Server Architectures 伺服器系統架構

伺服器(Server)在現在的網路世代非常重要，所有服務都必須由伺服器提供，不過伺服器的組成結構是什麼，對網路使用者而言可說是虛無飄渺像一朵雲！這次介紹這本「Server Architectures」，提供技術決策者(technology decision-maker)與系統架構師(system architect)認識伺服器的組成架構，如此在爾後的系統規劃上能有更高層次的視野。

 這本書以目前來看稍微舊了一些，第一次在2000年以法文發行，我買的這本書是2005年以英文版發行，並加入一些新的內容(2002至2004的技術背景)，也許在今日科技技術快速變遷時代，部分的內容已成為過去式，但是其中伺服器架構的核心概念仍具有學習價值！

René J. Chevance, "Server Architectures: Multiprocessors, Clusters, Parallel Systems, Web Servers, Storage Solutions", Elsevier Digital Press, 2005.

這本書分成兩個部分，主要有三個主題，先介紹伺服器的組成硬體(CPU, Memory, I/O)與軟體，接著介紹伺服器系統的架構，最後說明選擇架構的效能評估標準。整本書的目錄如下：

• Part 1: Architectural Options and Technology Evolution
• 1 Processors and Memory
• 2 I/O
• 3 Evolution of Software Technology
• Part 2: Systems Architecture Options
• 4 Symmetrical (Tightly-Coupled) Multiprocessors
• 5 Clusters and Massively Parallel Machines
• 6 Data Storage
• 7 Systems Performance and Estimation Techniques
• 8 DBMS and Server Architectures
• 9 The Terminology of High-Availability Systems
• 10 Hardware and software Solutions for High Availability
• 11 Selection Criteria and Total Cost of Ownership
• 12 Conclusions and Prospects

認識伺服器架構之前，必須對更高層次的系統架構(Systems Architecture)有基礎的認識，書中將系統區分成兩類，注意這是以多處理器(multiprocessor)的角度來看：

• Tightly-coupled，或稱為Symmetrical Multiprocessor (SMP)
  在一台主機上有多個處理器，只有一個作業系統，各個處理器共享所有的系統資源(Memory與I/O裝置)。所謂Symmetrical是指每個處理器在作業系統中都是具有相同能力的意思。
• Loosely-coupled
  由多個獨立主機互相連接的系統，每個主機有各自獨立的資源(處理器、Memory與I/O裝置)與作業系統，系統中的每個主機稱為節點(node)，各個主機之間通常沒有共享記憶體資源。代表的系統架構有：叢集(cluster)與MPP(Massively Parallel Processing)，也是分散式系統(distributed system)的概念之一。

有了這些基礎認識之下，伺服器通常會有容量的議題存在，因而需要擴充性(scalability)。伺服器的擴充有兩個維度：

• Scale-up，或稱vertical growth。
  在一個主機上增加資源，增加處理器數量、記憶體、儲存容量。
• Scale-out，或稱horizontal growth。
  增加系統中的節點數量，進而擴充整體系統的容量或效能。

上述只是稍微講述伺服器架構的基本觀念，還有很多知識需要進行研讀，後續再撰寫文章介紹。
###

Drive: The Surprising Truth About What Motivates Us 動機

這本書是討論動機的真相，如同原文書名「Drive: The Surprising Truth About What Motivates Us」，動機是行為的驅動力。研究指出，過去認為的動機論(原理、理論)與真相之間有著錯誤，導致「激勵制度」建築在有問題的動機論之上，進而產生一些深信不疑的觀念。

丹尼爾‧品克(Daniel H.Pink)著，席玉蘋譯，「動機，單純的力量(Drive: The Surprising Truth About What Motivates Us)」，台北：大塊文化，2010。

科學研究指出動機有三種驅力：

1. 生理上的驅力：食物、性。
2. 外在環境的驅力(外在誘因)：獎勵懲罰制度(胡蘿蔔和棍子)。
3. 工作的績效表現(內在激勵)：滿足感、成就感、樂趣。

不過在1940年代，科學界普遍認為只有前兩種驅力存在(雙驅力理論)，所幸有教授哈利‧哈洛(Harry F. Harlow)與研究生愛德華‧戴西(Edward Deci)這兩位先鋒的研究，動機的第三種驅力逐漸受到重視，讓我們對於人類行為有了更正確真實的解釋。

激勵1.0：人類是生理動物，努力是為了求生。
激勵2.0：人類除了生理驅力，也會對環境中的獎懲做出回應。
激勵2.1：加入道格拉斯‧麥葛瑞格(Douglas McGregor)的學說，主張人類有更高層次的驅力。
激勵3.0：從「I型行為」做基礎，強調內在激勵的第三驅力。

作者提出「I型」與「X型」 兩種行為的觀點，「I型」象徵內在(Instrinsic)，指內在驅力大於外在誘因的行為，而 「X型」象徵外在(Extrinsic)，指外在誘因大於內在驅力的行為。作者認為「I型行為」的優點比「X型行為」的優點要多，建議我們朝著「I型行為」學習。

I型行為有三大要素：自主(Autonomy)、專精(Mastery)、目的(Purpose)。當這三個要素具備的時候，內在驅力將大於外在驅力，因而產生「I型行為」。

