操作系统开机过程
- CPU加电后,将寄存器设为默认值,除CS置为0xFFFF外,其余均为0x0000。这样根据CS和IP的值就可找到物理地址0xFFFF0。(CS和IP分别为段首地址和偏移量,通过CS和IP确定地址)
- CPU从0xFFFF0开始执行,这里存放无条件跳转指令JMP,跳转到BIOS真正启动的地方。
- BIOS先进行POST(加电自检),检测系统中的一些设备是否存在且能否正常工作,若存在异常则主板发出蜂鸣,启动中止,若正常则显示CPU、内存、硬盘等信息。
- BIOS程序在执行完开机自检和初始化后,将自行复制到从0xA0000开始的物理内存中并继续执行。
- 最后,BIOS搜索可引导的存储设备,如果找到则将存储设备的引导扇区读入物理内存0x7C00处继续执行,从而将CPU交给引导扇区的Boot程序。
BIOS介绍
BIOS是什么
BIOS:基本输入输出系统,保存基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序,为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。
BIOS就是一个加载在计算机主板上的最基础的应用程序,负责硬件设置和控制。
BIOS与内核的区别
BIOS就是一个固化的程序代码,只要上电就开始运行,根据需求设置主板上必要的初始化,为操作系统的运行做准备,是操作系统启动的第一个环节。
BIOS的最后一步操作就是将操作系统由硬盘转移到内存中,并将计算机控制权交给操作系统内核。BIOS代码短,只保证了内核的启动,后续的服务和外围驱动就要由内核控制。
BMC介绍
BMC是什么
BMC:基板管理控制器,用来管理服务器上的硬件。一般服务器有共享网络接口和专用网络接口。其中专用网络用来访问BMC。可通过BMC搭建服务器管理系统来管理各项参数,不需要每次都进入机房进行调试。
BMC是独立于服务器系统之外的小型操作系统,是集成在主板上的芯片,普通电脑没有,服务器产品必备。相比于普通电脑,服务器在稳定性、可靠性、安全性、性能、可维护性上都有更高的要求,需要BMC管理服务器。BMC不依赖BIOS和OS,但可以与BIOS和OS交互。
BMC和BIOS的区别
BIOS在系统开机过程中查看信息,而BMC是通过IPMI网口。BMC也可通过集群化的软件批量查看多个服务器的信息。只要给服务器加电,BMC就能运行起来,而操作系统还需要手动开机才能运行。
BMC的作用
- 设备信息管理:记录服务器型号、日期、机箱、主板、BMC信息(主机名、IP、BMC固件版本等)。
- 服务器状态监控管理:对服务器各部件(CPU、内存、硬盘、风扇等)的温度、电压等状态进行检测。
- 维护管理:日期管理、用户管理、BIOS管理、告警信息等。
IPMI介绍
IPMI是一套规范,BMC是满足规范的系统。IPMI指独立于CPU、BIOS/UEFI、OS之外,可独立运行的板上部件,其核心部件为BMC。
BMC基于智能带外管理接口规范(IPMI)增强了网络传输中的安全与加密功能。基于Web的用户界面、远程桌面显示和操控界面(KVM)等技术的出现提高了服务器远程监控和部署管理的灵活性。
FRU介绍
FRU:现场可更换单元,指在服务器中可以被用户或技术人员替换的组件或硬件部件。服务器主板上,通常会有一颗EEPROM存放主机板的FRU的设备信息,可以透过BMC去读取。
通过查看服务器的FRU信息,管理员可以准确了解服务器的硬件配置和状态,并且可以识别需要被更换或升级的组件。FRU信息也可用于诊断故障,当服务器出现问题时,管理员可以根据FRU信息确定具体故障部件,并进行修复或更换。
热插拔技术
允许用户在不切断电源、不关闭系统的前提下取出损坏的硬盘、电源等部件,提高对异常情况的灵活处理能力。
通常来说,一个完整的热插拔系统包括热插拔系统的硬件,支持热插拔的软件和操作系统,支持热插拔的设备驱动程序和支持热插拔的用户接口。
服务器可实现热插拔的部件主要有硬盘、CPU、网卡等。
FTP介绍
FTP: 文件传输协议,用于在计算机之间传输文件,尤其是批量传输文件,是一种应用层协议,基于TCP。
DHCP介绍
DHCP: 动态主机配置协议,一个使用在局域网内的协议,基于UDP。DHCP的最终目的是获取响应的IP地址,可以提高配置IP地址的效率,减少配置的工作量,减少IP地址冲突。
DHCP的具体作用是:动态分配IP地址,过程自动化。
PXE介绍
PXE是什么
PXE: 预启动执行环境,C/S架构方式,通常固化到网卡中。当计算机引导时,BIOS将PXE客户端载入到内存中执行,并显示出执行结果。
BIOS来做PXE的引导,而BIOS是通过PXE驱动实现引导的。不同类型的BIOS(Legacy还是UEFI)对应不同的PXE驱动。对于UEFI的BIOS,有一套完整的网络协议栈来支持PXE启动。
如何搭建PXE服务器
PXE服务器主要提供两个服务,一个是DHCP,用于为需要PXE服务的主机提供IP;另一个是FTP服务,用于需要PXE服务的主机下载引导程序以及之后的系统。
RAID
RAID:磁盘列阵,用多个独立的磁盘组成在一起形成一个大的磁盘系统,从而实现比单块磁盘更好的存储性能和更高的可靠性。
RAID0
将多块磁盘组合在一起形成一个大容量的存储。要写数据时,会将数据分成N份,以独立的方式实现N块磁盘的读写,那么这N份数据会同时并发的写到磁盘中,因此性能非常的高。
RAID0的读写性能理论上是单块磁盘的N倍,但实际上达不到这么快,因为磁盘的寻址也会浪费时间。但RAID0的问题是,它并不提供数据校验或冗余备份,因此一旦某块磁盘损坏了,数据就直接丢失,无法恢复了。因此RAID0就不可能用于高要求的业务中,但可以用在对可靠性要求不高,对读写性能要求高的场景中。
RAID1
RAID1 是磁盘阵列中单位成本最高的一种方式。因为它的原理是在往磁盘写数据的时候,将同一份数据无差别的写两份到磁盘,分别写到工作磁盘和镜像磁盘,那么它的实际空间使用率只有50%了,两块磁盘当做一块用,这是一种比较昂贵的方案。
RAID1其实与RAID0效果刚好相反。RAID1 这种写双份的做法,就给数据做了一个冗余备份。这样的话,任何一块磁盘损坏了,都可以再基于另外一块磁盘去恢复数据,数据的可靠性非常强,但性能就没那么好了。
RAID5
目前使用最多的一种方式,因为其兼顾了存储安全、性能、存储成本。RAID5把校验码信息分布到各个磁盘上。例如,总共有N块磁盘,那么会将要写入的数据分成N份,并发的写入到N块磁盘中,同时还将数据的校验码信息也写入到这N块磁盘中(数据与对应的校验码信息必须得分开存储在不同的磁盘上)。一旦某块磁盘损坏了,就可以用剩下的数据和对应的奇偶校验码去恢复损坏的数据。
服务器操作
AC:拔电源 DC:部分掉电 power cycle:先power off再power on,属于DC reset/reboot:不掉点,只是重启系统(热启)