云计算&服务器基础小白教程

云计算&服务器基础小白教程

基于华为FusionCompute培训课件整理，通俗讲解，零基础友好

文章目录

• 云计算&服务器基础小白教程
• • 一、IT发展与云计算入门
  • • [1.1 什么是IT](#1.1 什么是IT)
    • [1.2 传统IT遇到什么麻烦](#1.2 传统IT遇到什么麻烦)
    • [1.3 IT平台三代演进](#1.3 IT平台三代演进)
    • [1.4 虚拟化是什么？](#1.4 虚拟化是什么？)
    • [1.5 云计算定义](#1.5 云计算定义)
    • • 云计算五大特征
      • 云计算发展三阶段
      • [三大服务模式 IaaS / PaaS / SaaS（租房类比）](#三大服务模式 IaaS / PaaS / SaaS（租房类比）)
      • 三大部署模式
    • [1.6 主流厂商&产品](#1.6 主流厂商&产品)
  • 二、服务器基础：服务器是什么？
  • • [2.1 服务器定义](#2.1 服务器定义)
    • [2.2 计算产业3代](#2.2 计算产业3代)
    • [2.3 服务器三种硬件形态](#2.3 服务器三种硬件形态)
  • 三、服务器内部硬件拆解
  • • [3.1 CPU（中央处理器）](#3.1 CPU（中央处理器）)
    • [3.2 内存（主存储器）](#3.2 内存（主存储器）)
    • [3.3 硬盘（持久存储，断电数据不丢）](#3.3 硬盘（持久存储，断电数据不丢）)
    • [3.4 RAID磁盘阵列（重点）](#3.4 RAID磁盘阵列（重点）)
    • [3.5 网卡NIC（网络接口卡）](#3.5 网卡NIC（网络接口卡）)
    • [3.6 电源 & 风扇](#3.6 电源 & 风扇)
  • [四、服务器关键管理技术：BMC & BIOS](#四、服务器关键管理技术：BMC & BIOS)
  • • [4.1 IPMI & BMC](#4.1 IPMI & BMC)
    • [4.2 BIOS（基本输入输出系统）](#4.2 BIOS（基本输入输出系统）)
  • 五、课后习题答案
  • • 《服务器基础》思考题
    • 《云计算概述》思考题
  • 六、缩略语速查表

一、IT发展与云计算入门

1.1 什么是IT

IT = 信息处理全套集合，包含硬件、软件、通信、配套服务 。 生活例子：网约车、线上酒店预订、手机线上购物，都是IT模式创新。 IT底层根基：数据中心，由服务器、存储、网络、电源制冷等设备组成。

1.2 传统IT遇到什么麻烦

随着手机、物联网设备爆发，数据爆炸，老式机房有4大痛点：

1. 业务上线慢：买硬件、装机调试周期很长
2. 扩展困难：业务暴涨，机器不够用，临时采购来不及
3. 可靠性不强：一台机器坏业务就挂掉
4. TCO（总体拥有成本）居高不下：硬件、电费、维护花钱多

解决思路：IT基础设施整合、资源充分复用、业务持续优化，走向云化。

1.3 IT平台三代演进

平台	时代	特点
第一平台	大型机时代	用户百万级，大型机专用计算
第二平台	局域网/互联网时代	用户千万级，物理服务器一台台跑业务
第三平台	云计算时代	用户十亿级，融合云、大数据、移动互联网、物联网

架构演变： 传统IT：一台服务器跑一套系统，资源大量闲置 虚拟化：一台物理机器拆分多个虚拟机，资源复用 云化架构：整套硬件变成大资源池，统一调度分配

1.4 虚拟化是什么？

通俗比喻：一栋大房子（物理服务器）隔成多个独立公寓（虚拟机），每套公寓独立用，互不干扰。

虚拟化：把物理硬件抽象成逻辑资源。

• 以前：操作系统死死绑定硬件，一台机器只能跑一套系统
• 虚拟化之后：硬件变成共享资源池，上层系统从池子拿资源，一台物理机同时跑很多台虚拟机。

虚拟化发展简史：

1. 1964 IBM大型机最早尝试虚拟化
2. 1999 VMware发布x86虚拟化产品
3. 2002 Xen开源；2006 KVM诞生；2008 Hyper‑V、LXC容器发布
4. 2013 Docker问世，容器技术爆发

1.5 云计算定义

NIST权威定义：

云计算是一种模型，可以随时随地、方便、按需地从可配置的计算资源共享池拿网络、服务器、存储、应用服务；资源可以快速分配释放，尽量减少人工管理。

生活中的云计算：云相册、云盘、云音乐、云文档。 工作中的云计算：云会议、线上直播。

云计算五大特征

1. 按需自助服务：自己手动申请资源，不用找管理员
2. 广泛网络接入：手机、电脑各种设备上网就能用云资源
3. 资源池化：硬件全部合并成大池子，分给很多用户
4. 快速弹性伸缩：业务暴涨立刻扩容，业务低谷立刻释放资源
5. 可计量服务：用多少算多少钱，按量计费

