚至更多，根据数量而定）、千兆网络的服务器来担任。,4.3.2,网络服务器选择,1.,服务器选购策略,（,1,）网络环境及应用软件,（,2,）可用性,（,3,）服务器选配,2.,常见应用分析,（,1,）文件服务,（,2,）数据库服务,（,3,）邮件服务,（,4,）,Web,服务,（,5,）多媒体服务,（,6,）终端服务,（,7,）主域控制器,3.,可用性的影响,（,1,）,IDERaid,（,2,）,ECC,技术,可以检查出两位内存错、并能够纠正一位错，来保证内存、缓存中数据的高可靠性。,（,3,）服务器专用电源,（,4,）附加措施,如防尘网的设计、多个风扇的散热（有的服务器还具有自动调节风扇转速功能），可以帮助服务器在普通环境中也能稳定运行。,4.,服务器选择的多样性,（,1,）高档商用,PC,PC,工作在单用户和单线程环境中，与服务器的多用户环境有显著的不同。,PC,在设计时采用不同部件选型、配置的策略，如增强的显示性能、相对较差的网络子系统等。高档,PC,的目标是进军低档工作站市场。,（,2,）伪服务器,功能最差的是用,PC,的处理器芯片、服务器的名来充当服务器，稍微好一些的服务器采用部分服务器技术，如专业电源等。,（,3,）低档服务器,通常兼顾性能、可扩展性、可用性和可管理性等多个性能指标，兼容多种操作系统以支持多种网络环境。此种产品的缺点（也是辨别方法）是,:,体积大（通常外形不够美观）、噪音大（散热风扇多）、功率大。,4.3.3,网络操作系统选择,一个性能优良的信息系统除了取决于网络硬件设备的性能和网络结构设计外，很大程度地受到局域网中服务器的操作系统性能的影响。作为工作组级服务器的操作系统，在选择上应考虑系统的可靠性，即是否能负担大量用户的服务请求，以较快的速度处理数据，合理地排列服务等问题；系统是否方便使用和管理，在单机和联机环境中，易用性都是最大化雇员工作效率和满意度的关键因素，与此同时，降低成本也是绝大多数企业优先考虑的问题。,4.3.4,网络数据库选择,图,4.1 Web,数据库的基本结构,1.,网络数据库的特点,（,1,）数据量大、增长迅速、更新速度快,（,2,）数据更新速度快、周期短,（,3,）品种齐全，内容丰富,（,4,）使用便捷、无时空限制,（,5,）数据标准、规范、多元,（,6,）检索功能强,索模块灵活、多样,检索途径（入口）多,扩、缩检手段灵活、多变,（,7,）检索结果的显示与输出灵活、多样,检索结果的显示方式灵活、多样,检索结果的输出方式多元化,4.3.4,网络数据库选择,2.,网络数据库可提供的相关电子信息服务,（,1,）文献传递服务,（,2,）定题服务,3.,为什么要使用网络数据库,4.WEB,数据库的优点,（,1,）程序,-,数据独立性,（,2,）有计划的数据冗余,（,3,）提高了数据的一致性,（,4,）提高了数据共享程度,（,5,）提高了应用开发的生产率,（,6,）强化了标准,（,7,）提高了数据质量,（,8,）提高了数据的可访问性和响应性,（,10,）提高了决策支持,（,9,）减少了程序维护,4.4,服务器双机集群与热备,4.4.1,集群与热备的相关概念,1.,热备的概念,双机热备这一概念包括了广义与狭义两种意义。,从广义上讲，双机热备（双机容错）就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。,从狭义上讲，双机热备特指基于,Active/Standby,方式的服务器热备。,2.,集群的概念,集群是由两台或多台节点机（服务器）构成的一种松散耦合的计算节点集合，为用户提,供网络服务或应用程序（包括数据库、,Web,服务和文件服务等）的单一客户视图，同时提供接近容错机的故障恢复能力。,高性能计算科学集群,负载均衡集群,高可用性集群,4.4.2,双机热备的实现模式,1.,基于共享存储与纯软件方式,基于存储共享的双机热备是双机热备的最标准方案。,2.,纯软件方式的双机热备方案分析,因此，建议除非不得已，不要选择纯软件方案。,纯软件方式可以在一定程度上降低成本，但它也有非常明显的缺点：,（,1,）可靠性相对较差，两服务器间的数据实时复制是一个比较脆弱的环节。,（,2,）一旦某台服务器出现中断，恢复后还要进行比较复杂的数据同步恢复。并且，这个时段系统处于无保护状态。,（,3,）没有事务机制，由于其复制是在文件和磁盘层进行的，复制是否成功不会影响数据库事务操作，因此有出现数据不完整变化的情况，这个存在着相当的风险。,3.,双机热备、双机互备与双机双工的区别,双机热备即是目前通常所说的,Active/Standby,方式，服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写，或者使用一个共享的存储设备。