서버 하드웨어(Server Hardware)

JongseokLee·2022년 3월 11일
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[얄팍한 코딩사전 - 서버란 무엇인가요?]

서버란 여러분의 컴퓨터처럼 하나의 하드웨어 장비입니다. 서버란 역할을 의미합니다.

1) 저장된 글과 사진을 보여줌
2) 글과 사진 등을 업로드 받아서 보관해줌
3) A컴퓨터가 톡을 보내면 B컴퓨터에 알림을 보냄
4) 위치와 목적지를 받아서 가는 길과 소요시간을 계산해줌
5) 여러명이서 참여할 수 있는 게임을 열어줌
접속하는 컴퓨터를 Client 정보를 제공해주는 컴퓨터를 Server라고 함
IDC(Internet Data Center에 설치되어 있음)


[박정우 - 서버 하드웨어 기본교육(1)]

1. 컴퓨터 작동 원리

1) 컴퓨터를 실행시키면 BIOS에서 ROM에 저장된 프로그램이 Power On Self Test와 Booting을 진행 (컴퓨터가 이상이 없는지 테스트 및 운영체제 소프트웨어 실행를 진행함)
2) 디스크에 저장된 커널(운영체제)을 메모리에 불러와서 CPU에 의해서 이 커널이 실행되게 됨
3) 운영체제가 부팅이 되면 사용자가 쓸 수 있는 상태로 준비를 해주는 것임
4) RAM은 실행할 프로그램을 가져옴(RAM에 일시적으로 저장됨) CPU가 RAM에 저장된 프로그램을 가져와서 실행하고 결과를 표시해 줌
5) 사용자와 컴퓨터는 상호 작용을 통해 명령과 결과를 주고 받게 됨
6) 화면을 표시하기 위해서 필요한 것들을 Interface라고 함
7) Interface에는 CLI와 GUI가 있다.
8) 메인보드에 CPU, 메모리, 디스크 같은 각종 장치가 연결 됨
9) CPU는 일을 처리하는 역할 인간으로 치면 두뇌 역할임(연산, 제어)
10) 메모리는 CPU가 처리하게 될, 그리고 처리한 결과를 저장함(주기억장치)
11) 메모리는 ROM과 RAM으로 구분 함
12) 처리가 끝난 일들을 필요에 따라서 저장하기 위해 보조기억장치 디스크, DVD, Tape 등에 보관함
13) 명령을 받기 위한 입력 장치(키보드, 마우스)
14) 출력장치는 모니터, 프린트
15) 그 외 전원공급장치, 쿨링 팬, 네트워크 카드, 그래픽 카드, 사운드 카드 등이 있다.

* 커널이란 메모리에 상주하는 운영체제 부분을 말한다.
운영체제의 모든 프로그램들이 메모리에 올라간다면 메모리 공간의 낭비가 심하기 때문에 항상 필요한 부분(커널)만을 전원이 켜짐과 동시에 메모리에 올려놓는다. 이러한 이유로 보통은 운영체제라고 하면 커널을 말하게 된다.


BIOS 정보(Basic Input/ Output System)

  • 컴퓨터의 가장 Low Level에 존재한다. 소프트웨어와 하드웨어간의 정보 전달의 매개 역할을 하는 컴퓨터 펌웨어(firmware: 하드웨어에 포함된 소프트웨어로 실행,수정이 가능)
  • 윈도우와 같은 운영체제를 가동하기 전에 컴퓨터의 각 구성요소를 점검하기 위한 기본 정보들이 들어 있으며, 모니터, 키보드, 디스크 드라이브 등이 서로 어떻게 정보를 전달하고 이용할 것인지를 제어하는 기본 입출력 시스템
  • ROM-BIOS의 위치 : 메인보드를 4등분 할 때 왼쪽 하단부에 위치하고 있음

2. 메인보드

1) 메인보드(intel, IBM, Dell, Hewlett Packard) 다양한 회사들이 있다. Mother-board라고도 불림
2) ROM에 저장된 BIOS나 UFFI를 통해 시스템을 확인하고 제어함 (1-2)
3) 메인보드는 CPU, 메모리, 디스크 등의 장치들이 데이터를 주고 받을 수 있는 통로 제공
4) Chipset 장치들간의 호환이 되게함 ex) CPU와 메모리가 있으면 서로가 주고받는 신호가 사전에 약속된 대로 주고 받아야 함
5) 네모난 부분 = 소켓, 길다란 부분은 슬롯이라고 함

