Серверы. Курсовая работа по теме: «Техническое обслуживание средств вычислительной техники».

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Сыктывкарский государственный университет

Колледж информатики и вычислительной техники

Специальность 2204

Допущен к защите

Директор колледжа

___________ Л.М.Мартынова

«____»____________2005 г.

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Техническое обслуживание средств вычислительной техники»

НА ТЕМУ: Серверы

Выполнил: студент II курса 25 группы

Воскресенский Д. В.

Проверил: преподаватель Мурадянц Г.Г.

«_____» _____________ 2005 г.

г. Сыктывкар, 2005 г.

План работы

Введение______________________________________________________3

1 История развития серверов_____________________________________4

2 Основные компоненты сервера__________________________________7

2.1 Процессор__________________________________________________7

2.2 Материнская плата___________________________________________9

2.3 Корпус_____________________________________________________11

2.4 Блок питания________________________________________________12

2.5 Память_____________________________________________________12

2.6 Дисковая подсистема_________________________________________13

2.7 RAID массив________________________________________________14

3Техническое обслуживание______________________________________19

4 Инструменты и приборы________________________________________20

5 Химические реактивы__________________________________________21

Заключение____________________________________________________23

Список использованной литературы_______________________________24

Введение

В конце XX века невозможно представить себе жизнь без компьютера.

Компьютер прочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека. На

сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм,

различных групп сложности, назначения и поколений.

Не секрет, что основными критериями выбора при создании сервера или

рабочей станции являются возможность бесперебойной, стабильной работы и

производительность. Для увеличения стабильности компьютерных систем

разработчиками были придуманы различные методы защиты информации с помощью

систем резервного копирования и зеркалирования, а так же горячей замены

аппаратных модулей, таких как блоки питания и жесткие диски. Несмотря на

это, существует множество внештатных ситуаций, которые приводят не только

к потере данных и остановке системы, но и к более серьезным последствиям.

Для уменьшения подобных проблем в данной курсовой работе мы рассмотрим

основные компоненты, принципы работы, перспективы развития и техническое

обслуживание серверов.

История развития серверов

Чтобы лучше понять, что представляют собой современные серверы, кратко

рассмотрим историю их возникновения. Изначально, вся электронная обработка

данных проходила на мощных ЭВМ - мейнфреймах, у пользователей был лишь

терминал для доступа к данным. Мейнфреймы (mainframe - основная стойка

(англ.)) представляли собой мощные, универсальные ЭВМ для массового

одновременного обслуживания нескольких тысяч пользователей. Главная

особенность их архитектуры - сбалансированность, что достигалось с помощью

дополнительного процессора на уровне канала, который синхронизируется с

вычислительным процессором по прерываниям. Обращаясь к канальному

процессору за данными, вычислительный процессор в это время переключался

на расчеты для параллельных задач. Терминал представлял собой

алфавитно-цифровой дисплей и клавиатуру, которые подключались к

мейнфрейму. Мейнфреймы поставляли несколько компаний: Hitachi, Amdahl, IBM

и др. Как правило, их продукция была несовместима между собой.

Компании были замкнуты на решения одного поставщика, который поставлял все

аппаратное и программное обеспечение. Компьютерные системы были очень

дорогими, а переход с одной системы на другую был очень болезненным. В

1971 г. компанией Intel был разработан первый микропроцессор (i4004), что

сделало возможным появление персонального компьютера - IBM PC. С ростом

мощности и количества ПК произошел постепенный переход от централизованной

обработки информации к распределенной (на ПК). Терминалы стали замещаться

ПК, а от мэйнфреймов постепенно отказались.

Однако с ростом количества ПК и их мощности, развитием локальных сетей,

вновь возникла потребность в централизованном хранении и обработке данных.

Появилась необходимость в сервере для персональных компьютеров. Сервер -

устройство в сети, предназначенное для обслуживания доступа к общим

ресурсам (файлы, принтеры, базы данных, приложения и т.д.).

