1、集群(Cluster)技術

　　集群技術是近幾年新興起的一項高性能計算技術。它是將一組相互獨立的計算機通過高速的通信網(wǎng)絡而組成的一個單一的計算機系統(tǒng)，并以單一系統(tǒng)的模式加以管理。其出發(fā)點是提供高可靠性、可擴充性和抗災難性。

　　一個服務器集群包含多臺擁有共享數(shù)據(jù)存儲空間的服務器，各服務器之間通過內部局域網(wǎng)進行相互通信；當其中一臺服務器發(fā)生故障時，它所運行的應用程序將由其他的服務器自動接管；在大多數(shù)情況下，集群中所有的計算機都擁有一個共同的名稱，集群系統(tǒng)內任意一臺服務器都可被所有的網(wǎng)絡用戶所使用。

　　在集群系統(tǒng)中運行的服務器并不一定是高檔產品，但服務器的集群卻可以提供相當高性能的不停機服務；每一臺服務器都可承擔部分計算任務，并且由于群集了多臺服務器的性能，因此，整體系統(tǒng)的計算能力將有所提高；同時，每臺服務器還能承擔一定的容錯任務，當其中某臺服務器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以在專用軟件的支持下將這臺服務器與系統(tǒng)隔離，并通過各服務器之間的負載轉移機制實現(xiàn)新的負載平衡，同時向系統(tǒng)管理員發(fā)出報警信號。

　　集群系統(tǒng)通過功能整合和故障過渡技術實現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性和高可靠性，集群技術還能夠提供相對低廉的總體擁有成本和強大靈活的系統(tǒng)擴充能力。

　　2、SMP(Symmetric Multi-Processing)技術

　　即對稱多處理，是指在一個計算機上匯集了一組處理器(多CPU)。各CPU之間共享內存子系統(tǒng)以及總線結構。雖然同時使用多個CPU，但是從管理的角度來看，它們的表現(xiàn)就像一臺單機一樣。系統(tǒng)將任務隊列對稱地分布于多個CPU之上，從而極大地提高了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。隨著用戶應用水平的提高，只使用單個的處理器確實已經很難滿足實際應用的需求，因而各服務器廠商紛紛通過采用對稱多處理系統(tǒng)來解決這一矛盾。PC服務器中最常見的對稱多處理系統(tǒng)通常采用2路、4路、6路或8路處理器。目前UNIX服務器可支持最多64個CPU的系統(tǒng)，如Sun公司的產品Enterprise 10000。SMP系統(tǒng)中最關鍵的技術是如何更好地解決多個處理器的相互通訊和協(xié)調問題。

　　3、NUMA(Non-Uniform Memory Access)分布式內存存取

　　在高性能計算領域，目前一種被各廠商廣泛采用的新技術是NUMA。它的思路是將SMP和群集的優(yōu)勢結合起來。它是由若干通過高速專用網(wǎng)絡連接起來的獨立節(jié)點所構成的系統(tǒng)，各個節(jié)點可以是單個的CPU或是一個SMP系統(tǒng)。這一技術是對傳統(tǒng)的基于Intel的SMP系統(tǒng)的一種改進。傳統(tǒng)的基于Intel的SMP系統(tǒng)常常會因共享內存總線上的數(shù)據(jù)過于擁擠而導致數(shù)據(jù)阻塞。在一般情況下，它們無法容納16～32個處理器。而如果采用NUMA技術，每一Intel處理器都將擁有其自己的局部內存，并能夠形成與其它芯片中的內存靜態(tài)或動態(tài)的連接。NUMA服務器可容納64或64個以上的處理器。NUMA體系結構的機器從內部看，整體上是分布內存式的，但是由于它的傳輸通道速度非常高，所以用戶用起來就像是共享內存式的機器一樣。它的價格介于SMP系統(tǒng)和群集系統(tǒng)之間。最初NUMA技術是建立在采用專用的IRIX操作系統(tǒng)和MIPS處理器之上的，而現(xiàn)今該項技術已經被越來越多的廠商所采用。

