【Linux】-计算机硬件基础

参考资料：
1.视频课程《Linux运维》
2.书籍PDF版《Linux运维 Web集群实战》
3微信公众号文章《高并发那点事儿》

一、网站PC服务器

• 1U(Unit)=4.45cm
  2U型号（2014-2016）:R720,R730
  1U型号（2014-2016）:R420,R430,R620,R630
• 互联网公司服务器品牌： DELL(大多数)，HP，IBM（百度）

二、电脑主机组成

CPU:大脑
内存(临时存放，快)：胃...
硬盘(永久存放数据)
显卡：眼睛
声卡：耳朵

1.电脑电源：心脏

一台服务器用双电，双路。如果是集群（一堆机器做一件事情）的情况可用单电。

2.主板：骨架

• 南桥芯片：I/O之间的通信
• 北桥芯片：CPU，内存

3.CPU(中央处理器)

• CPU负责运算和控制，是服务器性能效率的最核心部件。
• CPU比计算机任何部件都更能决定计算机的工作速度和效率。
• 型号：Intel , AMD
• 一般企业服务器的CPU颗数2-4颗，单颗CPU4核。

4.CPU风扇

• 作用：为CPU降温

5.BOIS芯片

• 作用：负责主板通电后各部件自检，设置，保存。一切正常后才能启动操作系统。

6.磁盘（硬盘）

• 作用：永久存放数据的存储器，磁盘上也有缓存（芯片）。我们通过服务器提供网站服务，网站数据来自硬盘。硬盘好坏直接决定网站的访问速度，但硬盘相对于内存来讲还是慢。所以在企业中，最好少用硬盘不用硬盘，多用内存。
• 类型
  • 机械硬盘(马达，电机带动磁盘运转，速度慢)：Ide(SCSI),SAS,SATA
  • 固态/电子硬盘(使用速度快)：SSD
  • 速度：SSD>SAS>SATA>Ide
• 企业服务器应用
  • 常规选择SAS（SATA,SCSI）
  • 不对外提供访问：SATA,缺点是速度慢。
  • 高并发，小数据量，可以选择SSD，速度快。
  • 淘宝：SSD和SATA结合，高并发用SSD，低访问用SATA。

企业网站，都会尽量让用户从内存中读取数据，而不是硬盘。优化一般都是磁盘和内存的使用比例优化。

7.DELL阵列卡（RAID卡）

• 基本作用
  • 网站数据量很大，单块盘装不了，就购买多个盘，但是又不想单个盘存放数据。就需要工具把所有硬盘整合成一个大磁盘，再这个大磁盘上再分区（虚拟磁盘）放数据。
  • 多块盘放在一起可以有冗余（备份）
• RAID多种整合方式
  • RAID0：最低1块盘，最多N块组合，容量没有损失。组合之后变成一块盘，读写性能好，但是没有冗余（备份）
  • RAID1：只能2块盘，大小同小的那块盘一样，另一块备份，有50%冗余。数据是2个磁盘的一半，性能低
  • RAID5：至少3块盘，可以是5,7,8...容量损失一块盘。性能备份都中庸，企业常见。
  • RAID10（1+0）：最少4块盘，容量1/2，冗余1/2，最多坏2块，读写性能比较好，但是成本高。
  • 冗余度：1>10>5>0
  • 性能：0>10>5>1
  • 成本：0<5<1<10
• 互联网公司根据数据的存储和访问需求，去匹配对应的raid级别。
  • 单台服务器: 很重要，盘不多，系统盘raid1，数据量比较大raid10
  • 数据库/存储服务器:主库（不好扩展，不好备份）raid10,从库raid5\raid0（为了维护成本,尽量一致raid10）
  • WEB服务器，如果没有太多数据的话，raid5,raid0（单盘）。
  • 有多台，监控/应用服务器，raid0,raid5

有RAID卡后，一般磁盘就会插到RAID卡上，而不是主板上。RAID卡上也是有缓存的。

8.内存

1.内存是临时存放数据的地方，运行时被调度，服务器关闭或者程序关闭之后，数据自动从内存中释放掉。

• 程序：c/php/java，代码文件，静态，存放在磁盘里的数据
• 进程：正在运行的程序，进程运行就是把程序放在内存里执行。

2.内存的速度决定电脑的速度。

• 内存是CPU直接访问的存储器，CPU从内存中读取操作指令和数据，又把运算或处理结果送回内存。
• 内存很快，但是还是没有CPU快。

3.企业案例

• 高并发，大数据量写数据（微博，红包）：
  • 先写入内存，再定时定量写入磁盘。
  • 优点:性能高，速度快。
  • 缺点:可能存在数据丢失。
  • 解决方案:
    • 服务器主板安装蓄电池，断电瞬间把数据回写到磁盘
    • UPS（一组蓄电池）不间断供电
    • 选双电路机房
• 并发不是很大，数据也不是特别大的网站，读多写少的业务:
  • 数据写入磁盘，再通过程序把数据读入内存，再对外通过读内存提供访问服务。

并发与并行

如果一个系统支持两个或多个动作（Action）同时存在，那就是一个并发系统。

如果一个系统支持两个或多个动作同时执行，那就是一个并行系统。

也就是说，单个CPU永远无法同时执行两个或以上的任务，但是允许任务同时存在。

所以，只有多核或多个CPU才可能发生并行，如果单核单CPU只能发生并发行为。

缓存无处不在。

企业面试题目：

buffer 和 cache 有什么区别？

• buffer:写入数据到内存，这个存数据的空间称为缓冲区buffer，写入缓冲区。
• cache:从内存读取数据，这个存数据的空间称为缓存区cache，内存缓存区。

9.光驱：

• 作用：装系统，但是光驱逐渐被淘汰。因为可以使用U盘安装，网络安装（如何给一万台机子装系统？）

• 网络安装系统：

  • KICKSTART无人值守安装
  • COBBLER无人值守安装

10.远程管理卡：

• 作用：开关服务器，并可以查看服务器开关的过程等信息。
• 一般选择独立的远程管理卡，可以快速恢复服务。
• 大客户有KVM的远程管理，特大客户会有自己的人员扎住机房。

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