Изначально распространение получили файловые серверы, где пользователи

хранили свои данные и обменивались ими. С ростом глобальной компьютерной

сети Интернет возникло новое направление - телекоммуникационные серверы

(веб-серверы, ftp, доменных имен, почтовые). С развитием СУБД, в силу

изменения формата хранения и доступа к данным, файловые серверы утратили

свою популярность, и их во многом заменили серверы баз данных. Файловые

серверы остаются и по сей день, но они приобрели второстепенное значение -

их используют лишь для хранения пользовательских файлов и различных

архивов. В последнее время выросла популярность терминальных серверов, ПК

пользователей служат лишь терминалом для отображения и ввода данных, а все

пользовательские задачи выполняются на сервере. Таким образом достигается

значительная экономия на ПК (на роль терминала годятся даже маломощные

компьютеры), снижаются затраты на установку и поддержку программного

обеспечения, решаются вопросы конфиденциальности и сохранности данных.

Для снижения совокупной стоимости владения, куда входят затраты на

оборудование, программное обеспечение и обслуживание техники, многие

компании сегодня возвращаются к централизованной обработке данных. Но

теперь компании не замкнуты на одного поставщика аппаратного и

программного обеспечения, на рынке есть широкий выбор решений от различных

фирм.

Сервер стал критическим элементом в современной инфраструктуре обработки

данных, отказ, которого приводит к серьезным временным, а значит и

финансовым потерям. Таким образом, надёжность сервера является важнейшим

фактором. Приведём несколько примеров надёжности и сохранности данных на

серверах:

* Резервирование компонентов: дублированные блоки питания, вентиляторы,

жесткие диски.

* Память с контролем четности (ECC) позволяет автоматически исправлять

однобитовые ошибки

* Удаленное управление и диагностика сервера (возможность просмотра

температуры, скорости вращения вентиляторов, оповещения о критических

сбоях)

* Использование специальных серверных компонентов, которые проходят

более тщательное тестирование.

Основные компоненты сервера

Процессор

В 1995 г. компанией Intel, лидирующим поставщиком микропроцессоров, был

разработан процессор Pentium Pro (150МГц, 512Кб кэш), позиционирующийся

как серверный. Он отличался от десктопных аналогов большим кэшем и

продвинутой архитектурой, частично заимствованной у процессоров с

архитектурой RISC. В Pentium Pro Intel впервые включил технологию

динамического исполнения (Dynamic Execution), то есть инструкции могут

исполнятся не только последовательно, но и параллельно с помощью

предсказания ветвей кода и переупорядоченного исполнения инструкций. Тем

самым значительно повысилась эффективность процессора - количество команд

выполняемых за такт.

Вторым нововведением стал большой встроенный кэш L2. Для серверных систем

наличие большего кэша является очень важным. Процессоры всегда работают на

частотах в несколько раз превышающих частоту памяти. Половина инструкций

стандартных приложений представляет собой команды работы с памятью -

загрузку и выгрузку данных (Load-Store). Работа с памятью происходит по

следующей схеме: если данные не были найдены в кэше L1, то следует

обращение к кэшу L2, на это уходит 9-16 процессорных циклов, если данных

нет и в кэше L2, то на обращение к памяти уходит до 150 процессорных

циклов, в течение которых процессор ждет данные. Большой кэш L2 повышает

вероятность быстрого доступа к данным, следовательно, увеличивает

эффективность работы процессора.

Можно говорить о том, что Intel впервые применяет и обкатывает свои новые

продвинутые технологии именно на серверных процессорах, потом эти

технологии постепенно распространяются и на десктопы. Это уже произошло с

интегрированным кэшем L2, динамическим исполнением, многопоточностью

(hyper-threading). На очереди 64 битная адресация памяти (ЕM64Т).

За Pentium Pro последовали другие серверные процессоры: в 1998 г. - Intel

Pentium II Xeon (400-450МГц, 1-2Мб кэш), Pentium III Xeon (700-900Мгц,

1-2Мб кэш). В 2001 г. был выпущен серверный аналог Pentium 4 (рис. 1)

который используется для построения однопроцессорных систем, для

двухпроцессорных - Xeon DP, для четырехпроцессорных - Xeon MP. Фактически

Intel Xeon, представляет собой Intel Pentium 4, но с включенным блоком

многопроцессорности (SMP). Xeon MP отличается от Xeon DP большим

встроенным кэшем (до 4Мб), использованием более медленной 400МГц шины и

поддержкой 4-x процессоров.