　　4、ISC(Intel Server Control)Intel服務器控制

　　ISC是一種網(wǎng)絡監(jiān)控技術，只適用于使用Intel架構的帶有集成管理功能主板的服務器。采用這種技術后，用戶在一臺普通的客戶機上，就可以監(jiān)測網(wǎng)絡上所有使用Intel主板的服務器，監(jiān)控和判斷服務器是否“健康”。一旦服務器中機箱、電源、風扇、內存、處理器、系統(tǒng)信息、溫度、電壓或第三方硬件中的任何一項出現(xiàn)錯誤，就會報警提示管理人員。值得一提的是，監(jiān)測端和服務器端之間的網(wǎng)絡可以是局域網(wǎng)也可以是廣域網(wǎng)，可直接通過網(wǎng)絡對服務器進行啟動、關閉或重新置位，極大地方便了管理和維護工作。

　　5、EMP(Emergency Management Port)應急管理端口

　　EMP是服務器主板上所帶的一個用于遠程管理服務器的接口。遠程控制機可以通過Modem與服務器相連，控制軟件安裝于控制機上。遠程控制機通過EMP Console控制界面可以對服務器進行下列工作：

　　A.打開或關閉服務器的電源。

　　B.重新設置服務器，甚至包括主板BIOS和CMOS的參數(shù)。

　　C.監(jiān)測服務器內部情況：如溫度、電壓、風扇情況等。

　　以上功能可以使技術支持人員在遠地通過Modem和電話線及時解決服務器的許多硬件故障。這是一種很好的實現(xiàn)快速服務和節(jié)省維護費用的技術手段。

　　通過ISC和EMP兩種技術可以實現(xiàn)對服務器的遠程監(jiān)控管理

　　6、RAID(Redundant Array of Independent Disks)廉價冗余磁盤陣列

　　由于磁盤的存取速度跟不上CPU的處理速度，從而使磁盤成為提高服務器I／O能力的一個瓶頸。為解決計算機CPU的高速和磁盤的低速之間日益加劇的矛盾，1987年美國加利福尼亞大學伯克利分校的David.A.Pattorson教授等人提出了RAID的概念。其技術思想是：利用現(xiàn)有的小型廉價磁盤，把多個磁盤按一定的方法組成一個磁盤陣列，通過一些硬件技術和一系列的調度算法，使得整個磁盤陣列對用戶來說，就像是在使用一個容量很大、而可靠性和速度非常高的大型磁盤。

　　RAID技術采用若干硬磁盤驅動器按照一定要求組成一個整體，整個磁盤陣列由陣列控制器管理。磁盤陣列有許多特點：首先，提高了存儲容量；其次，多臺磁盤驅動器可并行工作，提高了數(shù)據(jù)傳輸率；第三，由于有校驗技術，提高了可靠性：如果陣列中有一臺硬磁盤損壞，利用其它盤可以重新恢復出損壞盤上原來的數(shù)據(jù)，而不影響系統(tǒng)的正常工作，并可以在帶電狀態(tài)下更換已損壞的硬盤(即熱插拔功能)，陣列控制器會自動把重組數(shù)據(jù)寫入新盤，或寫入熱備份盤而將新盤用做新的熱備份盤；另外磁盤陣列通常配有冗余設備，如電源和風扇，以保證磁盤陣列的散熱和系統(tǒng)的可靠性。

　　目前常用的RAID類型可分為：RAID0、RAID1、RAID3、RAID5等。

　　7、I2C(inter-integrated circuit)總線

　　I2C總線是一種由飛利浦公司開發(fā)的串行總線，產生于80年代，最初為音頻和視頻設備開發(fā)，而如今主要在服務器管理中使用。I2C總線包括一個兩端接口，通過一個帶有緩沖區(qū)的接口，數(shù)據(jù)可以被I2C發(fā)送或接受?？刂坪蜖顟B(tài)信息則通過一套內存映射寄存器來傳送。利用I2C硬件總線技術可以對服務器的所有部件進行集中管理，可隨時監(jiān)控內存、硬盤、網(wǎng)絡、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。

