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如何選購高性能的服務器？

2009-12-08 16:08:53 5930



為了滿足網絡應用不斷增長的性能需要，我們通常增加新服務器個數，分擔業務，提高系統工作性能，即橫向擴展。其實也可以通過提高現有服務器的配置來提高服務器的整體性能，即縱向擴展——因為服務器部件的選配對服務器的性能至關重要。而直接存儲數據的硬盤更是影響服務器服務性能的重要一環。

提高服務器性能的方法就是尋找制約服務器性能的瓶頸在哪。不同應用可能存在的瓶頸是不同的，有的要重點考慮處理器、內存，有的要重點考慮硬盤或網絡的I/O吞吐能力;那么，在哪些應用環境下需要重點考慮服務器硬盤瓶頸呢?

通訊服務器(messaging/E-mail/VOD):快速的I/O是這類應用的關鍵，硬盤的I/O吞吐能力是主要瓶頸;

數據倉庫(聯機事務處理/數據挖掘):大型商業數據存儲、編目、索引、數據分析，高速商業計算等，需要具有良好的網絡和硬盤I/O吞吐能力;

數據庫(ERP/OLTP等):服務器運行數據庫，需要具有強大的CPU處理能力，大的內存容量來緩存數據，同時需要有很好的I/O吞吐性能;

其他應用:應用集中在數據查詢和網絡交流中，需要頻繁讀寫硬盤，這時硬盤的性能將直接影響服務器整體的性能。

影響硬盤的因素

談到硬盤的指標參數，首先就應提到硬盤的接口標準。當今主流硬盤的接口界面有兩種:EIDE和SCSI，當然此外還有IEEE 1394接口、USB接口和FC-AL(FibreChannel-Arbitrated Loop)光纖通道接口的產品，但是很少見。現在幾乎所有的微機普遍采用基于Ultra DMA/33/66/100標準的IDE接口的硬盤，它的優勢在于能提供較低價格，普及率很高。

同時，也有部分低端服務器采用了IDE硬盤，目前，幾乎所有服務器主板都集成了IDE控制器，但在中高端服務器中還只是普遍用來連接低速外設IDE光驅，而硬盤一般采用SCSI接口標準，如浪潮英信服務器就普遍采用了Ultra160 SCSI硬盤，提供更高的硬盤吞吐能力。SCSI接口硬盤有著極低的CPU占用率、支持更多的設備和在多任務下工作的優勢明顯等優點，更適合于服務器應用的需求，當然SCSI硬盤價格要高得多。

然而，硬盤的數據傳輸系統之瓶頸不在于PCI總線或是接口速率上，而在硬盤本身，這是由硬盤機械部分與結構設計等諸多因素造成的。

衡量硬盤的指標

衡量硬盤性能的指標主要包括:

主軸轉速

主軸轉速是一個在硬盤的所有指標中除了容量之外，最應該引人注目的性能參數，也是決定硬盤內部傳輸速度和持續傳輸速度的第一決定因素。如今硬盤的轉速多為5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm。從目前的情況來看，10000rpm的SCSI硬盤具有性價比高的優勢，是目前硬盤的主流，而7200rpm及其以下級別的硬盤在逐步淡出硬盤市場。

內部傳輸率

內部傳輸率的高低才是評價一個硬盤整體性能的決定性因素。硬盤數據傳輸率分為內外部傳輸率;通常稱外部傳輸率也為突發數據傳輸率(Burstdata Transfer Rate)或接口傳輸率，指從硬盤的緩存中向外輸出數據的速度，目前采用Ultra 160 SCSI技術的外部傳輸率已經達到了160MB/s;內部傳輸率也稱最大或最小持續傳輸率(Sustained Transfer Rate)，是指硬盤在盤片上讀寫數據的速度，現在的主流硬盤大多在30MB/s到60MB/s之間。由于硬盤的內部傳輸率要小于外部傳輸率，所以只有內部傳輸率才可以作為衡量硬盤性能的真正標準。

單碟容量

除了對于容量增長的貢獻之外，單碟容量的另一個重要意義在于提升硬盤的數據傳輸速度。單碟容量的提高得益于磁道數的增加和磁道內線性磁密度的增加。磁道數的增加對于減少磁頭的尋道時間大有好處，因為磁片的半徑是固定的，磁道數的增加意味著磁道間距離的縮短，而磁頭從一個磁道轉移到另一個磁道所需的就位時間就會縮短。這將有助于隨機數據傳輸速度的提高。而磁道內線性磁密度的增長則和硬盤的持續數據傳輸速度有著直接的聯系。磁道內線性密度的增加使得每個磁道內可以存儲更多的數據，從而在碟片的每個圓周運動中有更多的數據被從磁頭讀至硬盤的緩沖區里。

