1、服务器的可扩展性 在前面篇中我们介绍到了 服务器 的 “ 四性 ” ，即 “ Scalability(可扩展性 )”、 “ Usability(可用性 )”、 “ Managbility(可管理性 )”、“ Availability(可利用性 )”，简称 “ SUMA”。那么在服务器中的的表现又将如何呢？本节就要以一个实例介绍服务器的第一个特性 -可扩展性。 服务器的可扩展性是指服务器的硬件配置可以根据需要灵活配置，如内存、适配器、硬盘、处理器等，因为服务器的硬件配置可能是根据不同时期的网络配置而改变。服务器通常因为要连接多个板卡，如 网卡 ，所以需要具有较多的 PCI、 PCI-X插槽；因为
2、需要高容量磁盘来 存储 服务器数据，所以需要有较多的驱动器支架。一般的服务器机箱都设有七八个硬盘托架，可以放置更多的硬盘。如图 1左图所示的为 IBM server xSeries 250部门级服务器，该款服务器拥有 0个热插拔扩展托架，最多可安装 14块硬盘，其中10块硬盘支持热插拔。图 1右图所示的服务器主板上具有 8条内存插槽。 同样，因服务器需要高的内容容量来满足服务器的高性能连接和运算，所以需要较多的内存插槽。这些结构并不需要在一开始配置时就全部到位，而是在需要时购买相应部件安装在相应的插槽或支架上即可。同时为了确保服务器的高度可靠性，通常还提供冗余电源、冗余风扇，这样同时也使得用户
3、的网络扩充时，服务器也能满足新的需求，保护用户的投资。以上这些就是许多品牌服务器所提出的 “ 按需扩展 ” 理念。 “ 按需扩展 ”就是在购买服务器初期并不需要购买全部的组件，只要认为暂时用不上的，都可以先不购买，等的网络发展到需要用得上这些组件时再购买那些组件，直接插在原来的服务器或通过相应技术与服务器连接即可轻松实现原来服务器系统的升级、扩展。如在 IBM企业级 x架构服务器技术中所提出的 “ XpandOnDemand”就是这样一种技术 。 对于以上所说的扩展性，无论如何都是非常有限的。因为这些扩展插槽和支架都需要在服务器机箱中，而服务器的机箱不可能太大，一则不便于安装，另一方面，机箱中
4、部件太多，容量造成服务器机箱中温度上升，给服务器带来不稳定因素。虽然现在也有一些服务器把许多 PCI设备从机箱中移到机箱外单独的一个柜子中，通过一个特制的电缆来与服务器进行连接，这样一则可以节省服务器机箱的空间，再则可以使服务器的 PCI设备具有更大的扩展空间。这种技术在 IBM 中就称之为 “ Remote I/O”技术。但大目前来说，它所能扩展的性能也是非常有限的，所以现在许多中高档服务器的扩展性都不是在机箱内部解决，而是通过相应的技术在服务器外部解决。其中应用最广，也是扩展性能最佳的就是服务器的群集 (Cluster) 技术，目前几乎所有的服务器操作系统都支持群集技术，其中包括中高档服务
5、器常用的 UNIX、 LINUIX，也包括中低档服器所用的微软 Windows 2000/2003。 群集技术是使单独服务器实现物理和程序上的连接，并在服务器之间进行协同通讯，以使它们能够执行共同的任务。即便某一台服务器停止运行，故障应急进程会自动将该服务器的工作负载转移至另一台服务器，以保证提供持续不断的服务。除故障应急程序之外，某些形式的群集也使用负载均衡功能，该功能可使计算负载在联网的计算机间得以分配。目前一般来说比中高档的服务器可以实现 4、 6、 8、 12路，甚至 16路对称扩展，每一路都具有独立的 CPU、 RAM和PCI等设备。 为了更直接地说明服务器的可扩展性能，现分别以 I
6、BM企业级服务器 X架构的 “ 按需扩展 ” 和群集技术对以上两种扩展方法进行简要说明。 一、 XpandOnDemand(按需扩展 )技术 由于 I/O总线拥塞以及内存不能得到有效利用，传统的多处理器服务器设计在向 4路以上扩展时开始遇到一些障碍。 IBM的 Summit(顶峰 )技术通过一个强化的 4路 SMP构件块，能够有效地向 4路以上的 SMP(对称多处理系统 )扩展。通过利用这种 4路构件块创建新的计算 “ 节点 ” ，为系统从 4路扩展到 8路、 12路，甚至 16路 SMP提供了一种有效的途径。当客户在拥有 4路处理器架构情况下，因业务增长需要扩充其系统时，只需要在原有 4路处
7、理器架构基础上增加节点，扩展到 8路、 12路或 16路处理器架构。而 Summit芯片组具有物理分区功能，能够灵活地划分工作量并分配给不同的处理器节点。例如，一个 16路服务器可以划分成4路 节点，每个节点包括独立的处理器、内存和 I/O支持，各节点可以运行一种不同的操作系统执行不同的任务。 IBM企业级服务器 X架构 “ 按需扩展(XpandOnDemand)”技术合得服务器结构得到进一步优化，它通过提供新的内存和 I/O(输入 /输出 )子系统使新的处理器体系结构能够充分发挥服务器的潜能。传统的服务器在设计上遇到的第一个性能瓶颈就是由于处理器和 I/O总线堵塞，以及内存的低效利用而导致
8、4向并行处理技术的向前发展。企业级服务器 X架构的设计提供了先进的 I/O和内存体系机构和一个高速共享缓存体系机构。工业标准服务器在使用了增强的、高性能的 SMP(对称多处理器 )架构模块技术后， IBM企业级服务器 X架构平台后扩展性得到了新的提高，从而实现了 4路并行性能的有效扩展。 SMP(对称多处理器 )技术是使用从 4路到 8路，再到 12路，甚至是 16路并行处理扩展技术来扩展企业的计算节点，可扩展的企业节点包括处理器、内存、I/O支持、 存储 器和其它设备。每个节点就像一台独立的计算机一样一体化运作，可以运行不同的操作系统，甚至不同分区的多个节点的工作可以镜像分配到一个系统中。节
9、点之间通过一种称之为 “ 对称多功处理器扩展端口 ” 来实现设备间的高速连接和顶峰性能的资源共享。这就使服务器在运行多个节点时就像一个大的、单一节点的组合，或者像两个或者更多的小单元，甚至到可以在以后需要时重新配置。 在 IBM企业级服务器 X架构中还有一种技术更加充分地保证了服务器的扩展性能，那就是 “ Remote I/O(远程输入 /输出 )”技术，这个技术我们在前面已 经提到过，现在我们来具体看看它的实现过程和优势所在。 在工业规范中有一个限制，那就是所有 PCI和PCI-X适配器插槽都必须在主机箱中。一方面设计者总想在有限的机箱空间中设计最大量的适配器插槽，同时他们又想通过使服务器组件变得越来越小来尽量缩小服务器的大小，以满足用户在减小服务器架构空间大小方面的需求。不管怎样，减小服务器的大小也就意味着要牺牲一定的适配器插槽为代价。 (这就是为什么服务器生产商所提供的服务器中要么是有多个适配器插槽，而减少驱动器架，要么是有多驱动器架，而提供的插槽较少。否则就得增加服务器的尺寸，那势必会造成用户拥挤的数据中心出现其它问题。 )