当,active,服务器出现故障的时候，通过软件诊测（一般是通过心跳诊断）将,Standby,机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。,4.,双机热备与数据备份的关系,数据备份更是必不可少的措施。因为不论,RAID,还是双机，都是一种实时的备份。任何软件错误、病毒影响、误操作等等，都会同步地在多份数据中发生影响。因此，一定要进行数据的备份（不论采取什么介质，都建议用户至少要有一份脱机的备份），以便能在数据损坏、丢失时进行恢复。,5.,双机热备份与单机容错,（,1,）双机热备份技术,（,2,）单机容错技术,4.4.3,网络服务器集群技术,1.,服务器镜像技术,2.,应用程序错误接管集群技术,3.,容错集群技术,4.,可连续升级的集群技术,4.4.4,网络服务器集群的技术实现,1.,构建服务环境,2.,实现任务调度,3.,外部任务调度，负载平衡和虚拟服务器,4.,集群的可靠性,5.,共享数据及会话管理,4.5,服务器双机热备实例,4.5.1,基于,DM,数据库服务器双机热备解决方案,数据库服务器双机热备解决方案是根据用户需求实现数据库安全的一种高性能、高可靠性的解决方案。下面以某市电子政务系统为例，介绍双机热备系统的工作原理、技术方案。,随着以数据库为核心的计算机管理系统的普及，企业对计算机系统的依赖程度也日渐增加，数据存储技术的可靠和安全变得越来越重要，双机热备系统就是根据用户需求保证数据库安全的、高可靠性的解决方案。,4.5.1,基于,DM,数据库服务器双机热备解决方案,1.,系统需求,根据应用要求，数据库双机热备系统配置为：,系统基于,Red Flag Linux DC 5.0,平台，数据库平台采用,DM,（达梦）,5.0.6,。,服务器双机热备为单工模式（,Active/Standby,）。一台服务器运行,DM,数据库系统，另一台服务器为备机，两台机器相互监测对方的运行状况。当一台主机宕机时，另一台主机立即接管其工作，保证工作不间断。,数据集中在磁盘阵列柜，磁盘柜使用,RAID5,技术。,双机容错软件选用,DataWare,双机容错系统，,DataWare,是一套提供防止业务主机因不可避免的意外性或计划性宕机问题的高可用性软件。,服务器与客户端遵循,TCP/IP,协议，对用户而言，切换是透明的。,2.,工作原理,3.,技术实施方案,4.,经验总结,4.5.2 IBM,双机热备方案,1.,方案功能与优势,2.,建议配置参考方案,综合练习,4,1,简答题,（,1,）什么是事件，有哪几种类型？,（,2,）有哪些方法可以启动任务管理器？,（,3,）任务管理器的主要功能是什么？,（,4,）什么是警报，创建一个警报通常要做那些设置？,（,5,）什么是性能优化？,（,6,）性能优化的基本过程是什么？,2,思考题,（,1,）当新的安全性事件不能写入安全日志时，计算机将会出现蓝屏并停止响应，是什么原,（,2,）要观察系统所使用的页面文件的大小，可以查看系统中的哪个文件？,（,3,）一位用户说他的计算机的系统性能没有过去好。你已经使用“任务管理器”查看了处理器使用情况，但没有发现任何减速的迹象，还可以使用其他什么工具进一步诊断用户的问题？,综合练习,4,实训,4.1,安装和启动,Backup Exec,服务器和远程代理软件,Remote Agent,一、实验目的,了解,Backup Exec,服务器和,Remote Agent,的主要功能，基本掌握,Backup Exec,服务器和远程代理软件的安装过程。,二、实训条件,可正常运行,Windows 2000 Server,的服务器。,三、实训内容,安装,Backup Exec,服务器，设置介质集管理默认属性，检查设备配置，设置“备份至磁盘文件夹”，在硬盘驱动器上设置备份作业的目标文件夹，配置,IDR,组件，,Remote Agent,安装到远程,Windows,服务器，,Remote Agent,作为系统服务在远程服务器上运行。,四、实训步骤,应用相关命令，进行实验内容的操作。,写出实验报告。,实训,4,网络存储与备份解决方案,实训,4.2,使用,Backup Exec,远程备份和恢复数据,一、实验目的,掌握,Backup Exec,服务器备份和恢复数据的过程。,二、实训条件,安装与配置好,Backup Exec,服务器和一台远程服务器，并在这台远程服务器上安装好,Remote Agent,。,三、实验内容,备份作业设置，本地选项数据备份，远程选项数据备份，选择备份的设备和介质，设置作业优先级、备份方法和压缩类型，执行备份任务，更改作业的备份网络。恢复作业设置，选择要恢复的数据的介质，选择要恢复的数据，恢复作业重定向操作，执行恢复任务，恢复作业总结。,四、实验步骤,应用相关命令，进行实验内容操作。,写出实验报告。,