Google、Amazon的超級容錯伺服器是如何建立的

前 言

超級容錯電腦又稱超級伺服器或關鍵應用主機，是金融、電信、能源等關鍵基礎設施資訊系統的核心裝備，用於執行資訊系統中的連線交易處理（OnLine Transaction Processing，OLTP）。該工作資料連結度高， 處理即時性要求達到秒級，可用性要求達到99.999% 以上（即每年非計畫停機時間不超過5min）。超級容錯電腦系統通常採用快取一致性非均勻記憶體存取（Cache Coherence Non Uniform Memory Access，CC NUMA）架構，全域統一編碼；採用硬體實現的高速、低延遲全域快取一致性技術以對應用程式透明，降低資料互動負擔；系統性能隨CPU 數量變化，有較好的線性擴充能力，滿足業務處理即時性要求；採用高可用設計技術以提升系統可用度，將業務停頓風險降至最低。

本書以超級容錯電腦基本原理為主，結合實作方式，詳細論述超級容錯電腦系統結構技術、容錯技術、軟硬體系統實現技術及系統評測方法等，全書共分為7 章，各章內容如下。

第1 章 為「超級容錯電腦概述」，介紹超級容錯電腦的發展歷史、關鍵技術演進以及其設計原則。

第2 章 討論「超級容錯電腦系統結構技術」，從超級容錯電腦系統結構設計的主要挑戰——系統性能線性增長能力與維護系統快取一致性負擔的矛盾——入手，論述快取一致性協定技術、互連網路技術及系統結構模擬評估技術，並介紹系統結構設計空間探索方法。

第3 章 討論「超級容錯電腦容錯技術」，介紹容錯技術的基本理論及超級容錯電腦容錯設計方法。

第4 章 討論「超級容錯電腦硬體系統」，介紹超級容錯電腦硬體系統組成和設計方法。

第5 章 討論「超級容錯電腦軟體系統」，介紹超級容錯電腦軟體系統組成和設計方法。

第6 章 討論「超級容錯電腦系統評測」，介紹超級容錯電腦系統評測技術。

第7 章 對超級容錯電腦的未來發展做出展望。

本書可作為大專院校電腦專業系所的教材，也可供科學研究人員、企業開發人員參考。

感謝浪潮集團「超級容錯電腦研發團隊」對本書撰寫工作的大力支持及對科研成果、資料的分享。在本書的撰寫過程中，「超級容錯電腦研發團隊」同事尹宏偉、公維峰、喬鑫、吳楠、陳彥靈、李仁剛、喬英良、王洪偉參與了本書部分內容的撰寫，倪璠、唐士斌、趙雅倩、程建軍、張闖、史巨集志、吳安、蘇麗、劉壁怡等同事參與了本書部分內容的修訂和校對，在此對他們表示感謝！

感謝哈爾濱工業大學劉宏偉教授、董劍副教授、張展副教授和西安交通大學伍衛國教授對本書撰寫工作提出的寶貴意見和給予的熱情幫助！

由於作者的功力和經驗有限，本書內容難免有不當和疏漏之處，敬請讀者們批評指正。

前 言

超級容錯電腦又稱超級伺服器或關鍵應用主機，是金融、電信、能源等關鍵基礎設施資訊系統的核心裝備，用於執行資訊系統中的連線交易處理（OnLine Transaction Processing，OLTP）。該工作資料連結度高， 處理即時性要求達到秒級，可用性要求達到99.999% 以上（即每年非計畫停機時間不超過5min）。超級容錯電腦系統通常採用快取一致性非均勻記憶體存取（Cache Coherence Non Uniform Memory Access，CC NUMA）架構，全域統一編碼；採用硬體實現的高速、低延遲全域快取一致性技術以對應用程式透明，降低資料互動負擔；系統性能隨CPU 數...

前言
Chapter 01 超級容錯電腦概述
1.1 電腦分類與應用領域
1.2 超級容錯電腦發展歷史
1.3 超級容錯電腦關鍵技術演進
1.4 超級容錯電腦設計原則
1.5 小結
Chapter 02 超級容錯電腦系統結構技術
2.1 超級容錯電腦系統結構設計的挑戰
2.2 快取一致性技術
2.3 互連網絡
2.4 系統結構評估技術
2.5 系統結構案例分析
2.6 小結
Chapter 03 超級容錯電腦容錯技術
3.1 容錯技術概述
3.2 容錯計算技術
3.3 超級容錯電腦容錯實現方法
3.4 小結
Chapter 04 超級容錯電腦硬體系統
4.1 超級容錯電腦硬體系統概述
4.2 超級容錯電腦晶片組設計
4.3 超級容錯電腦硬體子系統設計
4.4 超級容錯電腦基礎架構子系統設計
4.5 小結
Chapter 05 超級容錯電腦軟體系統
5.1 超級容錯電腦軟體系統概述
5.2 超級容錯電腦BIOS 設計
5.3 超級容錯電腦作業系統設計
5.4 超級容錯電腦監控管理系統設計
5.5 超級容錯電腦應用生態環境
5.6 小結
Chapter 06 超級容錯電腦系統評測
6.1 性能評測
6.2 可用性評測
6.3 小結
Chapter 07 展望

前言
Chapter 01 超級容錯電腦概述
1.1 電腦分類與應用領域
1.2 超級容錯電腦發展歷史
1.3 超級容錯電腦關鍵技術演進
1.4 超級容錯電腦設計原則
1.5 小結
Chapter 02 超級容錯電腦系統結構技術
2.1 超級容錯電腦系統結構設計的挑戰
2.2 快取一致性技術
2.3 互連網絡
2.4 系統結構評估技術
2.5 系統結構案例分析
2.6 小結
Chapter 03 超級容錯電腦容錯技術
3.1 容錯技術概述
3.2 容錯計算技術
3.3 超級容錯電腦容錯實現方法
3.4 小結
Chapter 04 超級容錯電腦硬體系統
4.1 超級容錯電腦硬體系統概述
4.2 超級容錯電腦...