3. 중앙처리 장치

1) CPU(Central Processing Unit) : intel, AMD
2) Micro-processor라고도 불림 연산, 제어를 담당함
3) 코어라는 핵심 부품이 전기신호에 따라 명령을 처리함
4) CPU의 처리속도는 Clock Speed라고 하며 단위는 GHz를 사용함
5) CPU가 직접 사용하는 L1, L2, L3 Cache Memory를 내장함

4. 주기억 장치

1) RAM(Random Access Memory)은 CPU가 일하는 동안 사용하는 임시 공간, 전원이 꺼지면 내용이 지워짐(지워져도 괜찮음)
2) ROM(Read Only Memory)은 어떤 장치의 동작에 관한 프로그램이 있기 때문에 지워지면 장치가 동작하지 않음(쓰기를 할 수가 없다. 읽기만 가능함 바뀌면 안되는 저장소이기 때문에)
3) 속도를 Mhz/s(메가 헤르츠) MT/s(메가 트랜스퍼로 표시)
4) RAM은 RDIMM과 UDIMM으로 구분하였으나, 요즘은 RDIMM, LRDIMM, NVDIMM등으로 구분함
제조사는 삼성, 하이닉스, 마이크론

5. 보조기억 장치

1) HDD(Hard Disk Drive), SDD(Solid State Drive), ODD(Optical Drive), TAPE(장기 보관) 등
2) 제조사 : 삼성, Seagate, Western Digital, Toshiba, Hitachi, intel 등등
3) 메모리처럼 비싸지 않고, 전원이 꺼져도 데이터를 보관할 수 있도록 만들어진 저장장치
4) 각 드라이브는 SATA(사타), SAS(사스), SCSI(스카시)와 같은 커넥터로 연결

6. 입출력 장치

키보드, 마우스, 모니터, 스피커 등이 있음

7. 기타 장치

  • Network interface Card(NIC) - 인터넷 할 때 사용
  • Fiber Channel Host Bus Adapter(FCHBA) - 저장 장치 연결 FC카드 - 다른 장비와의 통신을 제어
  • Storage(Disk) Controller - 디스크들을 제어함
  • 전원 공급 장치(Power Supply)
  • 쿨링 팬(FAN) - 열을 식혀줌 - 제조사 : Emulex, Qlogic, Realtek, Intel, Broadcom

[박정우 - 서버 하드웨어 기본교육(2)]

8. 서버용 컴퓨터

1) 전면에 디스크가 있음
2) NIC(네트워크 카드)가 여러개 설치됨
3) 후면에 PCI-e 슬롯이 있음 (컴퓨터의 메인보드에 그래픽카드, 사운드카드, 네트워크 카드 등 여러 종류의 외부 확장 부품을 장착할 수 있게 해주는 슬롯이다.)

9. 서버 관리용 프로세서

1) CPU나 메모리가 고장나면 작동이 멈춘다. 하지만 메인보드에 관리용 프로세서 포트와 연결하면 어떤 부품에 문제가 생겼다는 log를 표시해줌, 불이 들어오게 해주거나 함(문제가 있는 부분에)
2) 관리용 프로세서(모듈)
Hewlett Packard Enterprise : ILO(Intergrated(통합된) Lights Out)
DELLEMC : iDRAC(Integrated Dell Remote Access Controller)
Oracle SUN : ILOM(Integrated Lights Out Module)
Lenovo : IMM(Integrated Management Module)

10. 서버

1) 서버는 운영체제와 소프트웨어를 이용해서 서비스 제공
2) 스토리지는 서버에 부족한 데이터 저장 공간을 제공(서버 장비에 삽입 할 수 있는 디스크의 용량에 한계가 있다.)
3) 네트워크 스위치(Network Switch)는 서버와 서버 또는 PC를 연결하는 장비
4) SAN 스위치는 여러 대의 서버가 스토리지를 공유하기 위한 장비