平均尋道時間

平均尋道時間是指磁頭移動到數據所在磁道需要的時間，這是衡量硬盤機械性能的重要指標，一般在3ms～13ms之間，建議平均尋道時間大于8ms的SCSI硬盤不要考慮。平均尋道時間和平均潛伏時間(完全由轉速決定)一起決定了硬盤磁頭找到數據所在的簇的時間。該時間直接影響著硬盤的隨機數據傳輸速度。

緩存

提高硬盤高速緩存的容量也是一條提高硬盤整體性能的捷徑。因為硬盤的內部數據傳輸速度和外部傳輸速度不同。因此需要緩存來做一個速度適配器。緩存的大小對于硬盤的持續數據傳輸速度有著極大的影響。它的容量有512KB、2MB、4MB，甚至8MB或16MB，對于視頻捕捉、影像編輯等要求大量磁盤輸入/輸出的工作，大的硬盤緩存是非常理想的選擇。


知道了服務器硬盤的性能指標，下一步自然要依此選擇出適合具體應用的服務器硬盤，以提高系統的工作性能。

選用高性能硬盤

由于SCSI具有CPU占用率低，多任務并發操作效率高，連接設備多，連接距離長等優點，對于大多數的服務器應用，建議采用SCSI硬盤，并采用最新的Ultra160 SCSI控制器;對于低端的小型服務器應用，可以采用最新的IDE硬盤和控制器。確定了硬盤的接口和類型后，就要重點考察上面提到的影響硬盤性能的技術指標，根據轉速、單碟容量、平均尋道時間、緩存等因素，并結合資金預算，選定性價比最合適的硬盤方案。

RAID技術

冗余磁盤陣列RAID系統提供了比通常的磁盤存儲更高的性能指標、數據完整性和數據可用性，尤其是在當今面臨的硬盤I/O總是滯后于CPU性能的瓶頸問題越來越突出的情況下，RAID解決方案能夠有效地彌補這個缺口。

依據磁盤陣列數據不同的校驗方式, RAID技術分為不同的等級(RAID Levels)，各有不同的技術特點，讀者可以參考有關手冊進行選用。

為了更好地提高硬盤的I/O性能，推薦采用RAID技術，根據應用的特點，把被頻繁訪問讀寫的硬盤做成RAID0或RAID1、RAID5;目前，在低端服務器可采用IDE RAID，如浪潮英信NP200;而在中高端服務器，建議采用SCSI RAID控制器，并注意RAID控制器有關技術指標，如CPU類型、通道類型和數目、緩存數量、有無電池后備等;需要注意的是:主板集成的RAID控制器由于本身沒有硬盤控制器，而占用了主板上的SCSI硬盤控制器，需要耗費更多的主處理器時間，會使服務器的處理能力受到影響。

熱拔插技術

除了從性能指標上評價硬盤，還要考慮到硬盤的故障率、平均無故障運行情況和易維護性。在具體的應用中，首先應選用壽命長、故障率低的硬盤，可降低故障出現的幾率和次數，這牽扯到硬盤的MTBF(平均無故障時間)和數據保護技術，MTBF值越大越好，如浪潮英信服務器采用的硬盤的MTBF值一般超過120萬小時，而硬盤所共有的S.M.A.R.T.(自監測、分析、報告技術)以及類似技術，如seagate和IBM的DST(驅動器自我檢測)和DFT(驅動器健康檢測)，對于保存在硬盤中數據的安全性有著重要意義。

另外，一旦硬盤損壞，應考慮如何保證數據不丟失，并且減少服務器的宕機時間。 RAID技術可以用來保證數據的可靠性和安全性，通過硬盤的熱拔插技術可以保證在更換或維修硬盤的同時，服務器仍然能正常運行可用。目前熱拔插技術在中高檔服務器中非常普遍，一直也被作為服務器檔次的一個重要標志。一般在服務器中采用的熱拔插技術的部件有硬盤、電源、風扇、PCI插槽等，而SCSI硬盤也有專門支持熱拔插技術的SCA2接口(80-pin)，與SCSI背板配合使用，就可以。

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