Рисунок 1. Pentium IV 2 GHz

0x01 graphic

Таблица 1. Технические характеристики серверных чипсетов фирмы Intel

+------------------------------------------------------------------------+

|--------+-----------+-----+-------------------+-------------------------|

| 875P | Pentium 4 | 800 | PCI | DDR 266/333/400 |

|--------+-----------+-----+-------------------+-------------------------|

| E7210 | Pentium 4 | 800 | PCI-X 64/66 | DDR 266/333/400 |

|--------+-----------+-----+-------------------+-------------------------|

|--------+-----------+-----+-------------------+-------------------------|

|--------+-----------+-----+-------------------+-------------------------|

|--------+-----------+-----+-------------------+-------------------------|

|--------+-----------+-----+-------------------+-------------------------|

+------------------------------------------------------------------------+

Материнская плата

В серверных системах используются материнские платы двух форм-факторов:

ATX и SSI. ATX более старый и привычный стандарт, ориентированный главным

образом на ПК. Сегодня на его базе создают лишь серверные платы начального

уровня. SSI (Server System Infrastructure) - новый стандарт на серверные

компоненты (блоки питания и корпуса). Введение открытого стандарта SSI

должно упростить создание новых серверных корпусов и блоков питания, тем

самым повлечь за собой уменьшение издержек и конечной цены для

пользователя.

Видимое отличие материнских плат двух стандартов заключается в разных

разъемах питания: 20-контактный у ATX, и новый 24-контактный у SSI.

Одним из факторов, влияющих на цену материнской платы, являются

поддерживаемые ею шины. Для плат начального уровня (однопроцессорных)

характерно наличие стандартной PCI шины, хотя с выходом нового чипсета

Intel E7210, шина PCI-X впервые появилась и на однопроцессорных

материнских платах. На более мощных (двухпроцессорных) платах существуют

несколько независимых шин PCI-X. В настоящее время все серверные платы в

обязательном порядке используют новую последовательную шину PCI Express.

Действительно, PCI Express несет много преимуществ (Табл. 2):

- Повышенная пропускная способность - 200Мб/c на канал, сертифицированы

1-, 2-, 4-, 8-,16- и 32-канальные варианты разъемов. Шина полнодуплексная,

т.е. данные могут передаваться \\\"туда\\\" и \\\"обратно\\\" одновременно, пиковая

скорость может достигать 6,4 Гб/c.

- Поддержка режима \\\"горячей\\\" замены карт расширения.

- Заложены возможности контроля целостности передаваемых данных (CRC).

Таблица 2. Сравнительные характеристики шин передачи данных

+------------------------------------------------------------------------+

|-------------+---------------+---------+----------+---------------------|

| PCI 2.1 | 32 | 33 Мгц | 132 Мб/с | нет |

|-------------+---------------+---------+----------+---------------------|

| PCI 2.1 | 64 | 33 Мгц | 264 Мб/с | нет |

|-------------+---------------+---------+----------+---------------------|

| PCI 2.1 | 64 | 66 Мгц | 512 Мб/с | нет |

|-------------+---------------+---------+----------+---------------------|

| PCI-X | 64 | 133 Мгц | 1 Гб/с | дополнительный Hot |

|-------------+---------------+---------+----------+---------------------|

| PCI-Express | | 2.5-80 | 0.5-16 | да (встроена в PCI |

| | | ГГц | Гб/с | Express Switch) |

+------------------------------------------------------------------------+

Изначально, рынок серверных чипсетов безраздельно принадлежал компании

ServerWorks. Но с выходом Intel Xeon и выпуском чипсета E7500, лидерство

на рынке чипсетов для двухпроцессорных плат перешло к Intel. На данный

момент ServerWorks присутствует лишь на рынке 4-х процессорных серверов с

чипсетом Grand Champion HE.

На данный момент на рынке двухпроцессорных систем присутствуют два чипсета

от Intel: E7501 для серверного сегмента и E7505 для рабочих станций

(поддерживает AGP Pro 8x). Для построения однопроцессорных систем

используются чипсеты Intel 875P и E7210.

