小型机基础知识培训

公司综旨
安普利鼎承“以人为本”的管理思想，以“用户的满意就 是我们的成功”为服务理念，凭藉我们雄厚的技术实力，不 断的改进管理，引进专业化优秀人才，竭诚为用户提供“零 距离”的服务，携手迈向共同的成功之颠峰。
小型机的概念
小型计算机 (英语：Mini/Mid-range computer) 指运行原理类似于个人电脑和服务器，但性能及 用途又与它们有所不同的一种高性能计算机 它是70年代由DEC公司首先开发的一种高性能计 算产品 小型计算机曾用来表示一种多用户计算机 它的规模介于大型计算机和个人电脑之间
CISC和RISC
RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)是当前CPU的两种架构。 它们的区别在于不同的CPU设计理念和方法。 早期的CPU全部是CISC架构，它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完 成所需的计算任务。比如对于乘法运算，在CISC架构的CPU上，您可能需要这 样一条指令：MUL ADDRA, ADDRB就可以将ADDRA和ADDRB中的数相乘并将 结果储存在ADDRA中。将ADDRA, ADDRB中的数据读入寄存器，相乘和将结果 写回内存的操作全部依赖于CPU中设计的逻辑来实现。这种架构会增加CPU结 构的复杂性和对CPU工艺的要求，但对于编译器的开发十分有利。比如上面的 例子，C程序中的a*=b就可以直接编译为一条乘法指令。今天只有Intel及其兼容 CPU还在使用CISC架构。 RISC架构要求软件来指定各个操作步骤。上面的例子如果要在RISC架构上实 现，将ADDRA, ADDRB中的数据读入寄存器，相乘和将结果写回内存的操作都 必须由软件来实现，比如：MOV A, ADDRA; MOV B, ADDRB; MUL A, B; STR ADDRA, A。这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产 出功能更强大的CPU，但对于编译器的设计有更高的要求。
RAID知识
为什么要使用RAID？
解决了单个磁盘容量的限制
解决了单个磁盘速度的限制
解决了数据可靠性问题
RAID知识
RAID0 条带化（Stripe）存储。理论上说，有N个磁盘组成的RAID0是单个磁盘读写速 度的N倍。RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上， 因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此并不能算是真正的RAID 结构。 RAID1 镜象（Mirror）存储。它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘 上产生互 为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据， 因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供 了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁 盘上读写，而不需要重组失效的数据。 RAID2 海明码（Hamming Code）校验条带存储。将数据条块化地分布于不同的硬盘上， 条块单位为位或字节，使用称为海明码来提供错误检查及恢复。这种编码技术需 要多个磁盘存放检查及恢复信息，使得RAID 2技术实施更复杂，因此在商业环 境中很少使用。
RAID知识
RAID5 奇偶校验（XOR）条带存储，校验数据分布式存储，数据条带存储单位为块。 RAID 5不单独指定的奇偶盘，而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信 息。在RAID 5上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流 量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比，最主 要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘；而对于 RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，并可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧 的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。 当进行恢复时，比如我们需要需要恢复下图中的A0，这里就必须需要B0、C0、 D0加0 parity才能计算并得出A0，进行数据恢复。所以当有两块盘坏掉的时候， 整个RAID的数据失效。
小型机和服务器的区别
美国Sun、日本Fujitsu（富士通）等公司的小型机是基于 SPARC处理器架构,而美国HP公司的则是基于PA－RISC架 构；Compaq公司是Alpha架构，IBM则是powerPC架构，另 外I／O总线也不相同,Fujitsu是PCI，Sun是SBUS,等等。这 就意味着各公司小型机机器上的插卡,如网卡、显示卡、 SCSI卡等可能也是专用的。此外，小型机使用的操作系统 一般是基于Unix的,像Sun、Fujitsu是用Sun Solaris,HP是用 HP－Unix,IBM是AIX，SGI用的是IRIX。所以小型机是封闭 专用的计算机系统。
RAID知识
RAID是英文Redundant Array of Independent Disks（独立磁盘冗余阵列），简 称磁盘阵列 按不同RAID级别可分为： RAID0 RAID1 RAID2 RAID3 RAID4 RAID5 RAID10/01 RAID6 RAID7
RAID知识