整本書從動機論切入，探究目前企業的激勵制度，作者認為目前工作型態的轉變，已由過去強調利益目標的改變為以內在驅力為導向的工作內容(例如創新、目的感...)，激勵制度已經不適用於這個時代，我們必須塑造適合「I型行為」的環境。

###

Linux Filesystem Hierarchy 系統架構與目錄

用過微軟Windows系統之後，看到Linux的檔案系統(File System)還真是不習慣，兩者之間有些差異，我認為這是作業系統的設計觀點不同導致，真正的答案還需要蒐集求證才會知道。

有關Linux檔案系統的書籍，目前大概只有邱世華先生(Juergen S.H. Chiu)撰寫的這一本，很可惜的是已經絕版，強烈希望再版並建議添加新內容，這是難得一見的好書。作者提到一個重點：「基本上，Linux的精神就是要將所有作業系統中的資訊，全部都變成檔案，以方便管理。」由此可見檔案系統的重要性！了解檔案與目錄的架構有助於我們認識Linux作業系統。

邱世華，Linux系統架構與目錄之解析， 台北：悅知文化，2008。

由於Linux是自由開放原始碼的作業系統，各廠商推出不同的Linux版本有所差異，因此造成系統檔案架構而有所不同，所幸差異不大，加上目前已經有Filesystem Hierarchy Standard (FHS)的標準規範Linux檔案架構，學習起來不會太困難(因為有參考資料)。另外，你也可以使用man hier指令顯示目錄階層的說明，這個指令非常實用。

目錄中最為重要的就是根目錄(root directory)，這是檔案系統的開始位置，在「Linux系統架構與目錄之解析」也有提到根目錄是怎麼產生的由來，除了告訴我們是什麼，還讓我們知道為什麼。

重要的目錄還有虛擬檔案系統(Virtual File System, VFS)的部分，所謂VFS是指不存在於實體的檔案與目錄(不佔磁碟空間)，存在的目的是為了操作作業系統，記得前述「所有作業系統中的資訊全部都變成檔案」的觀念，VFS就是用來做這件事情。重要的目錄有：/dev、/proc與/sys三個目錄，分別代表：裝置(device)資訊、行程(process)資訊與系統(system)資訊。

作業系統執行檔的目錄則是：/bin、/sbin、/usr/bin與/usr/sbin四個目錄之中，usr目錄的檔案通常是非必要性，大多屬使用者安裝的共用指令檔案，注意到usr不是user的縮寫，而是Unix Software Resource (或 UNIX source repository) 的縮寫，其中sbin目錄則用於系統管理之用(system binary)，這裡類似於Windows中的C:\WINDOWS\system32目錄的功能。此外，使用者安裝的應用程式，則是位於/usr/local/bin目錄中，類似Windows中的C:\Program Files目錄的功能。

有關軟體「設定」的目錄是：/etc目錄，包含各類程式服務執行的設定參數，檔案目錄的數量相當多，所以才稱為「etcetera directory」。

感謝邱世華先生，您序中提到：「重點就在要做的事情貢獻大不大，是不是自己要的，這是唯一重要的事，只要做的事是對的，就一定會有人欣賞。」我認為世界就是需要有這樣的人、做這樣的事！

Delight Press
請再版，好嗎！

其他參考資料：https://wiki.debian.org/FilesystemHierarchyStandard

###

Bourne Again SHell 命令列介面

最近重新開始學習Linux的Command-line Interface (CLI)使用操作，過去使用Linux的經驗是Mandriva或Fedora，這次選擇的則是Ubuntu 11.04桌面版的作業系統，因為安裝方便容易。

一般來說，Linux上的CLI都是bash的「殼(shell)」，bash全名是Bourne Again SHell，bash的前身是Bourne Shell(通稱為sh)，除了bash與sh之外，還有其他shell提供使用者操作作業系統。

相關知識可以在GNU Bash網站取得：http://www.gnu.org/software/bash/，或是參閱「Linux Shell程式設計實務」一書，這本書偏向Linux管理的程式撰寫，不過從基礎到進階的操作都有提及到，我推薦這本書給大家。

臥龍小三，Linux Shell程式設計實務，台北：精誠資訊：2009。

查詢Linux用的Shell是哪一種的指令：echo $SHELL
Ubuntu 11.04桌面版是bash，執行檔是/bin/bash

查詢Bash Shell的版本(從Shell變數的值可以知道)：echo $BASH_VERSION
或是使用指令：bash --version
Ubuntu 11.04桌面版與伺服器版的bash都是4.2.8(1)-release版本

查詢Bash Shell內建的命令有哪些：help
或是參考http://www.gnu.org/software/bash/manual/html_node/Builtin-Index.html#Builtin-Index

注意，Bash Shell的命令是區分大小寫(case-sensitivity)！。換句話說，Linux的檔案系統是區分大小寫的(命令是對應到執行檔)，不同於Windows檔案系統是不區分大小寫。

除了內建命令之外，還有位於/bin路徑與$PATH路徑之下的指令，這些路徑下的執行檔就相當多了，也包含自己安裝的應用程式指令。CLI的操作其實不難，熟悉後就得心應手了。
###