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如何選購高性能的服務(wù)器？

2009-12-08 16:08:53 4514



為了滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )應用不斷增長(cháng)的性能需要，我們通常增加新服務(wù)器個(gè)數，分擔業(yè)務(wù)，提高系統工作性能，即橫向擴展。其實(shí)也可以通過(guò)提高現有服務(wù)器的配置來(lái)提高服務(wù)器的整體性能，即縱向擴展——因為服務(wù)器部件的選配對服務(wù)器的性能至關(guān)重要。而直接存儲數據的硬盤(pán)更是影響服務(wù)器服務(wù)性能的重要一環(huán)。

提高服務(wù)器性能的方法就是尋找制約服務(wù)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(diǎn)考慮處理器、內存，有的要重點(diǎn)考慮硬盤(pán)或網(wǎng)絡(luò )的I/O吞吐能力;那么，在哪些應用環(huán)境下需要重點(diǎn)考慮服務(wù)器硬盤(pán)瓶頸呢?

通訊服務(wù)器(messaging/E-mail/VOD):快速的I/O是這類(lèi)應用的關(guān)鍵，硬盤(pán)的I/O吞吐能力是主要瓶頸;

數據倉庫(聯(lián)機事務(wù)處理/數據挖掘):大型商業(yè)數據存儲、編目、索引、數據分析，高速商業(yè)計算等，需要具有良好的網(wǎng)絡(luò )和硬盤(pán)I/O吞吐能力;

數據庫(ERP/OLTP等):服務(wù)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(lái)緩存數據，同時(shí)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(xún)和網(wǎng)絡(luò )交流中，需要頻繁讀寫(xiě)硬盤(pán)，這時(shí)硬盤(pán)的性能將直接影響服務(wù)器整體的性能。

影響硬盤(pán)的因素

談到硬盤(pán)的指標參數，首先就應提到硬盤(pán)的接口標準。當今主流硬盤(pán)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(chǎn)品，但是很少見(jiàn)?，F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(pán)，它的優(yōu)勢在于能提供較低價(jià)格，普及率很高。

同時(shí)，也有部分低端服務(wù)器采用了IDE硬盤(pán)，目前，幾乎所有服務(wù)器主板都集成了IDE控制器，但在中高端服務(wù)器中還只是普遍用來(lái)連接低速外設IDE光驅?zhuān)脖P(pán)一般采用SCSI接口標準，如浪潮英信服務(wù)器就普遍采用了Ultra160 SCSI硬盤(pán)，提供更高的硬盤(pán)吞吐能力。SCSI接口硬盤(pán)有著(zhù)極低的CPU占用率、支持更多的設備和在多任務(wù)下工作的優(yōu)勢明顯等優(yōu)點(diǎn)，更適合于服務(wù)器應用的需求，當然SCSI硬盤(pán)價(jià)格要高得多。

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

衡量硬盤(pán)的指標

衡量硬盤(pán)性能的指標主要包括:

主軸轉速

主軸轉速是一個(gè)在硬盤(pán)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(pán)內部傳輸速度和持續傳輸速度的第一決定因素。如今硬盤(pán)的轉速多為5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm。從目前的情況來(lái)看，10000rpm的SCSI硬盤(pán)具有性?xún)r(jià)比高的優(yōu)勢，是目前硬盤(pán)的主流，而7200rpm及其以下級別的硬盤(pán)在逐步淡出硬盤(pán)市場(chǎng)。

內部傳輸率

內部傳輸率的高低才是評價(jià)一個(gè)硬盤(pán)整體性能的決定性因素。硬盤(pán)數據傳輸率分為內外部傳輸率;通常稱(chēng)外部傳輸率也為突發(fā)數據傳輸率(Burstdata Transfer Rate)或接口傳輸率，指從硬盤(pán)的緩存中向外輸出數據的速度，目前采用Ultra 160 SCSI技術(shù)的外部傳輸率已經(jīng)達到了160MB/s;內部傳輸率也稱(chēng)最大或最小持續傳輸率(Sustained Transfer Rate)，是指硬盤(pán)在盤(pán)片上讀寫(xiě)數據的速度，現在的主流硬盤(pán)大多在30MB/s到60MB/s之間。由于硬盤(pán)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(pán)性能的真正標準。