RAID3 奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为字节。它同 RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID 3使 用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶 盘及其他数据盘可以重新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据来说，奇偶盘会成 为写操作的瓶颈。 RAID4 奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为块。RAID 4同 样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但条块单位为块或记录。RAID 4使 用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操作都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验盘会 成为写操作的瓶颈，因此RAID 4在商业环境中也很少使用。
RAID知识
RAID10和RAID01的比较 - RAID10是先做镜象，然后再做条带。 - RAID01则是先做条带，然后再做镜象。 比如以6个盘为例，RAID10就是先将盘分成3组镜象，然后再对这3个RAID1做 条带。RAID01则是先利用3块盘做RAID0，然后将另外3块盘做为RAID0的镜象。 下面以4块盘为例来介绍安全性方面的差别： 1、RAID10的情况 这种情况中，我们假设当DISK0损坏时，在剩下的3块盘中，只有当DISK1一个 盘发生故障时，才会导致整个RAID失效，我们可简单计算故障率为1/3。 2、RAID01的情况 这种情况下，我们仍然假设DISK0损坏，这时左边的条带将无法读取。在剩下的 3块盘中，只要DISK2，DISK3两个盘中任何一个损坏，都会导致整个RAID失效， 我们可简单计算故障率为2/3。 因此RAID10比RAID01在安全性方面要强。 从数据存储的逻辑位置来看，在正常的情况下RAID01和RAID10是完全一样的， 而且每一个读写操作所产生的IO数量也是一样的，所以在读写性能上两者没什么 区别。而当有磁盘出现故障时，比如前面假设的DISK0损坏时，我们也可以发现， 这两种情况下，在读的性能上面也将不同，RAID10的读性能将优于RAID01。
小型机和服务器的区别
特有体系结构 各制造厂自己的专利技术 采用小型机专用处理器 生产小型机的厂商主要有IBM、HP、SUN、Fujitsu（富士通）等等 小型机仅仅是低价格、小规模的大型计算机，典型的小型机运行UNIX或 者其它专用的操作系统。它们比大型机价底，却几乎有同样的处理能力。 小型机跟普通的服务器（也就是常说的PC-SERVER）是有很大差别的， 最重要的一点就是小型机的高RAS（Reliability, Availability, Serviceability 高可靠性、高可用性、高服务性）特性。
小型机基础知识
南京安普利网络系统服务有限公司
编写：连建生 日期：2010/7/12
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公司介绍 小型机的概念 小型机和服务器的区别 CPU的架构 RAID知识 磁盘接口 磁盘阵列 UNIX知识 常用芯片生产厂商
Байду номын сангаас
公司介绍
成立于1995年 专业的支持队伍 正式员工超过500人，70％为技术服务工程师 从事HP、IBM、SUN等主机服务和Oracle数据库等服务工 作 具有丰富的项目管理与实施经验 公司通过了维保服务领域的IS09001质量体系认证 具有国内第一流的关键业务主机系统专业服务保障体系
CPU架构
SUN SPARC IBM PowerPC Intel Itanium SGI MIPS Compaq Digital Alpha HP PA-RISC AMD SledgeHammer
服务器用处理器几乎都是清一色的RISC（精简指令集）架构，用在高端 的工作站或服务器中。
RAID知识
RAID6 奇偶校验（XOR）条带存储，两个分布式存储的校验数据，数据条带存储单位 为块。与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立 的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，即使两块磁盘同时失效也不 会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相对 于RAID 5有更大的“写损失”，因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的 实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。 RAID7 这是一种新的RAID标准，其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软 件工具，可完全独立于主机运行，不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一 种存储计算机（Storage Computer），它与其他RAID标准有明显区别。 RAID 7等级是至今为止，理论上性能最高的RAID模式，因为它从组建方式上就 已经和以往的方式有了重大的不同。基本成形式见图，以往一个硬盘是一个组成 阵列的“柱子”，而在RAID 7中，多个硬盘组成一个“柱子”，它们都有各自 的通道，也正因为如此，你可以把这个图分解成一个个硬盘连接在主通道上，只 是比以前的等级更为细分了。这样做的好处就是在读/写某一区域的数据时，可 以迅速定位，而不会因为以往因单个硬盘的限制同一时间只能访问该数据区的一 部分，在RAID 7中，以前的单个硬盘相当于分割成多个独立的硬盘，有自己的 读写通道。