如何选择高性能服务器

为了满足网络应用日益增长的性能需求,我们通常会增加新的服务器数量,共享服务,提高系统的性能,即横向扩展。其实你也可以通过提升现有服务器的配置来提升服务器的整体性能,也就是纵向扩展——因为服务器组件的选择对服务器的性能至关重要。直接存储数据的硬盘是影响服务器服务性能的重要部分。

提高服务器性能的方法就是找到制约服务器性能的瓶颈。不同的应用可能会有不同的瓶颈,有的应该侧重于处理器和内存,有的应该侧重于硬盘或网络的I/O吞吐量;那么,在哪些应用环境下应该重点关注服务器硬盘瓶颈呢?

Messaging/E-mail/VOD:快速I/O是这类应用的关键,硬盘的I/O吞吐量是主要瓶颈;

数据仓库(在线事务处理/数据挖掘):大规模商业数据存储、编目、索引、数据分析、高速商业计算等。,需要有良好的网络和硬盘I/O吞吐量;

数据库(ERP/OLTP等。):运行数据库,服务器需要强大的CPU处理能力,大内存容量缓存数据,良好的I/O吞吐性能;

其他应用:应用侧重于数据查询和网络通信,硬盘需要频繁读写,所以硬盘的性能会直接影响服务器的整体性能。

影响硬盘的因素

说到硬盘的指标参数,首先要提到硬盘的接口标准。目前主要有两种硬盘接口:EIDE和SCSI。当然也有IEEE 1394接口,USB接口,FC-Al(光纤通道-仲裁环)接口产品,但不多见。目前几乎所有的微型计算机都普遍采用基于Ultra DMA/33/66/100标准的带IDE接口的硬盘,具有价格低廉、普及度高的优点。

同时,一些低端服务器已经采用了IDE硬盘。目前几乎所有的服务器主板都集成了IDE控制器,但一般只用于连接中高端服务器的低速外设IDE光驱,硬盘一般采用SCSI接口标准。例如,浪潮辛颖服务器一般采用Ultra160 SCSI硬盘,以提供更高的硬盘吞吐量。SCSI接口硬盘具有CPU占用率极低、支持设备多、多任务下工作优势明显等优点,更适合服务器应用的需求。当然,SCSI硬盘的价格要高很多。

但是硬盘数据传输系统的瓶颈不是PCI总线或者接口速度,而是硬盘本身,这是由硬盘的机械部分和结构设计等多种因素造成的。

测量硬盘的指示器

衡量硬盘性能的指标主要包括:

主轴速度

在硬盘除容量外的所有指标中,主轴转速是最引人注目的性能参数,也是决定硬盘内部传输速度和连续传输速度的第一决定因素。现在硬盘的转速大多是5400转,7200转,10000转,15000转。从目前的情况来看,10000rpm的SCSI硬盘具有性价比高的优势,是目前硬盘的主流,而7200rpm及以下的硬盘正逐渐淡出硬盘市场。

内部传输速率

内部传输速率是评价硬盘整体性能的决定性因素。硬盘数据传输率分为内部传输率和外部传输率;通常,外部传输速率也称为Burstdata传输速率或接口传输速率,指的是从硬盘缓存输出数据的速度。目前使用Ultra 160 SCSI技术的外部传输速率已经达到160 MB/s;内部传输速率,也称为最大或最小持续传输速率,是指硬盘在磁盘上读写数据的速度。目前主流硬盘大多在30MB/s到60mB/s之间..因为硬盘内部传输速率小于外部传输速率,所以只有内部传输速率才能作为衡量硬盘性能的真正标准。

每个磁盘的存储量

除了对容量增长的贡献之外,单位磁盘存储量在提高硬盘的数据传输速度方面还有另一个重要意义。每盘存储量的提高得益于磁道数和磁道中线性磁密度的增加。磁道数的增加对减少磁头的寻道时间有很大的好处,因为磁片的半径是固定的,磁道数的增加意味着磁道间的距离缩短,磁头从一个磁道转移到另一个磁道所需的定位时间缩短。这将有助于提高随机数据传输的速度。磁道中线性磁密度的增加与硬盘的连续数据传输速度直接相关。随着磁道线密度的增加,每个磁道可以存储更多的数据,这样在磁盘的每一次圆周运动中,就可以将更多的数据从磁头读到硬盘的缓冲区。

