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数据中心基础知识.docx
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2022-07-10
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数据中心在逻辑上包括硬件和软件。硬件是指数据中心的基础设施,包括支撑系统和计算机设备等;软件是指数据中心所安装的程序和提供的信息服务。一个完整的数据中心在其建筑之中,包括支撑系统、计算机设备和信息服务这三个逻辑部分。支撑系统主要是电力设备、环境调节设备和监控设备,这些系统是保证上层计算机设备正常、安全运转的必要条件。数据中心的计算机设备包括服务器、存储设备和网络设备,这些设备运行着上层的信息服务。信息服务的质量依赖于底层支撑系统和计算机设备的服务器能力。只有综合考虑各种因素、整体统筹兼顾,才能保证数据中心的良好稳定运行。 服务器作为数据中心信息服务的主要载体,同时与存储设备和网络设备相连,是数据中心的核心组件。当前数据中心的服务器按形态可分为塔式服务器、机架式服务器和刀片式服务器这三类。从网络设计上看,塔式服务器与机架式服务器的部署模式相似,且受数据中心机房空间等因素的限制,机架式服务器和刀片服务器已成为数据中心主要的服务器形态,以下针对后两种形态的服务器做分析探讨。 服务器形态差异 塔式服务器 塔式服务器的外形与个人PC主机相似。与普通PC相比,塔式服务器的主板可扩展性强,接口和插
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数据中心基础知识
数据中心在逻辑上包括硬件和软件。硬件是指数据中心的基础设施,包括支撑系统和计
算机设备等;软件是指数据中心所安装的程序和提供的信息服务。一个完整的数据中心在其
建筑之中,包括支撑系统、计算机设备和信息服务这三个逻辑部分。支撑系统主要是电力设
备、环境调节设备和监控设备,这些系统是保证上层计算机设备正常、安全运转的必要条件。
数据中心的计算机设备包括服务器、存储设备和网络设备,这些设备运行着上层的信息服务。
信息服务的质量依赖于底层支撑系统和计算机设备的服务器能力。只有综合考虑各种因素、
整体统筹兼顾,才能保证数据中心的良好稳定运行。
服务器作为数据中心信息服务的主要载体,同时与存储设备和网络设备相连,是数据中
心的核心组件。当前数据中心的服务器按形态可分为塔式服务器、机架式服务器和刀片式服
务器这三类。从网络设计上看,塔式服务器与机架式服务器的部署模式相似,且受数据中心
机房空间等因素的限制,机架式服务器和刀片服务器已成为数据中心主要的服务器形态,以
下针对后两种形态的服务器做分析探讨。
服务器形态差异
塔式服务器
塔式服务器的外形与个人 PC 主机相似。与普通 PC 相比,塔式服务器的主板可扩展性
强,接口和插槽比普通 PC 多,机箱尺寸比普通 PC 大。塔式服务器成本低,可满足入门级
服务器的需求。但塔式服务器占用的机架空间大,不便于挪动,因此在规模较大的数据中心
已很少部署这种形态的服务器。
图 1. 塔式服务器
机架式服务器
机架式服务器是一种外观按照统一标准设计、配合机柜使用的服务器,如图 2 所示。由
于采用统一的机架式结构,服务器可以方便的与同一机柜或位于列头柜内的以太网交换机连
接,简化了机房的布线和管理。
数据中心基础知识
机架式服务器的尺寸有统一的标准:服务器的宽度为 19 英寸,高度以 U 为单位,机架
式服务器的高度在 1U 到 7U 之间。
相比塔式服务器,机架式服务器的优点是占用机柜空间小,单位空间可放置更多服务器,
便于机房内统一管理,且服务器移动方便。机架式服务器对机房的制冷要求较高,对于风
冷方式的数据中心,在安装服务器时,要求冷空气从服务器机柜前的镂空地板送入机柜,服
务器从前面板将冷空气吸入,冷气流经服务器内部转换成热空气后,从服务器后面板流出。
热空气沿循环通道重新进入制冷装置。
图 2. 机架式服务器
由于服务器内部空间限制,扩充性受限制,例如 1U 的服务器通常只有 1 到 2 个 PCI 扩
充槽。因此这种服务器多用于服务器数量较多,且机房有比较适宜的制冷装置的大型数据中
心。
刀片服务器
刀片服务器具有集成化、高密化的特点,其主体结构是一个大型的具有标准机箱尺寸的
机箱(又称为“刀箱”),刀箱内部可插上多块 “服务器刀片”单元,其中每一块服务器刀片
就是一台独立的服务器。每个服务器刀片可以通过本地硬盘运行自己的操作系统,相互之间
没有关联。多个服务器刀片也可通过集群软件组成一个服务器集群。在集群模式下,所有服
务器刀片通过高速网络环境互联,服务于相同的用户群。除服务器刀片外,刀箱内还可根据
需要安装具有不同功能的“刀片模块”,如:网络刀片、存储刀片、管理刀片等。其中网络刀
片(又称为刀片交换机)的功能相当于以太网交换机,刀片交换机通常以 1GE 或 10GE 端
口与刀片服务器连接,并提供 10GE 端口与上行交换机连接;存储刀片可以被视为一个硬盘
模块,通过背板总线或者硬盘接口线向服务器刀片提供存储功能;管理刀片通过服务器刀片
上集成的监控管理芯片进行刀片服务器的集中监控和管理。
数据中心基础知识
图 3. 刀片服务器
刀片服务器一般应用在大型数据中心或计算密集的领域,如电信、金融行业和互联网数
据中心等。对企业和互联网服务提供商来说,随着业务的发展和对服务器需求的增长,刀片
服务器在节约空间、便于管理、可扩展性方面相对与机架式服务器有显著的优势。但刀片服
务器由于计算密度成倍提高,对单机柜的供电功率以及制冷方式提成更高要求。
数据中心服务器网络接入方式概述
图 4. 数据中心服务器区分层网络模型
如图 4 所示,在典型的数据中心服务器区分层网络模型中,网络核心层用于连接各服务
器区的汇聚层设备,实现服务器区之间报文的高速转发。汇聚层设备做为服务器的网关,是
服务器区的网络流量汇集点,是部署安全设备和应用优化设备的最佳位置。数据中心接入层
为服务器提供高可用的二层网络接入,并通过 VLAN 划分实现接入服务器的隔离。接入层
应根据服务器数量规划接入交换机的端口数,并考虑未来的扩展能力。接入层应按照服务器
物理形态进行统一规划,相同形态的服务器对于网络接入方式以及机柜布线的要求基本相同,
因此将相同形态的服务器集中摆放,并接入到相同的接入层交换机上可提高服务器机柜利用
率和机房的管理效率。
无论对于机架式服务器还是刀片式服务器而言,高可用性与高扩展性都是数据中心网络
接入层网络设计的基本原则。然而,机架式服务器与刀片式服务器在网络可管理性方面却有
不同的要求。在刀片服务器的刀箱中,通常配有管理模块(或管理刀片),通过管理模块提
供的 WEB 界面,可以实现对刀箱中的服务器刀片和刀片交换机的统一管理。这种管理统一
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资源评论
- 跑腿儿的2023-06-29资源使用价值高,内容详实,给了我很多新想法,感谢大佬分享~
- m0_582287382022-10-25感谢资源主的分享,很值得参考学习,资源价值较高,支持!
是空空呀
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