10张图告诉你：服务器的内部结构到底有多妙（服务器结构图讲解）

10张图告诉你：服务器的内部结构到底有多妙（服务器结构图讲解）

原本今儿还是想写路由器的，和一些粉丝小友聊天时被他们抗议了一下，改成了今天的这篇文章。

身为网络工程师，天天折腾网络那些事儿，少不了要面对服务器这个东西。

对小白来说，可能会有一个疑问：服务器和电脑到底有啥区别啊？

其实，简单来说服务器也是电脑——是为电脑提供服务的电脑。

一台电脑，如果它被需要用来做某些专属用途，就需要安装一些比较特殊的软件，这个时候，这台电脑就可以叫它xx服务器。

这个xx，具体看它被用作什么用途了，用啥就起啥名儿。比如最常见的网站服务器。

但你想登录百度时，你在浏览器里输入电源

电源相当于人体的心脏，需保障电力供应，如果要买服务器，应选择质量好一点的电源。

另外需要注意的是，在实际使用场景中，如果只是配置一个服务器负责核心业务，那么最好使用双电源，并且分别接不同的机房线路；

如果服务器是集群中的一台（若干机器做一件事），则可以不用双电源。除此之外，运维工作中就不用再过多考虑电源的其他问题了。

02 CPU处理器

CPU 处理器相当于人体的大脑，负责整个服务器的运算和控制，是影响其性能效率的最核心部件。

常见的 CPU 种类有如下 2 种：

精简指令集的 CPU：设计代表有 SUN 公司的 SPARC 系列和 ARM 系列等，这类 CPU 的设计特点是指令集精简，每个指令执行的时间很短，操作很简单、效率较高。复杂指令集的 CPU：设计代表有大家熟知的 Intel 至强系列（XEON）和 AMD 系列（应用不多）等，这类 CPU 的设计特点是指令数量多，指令集复杂，且执行的时间较长，但能处理的事务更多、更丰富。

CPU 一般通过频率（GHz）表示性能的好坏，CPU 频率就是用来表示 CPU 每秒钟的工作次数，即频率越高速度越快。

需要注意的是，每一台服务器中不是只能包含一个 CPU，而是可以容纳多个。服务器 CPU 的颗数，我们称为路数。

企业级常见的物理服务器配置包括如下两种：

（1）一般企业里的服务器

CPU 个（颗）数为 2～4 颗，单个（颗）CPU 是四核。内存总量一般是 16～256GB（32GB、64GB 比较常见）。

（2）用于虚拟化的宿主机（例如，应用 VMware（虚拟化软件）、KVM 的主机）

CPU 颗数可达 4～8 颗，内存总量一般是 48～128GB，常规企业可以同时启动 6～10 个虚拟机甚至更多，主要是根据业务需求决定虚拟机的配置大小。

在企业级系统中，选择 CPU 硬件配置，以及监测和优化服务器系统的 CPU 性能，是一项复杂且需要长期实践和反复观察的工作。

另外值得一提的是，CPU 长时间运行会发热，因此需要配置降温的设备，即 CPU 风扇或散热片，其中散热片主要是用金属铜或者铝制作的，作用是将热量快速传导出去。

03 内存（RAM）

内存是 CPU 和硬盘之间的缓冲设备（如图 5 所示），是临时存储器（用于存放数据），这就意味着，如果突然断电，那么位于内存中的数据很可能会丢失。

程序运行的时候，一般会被调度到内存中执行，服务器关闭或程序关闭之后，数据将自动从内存中释放掉。

提到内存，很多企业在面试时，都会问缓冲区和缓存区的区别，作为新手，可以这样回答:

（1）缓冲区

将数据写入内存，这个数据的内存空间在 Linux 系统里一般称为缓冲区（buffer）。例如，写入到内存缓冲区，即写缓冲。为了提高写操作性能，数据在写入最终介质或下一层级介质之前会合并放入缓冲区中，这样会增加数据持久写的延时。因为第一次写入缓冲区后，再向下写入数据之前，还要等待后续的写入，以便凑够数据或者定时写入到永久存储介质中。