平均寻道时间

平均寻道时间是指磁头移动到数据所在磁道所需的时间,是衡量硬盘机械性能的重要指标,一般在3 ms到13 ms之间,建议不要考虑平均寻道时间大于8ms的SCSI硬盘。平均寻道时间和平均等待时间(完全由转速决定)共同决定了硬盘磁头找到数据所在簇的时间。这个时间直接影响硬盘的随机数据传输速度。

隐藏物

提高硬盘缓存的容量也是提高硬盘整体性能的捷径。因为硬盘内部数据传输速度与外部数据传输速度不同。因此,需要缓存来制作速度适配器。缓存的大小对硬盘的连续数据传输速度有很大的影响。它的容量有512KB,2MB,4MB,甚至8MB,16MB。对于需要大量磁盘输入/输出的视频拍摄、图像编辑和其他工作,大容量硬盘高速缓存是理想的选择。

知道了服务器硬盘的性能指标,接下来就是选择适合具体应用的服务器硬盘,提高系统的工作性能。

选择高性能硬盘。

由于SCSI具有CPU占用率低、多任务并发运行效率高、连接设备多、连接距离远等优点,所以对于大多数服务器应用,建议采用SCSI硬盘和最新的Ultra160 SCSI控制器。对于低端小型服务器应用,可以使用最新的IDE硬盘和控制器。在确定了硬盘的接口和类型后,就要重点考虑前面提到的影响硬盘性能的技术指标,根据速度、单盘存储、平均寻道时间、缓存等因素,结合资金预算,选择性价比最高的硬盘方案。

RAID技术

冗余磁盘阵列RAID系统提供了比普通磁盘存储更高的性能指标、数据完整性和数据可用性,尤其是在硬盘I/O始终滞后于CPU性能这一日益突出的瓶颈问题上,RAID解决方案可以有效弥补这一差距。

根据磁盘阵列数据验证方式的不同,RAID技术分为不同的级别,每个级别都有不同的技术特点。读者可以参考相关手册进行选择。

为了更好的提高硬盘的I/O性能,推荐使用RAID技术。根据应用的特点,将频繁访问和读取的硬盘做成RAID0或RAID1或RAID5。目前IDE RAID可以用在低端服务器,比如浪潮辛颖NP200中高端服务器,建议采用SCSI RAID控制器,注意RAID控制器的相关技术指标,如CPU类型、通道类型和数量、缓存数量、电池备份等。需要注意的是,集成在主板上的RAID控制器由于没有硬盘控制器,占用了主板上的SCSI硬盘控制器,会消耗更多的主处理器时间,影响服务器的处理能力。

热插拔技术

除了从性能指标上评价硬盘,还应考虑硬盘的故障率、平均无故障运行和可维护性。在具体应用中,应优先选择使用寿命长、故障率低的硬盘,这样可以降低故障发生的概率和频率,这就涉及到硬盘的MTBF(平均无故障时间)和数据保护技术。MTBF值越大越好。比如浪潮辛颖服务器使用的硬盘MTBF值一般超过654.38+20万小时。S.M.A.R.T(自我监测、分析和报告技术)和类似的技术,如希捷和IBM的DST(驱动器自我测试)和DFT(驱动器健康测试),对硬盘中存储的数据的安全性具有重要意义。

另外,一旦硬盘损坏,要考虑如何保证数据不丢失,减少服务器的停机时间。可以使用RAID技术来保证数据的可靠性和安全性,硬盘的热插拔技术可以保证服务器在更换或维修硬盘的同时仍然可以正常运行。目前热插拔技术在中高端服务器上非常普遍,一直被认为是服务器档次的重要标志。通常,热插拔技术在服务器中使用的组件包括硬盘、电源、风扇、PCI插槽等。,SCSI硬盘还有专门支持热插拔技术的SCA2接口(80针),可以和SCSI背板配合使用。