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如何選購高性能的服務(wù)器？

2009-12-08 16:08:53 8227



為了滿足網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷增長的性能需要，我們通常增加新服務(wù)器個數(shù)，分擔(dān)業(yè)務(wù)，提高系統(tǒng)工作性能，即橫向擴展。其實也可以通過提高現(xiàn)有服務(wù)器的配置來提高服務(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(shù)據(jù)的硬盤更是影響服務(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(yīng)用可能存在的瓶頸是不同的，有的要重點考慮處理器、內(nèi)存，有的要重點考慮硬盤或網(wǎng)絡(luò)的I/O吞吐能力;那么，在哪些應(yīng)用環(huán)境下需要重點考慮服務(wù)器硬盤瓶頸呢?

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

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

數(shù)據(jù)庫(ERP/OLTP等):服務(wù)器運行數(shù)據(jù)庫，需要具有強大的CPU處理能力，大的內(nèi)存容量來緩存數(shù)據(jù)，同時需要有很好的I/O吞吐性能;

其他應(yīng)用:應(yīng)用集中在數(shù)據(jù)查詢和網(wǎng)絡(luò)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(wù)器整體的性能。

影響硬盤的因素

談到硬盤的指標(biāo)參數(shù)，首先就應(yīng)提到硬盤的接口標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)今主流硬盤的接口界面有兩種:EIDE和SCSI，當(dāng)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。現(xiàn)在幾乎所有的微機普遍采用基于Ultra DMA/33/66/100標(biāo)準(zhǔn)的IDE接口的硬盤，它的優(yōu)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(wù)器采用了IDE硬盤，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連接低速外設(shè)IDE光驅(qū)，而硬盤一般采用SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)，如浪潮英信服務(wù)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(shè)備和在多任務(wù)下工作的優(yōu)勢明顯等優(yōu)點，更適合于服務(wù)器應(yīng)用的需求，當(dāng)然SCSI硬盤價格要高得多。

然而，硬盤的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)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(jié)構(gòu)設(shè)計等諸多因素造成的。

衡量硬盤的指標(biāo)

衡量硬盤性能的指標(biāo)主要包括:

主軸轉(zhuǎn)速

主軸轉(zhuǎn)速是一個在硬盤的所有指標(biāo)中除了容量之外，最應(yīng)該引人注目的性能參數(shù)，也是決定硬盤內(nèi)部傳輸速度和持續(xù)傳輸速度的第一決定因素。如今硬盤的轉(zhuǎn)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(yōu)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(nèi)部傳輸率

內(nèi)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(shù)據(jù)傳輸率分為內(nèi)外部傳輸率;通常稱外部傳輸率也為突發(fā)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(nèi)部傳輸率也稱最大或最小持續(xù)傳輸率(Sustained Transfer Rate)，是指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，現(xiàn)在的主流硬盤大多在30MB/s到60MB/s之間。由于硬盤的內(nèi)部傳輸率要小于外部傳輸率，所以只有內(nèi)部傳輸率才可以作為衡量硬盤性能的真正標(biāo)準(zhǔn)。

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(shù)據(jù)傳輸速度。單碟容量的提高得益于磁道數(shù)的增加和磁道內(nèi)線性磁密度的增加。磁道數(shù)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(shù)的增加意味著磁道間距離的縮短，而磁頭從一個磁道轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)傳輸速度的提高。而磁道內(nèi)線性磁密度的增長則和硬盤的持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸速度有著直接的聯(lián)系。磁道內(nèi)線性密度的增加使得每個磁道內(nèi)可以存儲更多的數(shù)據(jù)，從而在碟片的每個圓周運動中有更多的數(shù)據(jù)被從磁頭讀至硬盤的緩沖區(qū)里。

平均尋道時間

平均尋道時間是指磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道需要的時間，這是衡量硬盤機械性能的重要指標(biāo)，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(zhuǎn)速決定)一起決定了硬盤磁頭找到數(shù)據(jù)所在的簇的時間。該時間直接影響著硬盤的隨機數(shù)據(jù)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(nèi)部數(shù)據(jù)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(xù)數(shù)據(jù)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(wù)器硬盤的性能指標(biāo)，下一步自然要依此選擇出適合具體應(yīng)用的服務(wù)器硬盤，以提高系統(tǒng)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(wù)并發(fā)操作效率高，連接設(shè)備多，連接距離長等優(yōu)點，對于大多數(shù)的服務(wù)器應(yīng)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(wù)器應(yīng)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(shù)指標(biāo)，根據(jù)轉(zhuǎn)速、單碟容量、平均尋道時間、緩存等因素，并結(jié)合資金預(yù)算，選定性價比最合適的硬盤方案。

RAID技術(shù)

冗余磁盤陣列RAID系統(tǒng)提供了比通常的磁盤存儲更高的性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)可用性，尤其是在當(dāng)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(jù)磁盤陣列數(shù)據(jù)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，讀者可以參考有關(guān)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(shù)，根據(jù)應(yīng)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(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(biāo)，如CPU類型、通道類型和數(shù)目、緩存數(shù)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(wù)器的處理能力受到影響。

熱拔插技術(shù)

除了從性能指標(biāo)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(yīng)用中，首先應(yīng)選用壽命長、故障率低的硬盤，可降低故障出現(xiàn)的幾率和次數(shù)，這牽扯到硬盤的MTBF(平均無故障時間)和數(shù)據(jù)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(jiān)測、分析、報告技術(shù))以及類似技術(shù)，如seagate和IBM的DST(驅(qū)動器自我檢測)和DFT(驅(qū)動器健康檢測)，對于保存在硬盤中數(shù)據(jù)的安全性有著重要意義。

另外，一旦硬盤損壞，應(yīng)考慮如何保證數(shù)據(jù)不丟失，并且減少服務(wù)器的宕機時間。 RAID技術(shù)可以用來保證數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，通過硬盤的熱拔插技術(shù)可以保證在更換或維修硬盤的同時，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)器檔次的一個重要標(biāo)志。一般在服務(wù)器中采用的熱拔插技術(shù)的部件有硬盤、電源、風(fēng)扇、PCI插槽等，而SCSI硬盤也有專門支持熱拔插技術(shù)的SCA2接口(80-pin)，與SCSI背板配合使用，就可以。

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