云计算发展三阶段

1. 云计算1.0 计算虚拟化：KVM/Xen/VMware，重点提升硬件利用率
2. 云计算2.0 基础设施云化：OpenStack、VMware，软件定义硬件，资源标准化自动化
3. 云计算3.0 应用云化：Docker容器，云原生，专注应用敏捷开发上线

三大服务模式 IaaS / PaaS / SaaS（租房类比）

类型	中文	通俗比喻	厂商提供	用户做什么	例子
IaaS	基础设施即服务	租毛坯房，房子给你，装修家具自己搞	服务器、存储、网络硬件、虚拟化	自己装系统、数据库、部署业务	阿里云ECS、华为ECS云服务器
PaaS	平台即服务	租精装空房，硬装水电全好，你只买家具	运行环境、数据库、开发工具	只写自己业务代码，不用管底层机器	云函数、开发平台
SaaS	软件即服务	住酒店，拎包入住，全部酒店搞定	完整现成软件应用	直接点开软件用，啥底层都不用管	钉钉、腾讯会议、在线文档

三大部署模式

1. 私有云：整套云硬件只归一家企业/单位用，适合政府、金融，重视数据安全。
2. 公有云：云厂商建好，所有人互联网访问，大家共享资源池，按需花钱。华为云、AWS、阿里云。
3. 混合云：私有云 + 公有云打通，对外整体一套，重要数据放私有云，临时大业务跑公有云。

1.6 主流厂商&产品

厂商	代表云产品	核心代表技术
华为	华为云、FusionCompute、华为云Stack	ECS弹性计算、OBS对象存储、CCE容器；FusionCompute虚拟化
亚马逊	AWS	EC2、S3对象存储
微软	Azure	Azure虚拟机、Blob存储
谷歌	Google Cloud	GCE谷歌计算引擎
阿里	阿里云	ECS、OSS对象存储
VMware	VMware云	vSphere虚拟化、vSAN超融合

区分华为三款产品：

1. FusionCompute：纯虚拟化软件，需要自己买服务器存储硬件，做数据中心虚拟化。
2. 华为云Stack：混合云/本地私有云方案，部署在客户机房。
3. 华为云（公有云）：互联网访问，不用买硬件，直接线上开通服务，240+云服务。

二、服务器基础：服务器是什么？

2.1 服务器定义

服务器也是计算机。相比普通家用电脑：速度更快、能扛更高负载、价格更贵，专门给很多用户提供服务。 分类：文件服务器、数据库服务器、Web网页服务器、DNS服务器、邮件服务器等。

服务器四大特点： ✅ 可靠性 ✅ 可用性 ✅ 可扩展性 ✅ 可管理性

2.2 计算产业3代

1. 计算1.0：大型机、小型机，专用计算
2. 计算2.0：x86服务器，数据中心，通用计算（现在主流）
3. 计算3.0：全栈全场景智能计算，AI、ARM鲲鹏服务器。

2.3 服务器三种硬件形态

1. 塔式服务器：像大台式机箱，放办公室，适合小公司机房少，不方便上架机柜。
2. 机架服务器：扁平盒子，可以塞进标准机柜，现在数据中心90%用这种，华为TaiShan200就是机架服务器。
3. 刀片服务器：一个大机箱，插很多薄薄刀片计算板，密度极高，适合大规模数据中心，代表华为E9000。

三、服务器内部硬件拆解

一台服务器主要零件：机箱、主板、CPU、内存、散热器、电源、风扇、硬盘、RAID阵列卡、网卡。

3.1 CPU（中央处理器）

服务器的大脑，运算+控制核心。计算机三大核心：CPU、内存、输入输出设备。 CPU由**运算单元、控制单元、存储单元（寄存器）**组成。

CPU几个频率概念：

• 主频GHz：CPU运算处理速度。
• 外频MHz：CPU基准频率，决定主板整体速度。
• 总线频率：影响CPU和内存交换数据快慢。
• 倍频系数：主频 = 外频 × 倍频。

服务器CPU看重多核多线程，不单单看主频高低。

3.2 内存（主存储器）

内存是CPU直接访问的临时仓库。

• 作用：临时存放CPU运算中间数据，和硬盘交换数据。断电全部丢失。

• 组成：内存芯片、电路板、金手指。

  内存太小：服务器并发一多直接卡顿崩溃；服务器一般用ECC内存，自动纠正内存小错误。

3.3 硬盘（持久存储，断电数据不丢）

硬盘类型	特点
SATA硬盘	普通机械盘，7200转，性价比高，适合大容量存储
SAS硬盘	企业级机械盘，转速10k/15k，性能可靠性高，可以兼容SATA盘
NL‑SAS	带SAS接口的企业SATA盘，分级存储用
SSD固态硬盘	无机械部件，读写飞快，MTBF寿命高，系统、数据库优先用SSD