單碟容量

除了對于容量增長(cháng)的貢獻之外，單碟容量的另一個(gè)重要意義在于提升硬盤(pán)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(xiàn)性磁密度的增加。磁道數的增加對于減少磁頭的尋道時(shí)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(zhù)磁道間距離的縮短，而磁頭從一個(gè)磁道轉移到另一個(gè)磁道所需的就位時(shí)間就會(huì )縮短。這將有助于隨機數據傳輸速度的提高。而磁道內線(xiàn)性磁密度的增長(cháng)則和硬盤(pán)的持續數據傳輸速度有著(zhù)直接的聯(lián)系。磁道內線(xiàn)性密度的增加使得每個(gè)磁道內可以存儲更多的數據，從而在碟片的每個(gè)圓周運動(dòng)中有更多的數據被從磁頭讀至硬盤(pán)的緩沖區里。

平均尋道時(shí)間

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

緩存

提高硬盤(pán)高速緩存的容量也是一條提高硬盤(pán)整體性能的捷徑。因為硬盤(pán)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(lái)做一個(gè)速度適配器。緩存的大小對于硬盤(pán)的持續數據傳輸速度有著(zhù)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(pán)輸入/輸出的工作，大的硬盤(pán)緩存是非常理想的選擇。


知道了服務(wù)器硬盤(pán)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(wù)器硬盤(pán)，以提高系統的工作性能。

選用高性能硬盤(pán)

由于SCSI具有CPU占用率低，多任務(wù)并發(fā)操作效率高，連接設備多，連接距離長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，對于大多數的服務(wù)器應用，建議采用SCSI硬盤(pán)，并采用最新的Ultra160 SCSI控制器;對于低端的小型服務(wù)器應用，可以采用最新的IDE硬盤(pán)和控制器。確定了硬盤(pán)的接口和類(lèi)型后，就要重點(diǎn)考察上面提到的影響硬盤(pán)性能的技術(shù)指標，根據轉速、單碟容量、平均尋道時(shí)間、緩存等因素，并結合資金預算，選定性?xún)r(jià)比最合適的硬盤(pán)方案。

RAID技術(shù)

冗余磁盤(pán)陣列RAID系統提供了比通常的磁盤(pán)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(pán)I/O總是滯后于CPU性能的瓶頸問(wèn)題越來(lái)越突出的情況下，RAID解決方案能夠有效地彌補這個(gè)缺口。

依據磁盤(pán)陣列數據不同的校驗方式, RAID技術(shù)分為不同的等級(RAID Levels)，各有不同的技術(shù)特點(diǎn)，讀者可以參考有關(guān)手冊進(jìn)行選用。

為了更好地提高硬盤(pán)的I/O性能，推薦采用RAID技術(shù)，根據應用的特點(diǎn)，把被頻繁訪(fǎng)問(wèn)讀寫(xiě)的硬盤(pán)做成RAID0或RAID1、RAID5;目前，在低端服務(wù)器可采用IDE RAID，如浪潮英信NP200;而在中高端服務(wù)器，建議采用SCSI RAID控制器，并注意RAID控制器有關(guān)技術(shù)指標，如CPU類(lèi)型、通道類(lèi)型和數目、緩存數量、有無(wú)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(méi)有硬盤(pán)控制器，而占用了主板上的SCSI硬盤(pán)控制器，需要耗費更多的主處理器時(shí)間，會(huì )使服務(wù)器的處理能力受到影響。

熱拔插技術(shù)

除了從性能指標上評價(jià)硬盤(pán)，還要考慮到硬盤(pán)的故障率、平均無(wú)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(cháng)、故障率低的硬盤(pán)，可降低故障出現的幾率和次數，這牽扯到硬盤(pán)的MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)和數據保護技術(shù)，MTBF值越大越好，如浪潮英信服務(wù)器采用的硬盤(pán)的MTBF值一般超過(guò)120萬(wàn)小時(shí)，而硬盤(pán)所共有的S.M.A.R.T.(自監測、分析、報告技術(shù))以及類(lèi)似技術(shù)，如seagate和IBM的DST(驅動(dòng)器自我檢測)和DFT(驅動(dòng)器健康檢測)，對于保存在硬盤(pán)中數據的安全性有著(zhù)重要意義。

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

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