11. 인터페이스의 종류

1) CLI(Command Line Interface) : 커맨드를 한줄씩 입력해서 사용함 Linux
2) GUI(Graphical User Interface) : Windows 프로세서

12. 하드웨어 사양을 결정하는 요소

1) CPU : Core 개수(병렬 처리 가능 개수), Clock Speed(Ghz, 얼마나 빨리 신호를 처리하느냐), L1~3 Cache Size
2) Memory : Capacity, Clock Speed(CPU가 직접 사용하기 때문에 속도가 중요함), Type(RDIMM, LRDIMM, NVDIMM)
3) Disk : Capacity, Type, Connector, Size, Port
4) NIC : Link Speed, Port, Protocol, Type(SFP)
5) Controller: Cache Size, RAID Level, Maximum Logical Drive
6) FCHBA: Link Speed, Port, Type(SFP)
7) Mainboard(Server): CPU Socket, DIMM Slot, PCIe Slot, Chipset
8) Power Supply: Maximum Watts(Output)
9) Storage: Disk Slot, Type, Controller, Port(NIC, FCHBA), Cache, ETC.
10) Network Switch: Link Speed, Port, Protocol, Type(SFP)
11) SAN Switch: Link Speed, Port, Type(SFP)
* SFP 스몰 폼팩터 플러거블 트랜시버

* 메모리 계층구조

하드 디스크 -> 메모리 -> 캐시 -> 레지스터

1) 메모리를 필요에 따라 여러 종류로 나누어 둠(CPU가 메모리에 더 빠르게 접근하기 위함임)
2) 레지스터와 캐시는 CPU 내부에 존재한다. 당연히 CPU는 아주 빠르게 접근 할 수 있다.
3) 메모리는 CPU의 외부에 존재한다. 레지스터와 캐시보다 느리게 접근하게 된다.
4) 하드디스크는 CPU가 직접 접근할 수 없다. 하드디스크의 데이터를 메모리로 이동시키고 메모리에 접근해야한다.
5) 자주 쓰이는 데이터는 계속 자주 쓰인다. 운영체제나 CPU는 자동으로 자주 쓰이는 데이터, 또는 자주 쓰일 것 같은 데이터를 메모리에서 캐시로 읽어온다. 자주 쓰이는 데이터의 전체의 데이터보다 작은 양이기 때문에 캐시는 메모리 보다 일반적으로 크기가 작다.


[박정우 - 서버 하드웨어 기본교육(3)-Training IT 문서에 저장함]

13. 하드웨어장비 용어

1) Form Factor : 2U(크기를 말함), Rack(바닥에 놓을건지, 렉에 장착을 할 것인지)
2) 샤시타입 (8SFF, 24SFF(Small FormFactor) 등으로 나눔)

  • 폼팩터 : 제품의 구조화된 형태
    3) 소프트웨어: 하드웨어가 일을 하도록 만들어 놓은 명령어 집합
    4) 하드웨어: 물리적인 장치(소프트웨어에 의해서 제어됨)
    5) Slot: 부품을 꽂을 수 있는 부분
    6) Port: 장치와 장치를 연결하기 위해 케이블을 연결하는 부분
    7) Firmware: 장치의 기본 동작을 위해 포함된 반도체 칩 속의 소프트웨어
    8) SKU: 상품의 분류 단위(Parts나 부품등)
    9) 케이스 or Chassis(샤시)
    10) 메인보드와 관련된 용어
  • BIOS: 컴퓨터가 일을 하기 위해서 준비하고 이상이 없는지 체크를 해야함
  • UEFI: BIOS를 대체하는 것으로, 새 하드웨어를 더 유연하게 지원하고 펌웨어를 이용해 보다 확장된 기능을 사용할 수 있도록 하기 위함
  • Chipset: 마이크로칩의 모임, 그래픽, 사운드, USB 등을 지원하는 기능이 포함됨 노스브릿지(CPU, 메모리, 그래픽 카드 등 빠른 속도 제어 칩셋), 사우스브릿지(HDD, Sound Card, Mouse, KeyBoard, USB etc.)로 각 장치간 입출력을 담당함
    11) CPU
  • Thread: Core에서 명령어 처리되는 단위

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