　　I2C總線最主要的優(yōu)點是其簡單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線占用的空間非常小，從而減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，進而降低了互聯(lián)成本。總線的長度可高達25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個組件。I2C總線的另一個優(yōu)點是，它支持多主控(multi-mastering)，其中任何能夠進行發(fā)送和接收的設備都可以成為主總線。一個主總線能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率。自然，在任何時間點上只能有一個主總線。

　　8、智能輸入/輸出(Intelligent I2O)技術

　　由于PC服務器的I/O體系源于單用戶的PC臺式機，而不是為處理大吞吐量任務的專用服務器而設計的，一旦成為網(wǎng)絡中心設備后，數(shù)據(jù)傳輸量大大增加，因而I/O數(shù)據(jù)傳輸經常會成為整個系統(tǒng)的瓶頸。I2O智能輸入/輸出技術把任務分配給智能I/O系統(tǒng)，在這些子系統(tǒng)中，專用的I/O處理器將負責中斷處理、緩沖存取以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)葻┈嵢蝿?，這樣系統(tǒng)的吞吐能力就得到了提高，服務器的主處理器也能被解放出來去處理更為重要的任務。因此，依據(jù)I2O技術規(guī)范實現(xiàn)的PC服務器在硬件規(guī)模不變的情況下能處理更多的任務，作為中小型網(wǎng)絡核心的低端PC服務器可以從中獲得更多的性能提高。

　　9、多處理器通信和協(xié)調技術

　　企業(yè)級PC服務器大都為多處理器結構，這樣多處理器之間的通信與協(xié)調就十分重要。采用多處理器通信和協(xié)調技術后，PC服務器可將超過四個以上的處理器群分為多個組，每個處理器組都配有一個高速緩存系統(tǒng)，通過對緩存映射結構的一致性檢驗，從而保證在計算過程中每組處理器中內置的高速緩存信息和內存中相應信息的一致性。為保證系統(tǒng)間的高速通信，采用這種技術的系統(tǒng)內部還普遍采取了高速交換模塊的設計思想，使得系統(tǒng)中每組處理器都能夠獨占一個100MHz的系統(tǒng)總線。在有的系統(tǒng)內部還采用了多個獨立的內存板，每個內存板占據(jù)一個單獨的100MHz系統(tǒng)總線，在這些內存板、多組處理器模塊和I/O總線之間又采用一個高速的交換式總線系統(tǒng)，以保證其中任一組設備之間均可以100MHz的高速率進行通信傳輸，從而使整個系統(tǒng)的傳輸帶寬達到較高水平。這些措施不僅有效地解決了傳統(tǒng)的多處理器系統(tǒng)中的傳輸帶寬瓶頸的問題，從而極大地提高了系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)，并且還為系統(tǒng)群集提供了平穩(wěn)的升級方案，為企業(yè)的關鍵性運算提供性能更高、可用性更好的硬件平臺。

　　10、熱插拔(Hot Swap)

　　熱插拔功能就是允許用戶在不關閉系統(tǒng)，不切斷電源的情況下取出和更換損壞的硬盤、電源或板卡等部件，從而提高了系統(tǒng)對災難的及時恢復能力、擴展性和靈活性等，例如一些面向高端應用的磁盤鏡像系統(tǒng)都可以提供磁盤的熱插拔功能。如果沒有熱插拔功能，即使磁盤損壞不會造成數(shù)據(jù)的丟失，用戶仍然需要暫時關閉系統(tǒng)，以便能夠對硬盤進行更換，而使用熱插拔技術只要簡單的打開連接開關或者轉動手柄就可以直接取出硬盤，而系統(tǒng)仍然可以不間斷地正常運行。

　　對于一些應用于關鍵任務的服務器，由于可以在不停機的情況下更換損壞的RAID卡或以太網(wǎng)卡等，從而大大地減少了由于硬件故障而造成的系統(tǒng)停機時間。