（2）缓存区

从内存中读取数据，这个存数据的内存空间在 Linux 系统里一般称为缓存区（cache）。例如，从内存缓存区读取，即读缓存。操作系统利用缓存提高文件系统的读性能和内存的分配性能，应用程序使用缓存也是为了提高读访问效率。

将经常访问的操作结果保存在缓存中可备随时使用，而非总是执行读硬盘以获取数据等开销较高的操作。

记住这样一句话：

缓存无处不在，无论是电脑硬件、操作系统，还是企业网站集群及其他业务系统。

04 硬盘（磁盘）

硬盘就是永久存放数据的存储器，如今常用的硬盘都是 3.5 英寸的，且生产的单块硬盘的容量越来越大，体积却越来越小，速度也越来越快，其中常见的硬盘有300GB、600GB、1TB、3TB、4TB等规格。

注意，对于工业级（企业级）硬盘计算，以 1000 为单位进行换算，即1TB=1000GB。

根据实际场景的需要，硬盘的接口有 IDE、SCSI、SAS、SATA 等几类（其中 IDE、SCSI 已退出历史舞台），硬盘的类型也分为机械硬盘和SSD（固态硬盘）两种。

从性能和价格的角度，可以对现有几类硬盘进行排序（从高到低），依次是 SAS接口固态硬盘 > SATA固态硬盘 > SAS机械硬盘 > SATA机械硬盘。

如图所示，即从存储容量和 I/O 读取速度的角度，对服务器中各个硬件做了比较。

可以看到，硬盘 I/O（读取）性能相比内存差很多，目前解决这个问题的普遍方法是先将大量的数据从硬盘缓存到内存，也就是说写入到缓冲区中，这也是当今互联网网站解决访问速度慢的必备方案。

05 Raid卡（阵列卡）

Raid 称为磁盘冗余阵列，其功能是：

当企业的网站（业务）数据量很大，单块盘装不下的时候，若购买多块硬盘存放数据，就需要利用 Raid 技术将所有硬盘整合成一个大硬盘，然后才能在这个大硬盘上分区（划分隔断、虚拟硬盘）存放数据。

但是，硬盘多了势必会有损坏，可数据是不能丢的。

针对这种情况，Raid 还具备一个功能，就是多块硬盘放置在一起可以配置冗余（备份），由此可以确保即使若干硬盘有损坏，数据也不会丢失。

总的来说，使用 Raid 卡（阵列卡）具有以下好处：

可以将所有硬盘整合到一起（扩充容量）；可以使得数据更加安全（数据冗余）；可以获得更高的效率（读写性能）。

如果有 Raid 卡，则一般会将硬盘连接到 Raid 卡上，而不是直接插到主板上，Raid 卡最终将插到主板对应的插槽里。

不过，在企业真正的重要服务器里，Raid 几乎是不被采用的，请读者注意这点。

06 远程管理卡

远程管理卡是服务器特有的远程管理部件，在家用电脑及笔记本电脑上是不存在的。

它的作用是通过网络远程（异地）开关服务器，并可以查看服务器开关的过程等信息。

不仅如此，远程管理卡还可以细分为服务器自带远程管理卡和独立远程管理卡。

服务器自带的远程管理卡，可以关机、开机，但是看不到开关服务器的过程，因此建议为服务器配备独立的远程管理卡，成本上可能会多花人民币 100 元左右。

但是好处是很明显的，当服务器出现问题时，可以利用管理卡快速查看服务器故障及恢复服务。

07 主板

主板实际上就是一块电路板，相当于人体的骨架，CPU、内存、硬盘、Raid 卡等所有硬件设备最终都要连接在主板上，才能正常工作。

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