MTBF：平均无故障时间，数字越大理论越耐用。

3.4 RAID磁盘阵列（重点）

RAID：独立硬盘冗余阵列。把多块物理硬盘组合成一个逻辑硬盘，实现性能提升或者数据备份冗余。

RAID卡：专门做RAID的硬件板卡。

两种实现方式：

1. 硬件RAID（RAID卡）：靠独立阵列卡芯片干活，不消耗服务器CPU，性能强，分插卡式、外置磁盘阵列。
2. 软件RAID ：操作系统软件实现，大量消耗CPU资源，优点省钱，适合小测试环境。

实现方式	优点	缺点
软件RAID	成本低，配置灵活	CPU占用高，性能下降
内置插卡硬件RAID	不耗CPU，容错好，价格适中	需要购置RAID卡硬件
外置独立磁盘阵列	超大容量，双控制器高可靠，支持热插拔	价格昂贵

两个重要概念：

1. 热备盘Hot Spare：备用硬盘。RAID组里硬盘坏了，热备盘自动顶替上去，保住数据。分全局热备（给所有阵列用）、专用热备（只给某一组RAID）。
2. 重构Rebuild：硬盘损坏换上新盘，系统把数据重新算回新硬盘的过程。重构的时候服务器压力很大，尽量别高负载。

⚠️ RAID不等于备份！RAID防止硬盘损坏，不能防误删除、病毒，重要数据仍然要单独备份。

3.5 网卡NIC（网络接口卡）

服务器上网通信的硬件，负责：网络地址标识、收发数据包、数据封装解封。 华为服务器网卡4种形态：

1. 板载网卡：焊死主板PCH芯片，不可更换，不占用插槽。
2. PCIe标卡：标准PCIe插槽插上去，通用。
3. 灵活IO插卡：华为机架服务器专用，非标准PCIe。
4. Mezz卡（夹层卡）：刀片服务器E9000专用网卡。

3.6 电源 & 风扇

服务器全部支持冗余：多个电源、多个风扇。坏其中一个，机器继续跑，不停机。支持故障告警，提前预警硬件损坏。

四、服务器关键管理技术：BMC & BIOS

4.1 IPMI & BMC

IPMI：智能平台管理接口，一套硬件管理开放标准。 BMC（基板管理控制器）：IPMI的核心芯片，独立小电脑焊在主板上。

✨重点：BMC独立于操作系统、独立CPU，哪怕服务器关机、操作系统崩了，BMC照样工作！ 能干什么：采集温度、风扇、电源、硬盘传感器数据；远程开关机、远程看硬件告警、查看日志。

iBMC：华为自研BMC，华为服务器嵌入式全套管理系统。

4.2 BIOS（基本输入输出系统）

开机最先跑的固件程序。 功能：

1. 开机硬件检测初始化
2. 引导启动操作系统
3. 高级电源管理。

简单区分： BIOS管开机启动、硬件配置； BMC管远程监控机器健康状态，开关机，故障告警。

五、课后习题答案

《服务器基础》思考题

1、多选，华为服务器网卡描述正确（✅）

• 板载网卡集成在服务器主板的PCH芯片中，不可更换
• 华为自研的PCIe标卡网卡，可以配置在标准PCIe插槽中
• ❌灵活IO插卡集成在服务器面板上，可用于前端业务连接（它是华为专用插卡，不是集成面板）
• ❌Mezz卡可用于华为机架服务器（Mezz卡只给刀片E9000）

正确选项：前两项。

2、判断题：主板管理控制单元（BMC）是IPMI规范的核心，负责各路传感器的信号采集、处理、储存，以及各种器件运行状态的监控。 👉 正确

《云计算概述》思考题

1、多选，传统IT面临挑战全部正确： ✅业务上线慢 ✅扩展困难 ✅可靠性不强 ✅TCO居高不下（四项全选）

2、判断题：云计算的部署模式包括私有云、公有云和混合云部署。 👉 正确

六、缩略语速查表

缩写	全称	中文
CPU	Central Processing Unit	中央处理器
BMC	Baseboard Management Controller	基板管理控制器
iBMC	Intelligent Baseboard Management Controller	华为智能基板管理控制器
BIOS	Basic Input/Output System	基本输入输出系统
IPMI	Intelligent Platform Management Interface	智能平台管理接口
RAID	Redundant Array of Independent Disks	独立磁盘冗余阵列
NIC	Network Interface Card	网卡
IaaS	Infrastructure as a Service	基础设施即服务
PaaS	Platform as a Service	平台即服务
SaaS	Software as a Service	软件即服务