Возможность удаленного мониторинга и управления является исключительно

важной характеристикой серверов. Сегодня можно удаленно (по сети) получать

информацию о температуре процессоров, материнской платы, скорости вращения

вентиляторов. Администратор может устанавливать различные варианты

получения предупреждений (по E-mail, на пейджер, SNMP Alerts) о

критических сбоях сервера - остановке вентиляторов, перегреве процессоров,

вскрытия шасси. Существует возможность удаленного включения/выключения и

перезагрузки серверов. В настоящее время доступны дополнительные функций,

например, системные администраторы могут удаленно (по сети) получать

доступ к экрану и консоли управления сервером.

Некоторые производители интегрируют функционал для удаленного управления

на материнских платах (Intel). Другие компании придерживаются более

гибкого подхода - функции управления реализуются докупаемой отдельно

дочерней платой (Tyan, Supermicro). Intel планирует перейти на подобную

схему. Причем у Intel будут присутствовать различные виды дочерних плат,

отличающихся поддерживаемым функционалом удаленного управления.

Корпус

Существуют два основных вида серверных корпусов: стоечные и пьедестальные.

Пьедестальные корпуса (pedestal) - стандартные «башни», отличающиеся от

корпусов ПК лишь размерами, более емкой корзиной для накопителей и более

качественным охлаждением. На сегодняшний день пьедестальные корпуса теряют

популярность, их место занимают стоечные корпуса (rackmount). Они

предназначены для установки в 19-дюймовую телекоммуникационную стойку или

шкаф. Как правило, стоечные корпуса комплектуются рельсами, позволяющими

выдвигать серверы для проведения сервисных работ. Стоечные корпуса

занимают меньше места и удобнее в обслуживании. Высота стоечных корпусов

измеряется в юнитах (U). Один юнит равен 44,5 мм. Самые распространенные

размеры стоечных корпусов: 1U, 2U, 4U и 5U.

Блок питания

Серверные компоненты (процессоры, жесткие диски, материнские платы и др.),

в силу своей высокой производительности потребляют больше электроэнергии,

чем их аналоги для офисных ПК. Следовательно, для серверов требуются более

мощные и надежные источники питания. Серверные процессоры Xeon потребляют

до 120Вт, жесткие диски SCSI до 20Вт, материнские платы до 40Вт. Путем

несложных подсчетов мы можем прийти к выводу, что минимальная мощность

источника питания для однопроцессорных систем должна составлять 300Вт, для

двухпроцессорных - от 400Вт и выше, в зависимости от конфигурации.

В целях повышения надежности в серверах зачастую используют источники

питания с резервированием (redundant). В случае выхода из строя одного

источника питания, в действие вступает дополнительный, при этом питание не

теряется. Администратору на консоль поступает сообщение об отказе одного

из источников, что дает ему возможность оперативно заменить неисправную

часть и восстановить резервирование. Соответственно, в данном случае

источники питания поддерживают возможность «горячей» замены, без

выключения сервера.

Память

В компьютерных системах работа с памятью основывается на очень простых

концепциях — это сохранять один бит информации так, чтобы потом он мог

быть извлечен оттуда.

Для серверов характерна поддержка больших объемов памяти. Обычно на

двухпроцессорных платах присутствуют от 4 до 8 разъемов для модулей

памяти. Соответственно максимальный объем может достигать 16Гб. Хотя на

практике, использование более 4Гб памяти на 32-битных системах

затруднительно. Все серверные платы поддерживают память с контролем

четности (ECC). Память с ECC позволяет исправлять одиночные битовые

ошибки, тем самым, обеспечивая отказоустойчивость сервера. На

двухпроцессорных серверах используется специальная регистровая память.

Отличие от обычной состоит в том, что на ней присутствуют регистры

(буферы), контролирующие распределение сигнала по всем чипам памяти.

Соответственно, буферы увеличивают задержку работы с памятью, но

увеличивают надежность доступа к памяти, что критично для серверов. Таким

образом, двухпроцессорные сервера используют регистровую память с

контролем четности. В однопроцессорные сервера ставят обычную память с

поддержкой ECC или без.

Дисковая подсистема

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Серверы. Курсовая работа по теме: «Техническое обслуживание средств вычислительной техники».

Серверы. Курсовая работа по теме: «Техническое обслуживание средств вычислительной техники».

ИНТЕРЕСНОЕ