服务器的可用性（Usability）其实就是要求服务器具有高的可靠性，具有高稳定性，不要时不时死机、出故障，尽量少出现停机待修现象。服务器因为多数情况下是要求连续工作的，所以它的可靠非常重要，普通的PC死机了大不了重启，数据的丢失损失也仅限于单台电脑；服务器则完全不同，许多重要的数据都保存在服务器上，许多网络服务都在服务器上运行，一旦服务器发生故障，将会造成大量数据丢失、许多重要业务和停顿，如代理上网、安全验证、电子邮件服务等都将失效，造成整个网络的瘫痪，其损失是难以估量的。各种品牌的服务器都有自己的一套独特的提高服务器可靠性的技术方法，但也有一些方法是属于标准性的方法，被大家共同采用。
目前，提高可靠性的一个普遍做法是部件的冗余配置和内存查、纠错技术。如服务器一般采用具有查、纠错能力的ECC内存，IBM的服务器有的还采用了专门的具有ChipKill超强查、纠错能力的内存、RAID技术、热插拔技术、冗余电源、冗余风扇、等方法使服务器具备容错能力、安全保护能力，从而提高可靠性。
硬件的设备冗余通常支持热插拔功能，如冗余CPU、RAM、PCI适配器、电源、风扇等，可以在单个部件失效的情况下自动切换到备用设备上，保证系统运行。RAID技术可保证硬盘出现问题时在线更换，保证数据的完整性。此外，独特的硬件管理总线（I2C）技术利用专门的硬件管理机制，可在系统出现异常情况时（如机箱温度超标、内存出错、机箱被异常开启等）迅速提出警报和予以处理。一般来说，PC服务器的冗余方案主要是磁盘、电源、网卡和风扇等冗余配置，有些产品还支持操作系统和应用软件的备份，并包含有用于数据紧急恢复的系统模块，从而大大提高了系统的可用性。
一、硬件冗余
在上面所讲的一些提高服务器可用性的方法中有一部分是通过硬件的冗余技术来实现的，这是一种比较基础，但却非常实用的方法，已被广泛采用。下面我们就来具体看看这几个方面。
1. 磁盘冗余技术
磁盘冗余实际上就是指RAID（磁盘陈列）技术，它的英文"Redundant Array of Independent Disks"的缩写，中文名为"独立磁盘冗余阵列"，或简称磁盘阵列。简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。组成磁盘阵列的不同方式成为不同的RAID级别（RAID Levels），或RDID类型。
RAID技术经过不断的发展，现在已拥有了从 RAID 0 到 6 七种基本的RAID 级别，但最常用的是RAID 0、RAID 1、RAID0+1、RAID 5等几种方式。另外，还有一些基本RAID级别的组合形式，如RAID 10（RAID 0与RAID 1的组合），RAID 50（RAID 0与RAID 5的组合）等。不同RAID 级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本。下面就针对上述一些最为常用的 RAID级别做简单介绍。
RAID 0：RAID 0又称为Stripe或Striping（无差错控制磁盘阵列），它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。
图1显示的一个具有3个逻辑磁盘（Disk 0、Dsik 1、Disk 2）的数据存储的过程，系统向三个磁盘组成的逻辑硬盘（RADI 0 磁盘组）发出的I/O数据请求时整个数据存储过程被分成3部分，原先顺序的数据文件片段（D0、D1、D2、D3…）被分散到所有的三块硬盘中同时执行。从理论上讲，三块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写速度提升了3倍。 但由于总线带宽等多种因素的影响，实际的提升速率肯定会低于理论值，但是，大量数据并行传输与串行传输比较，提速效果是显著的。
图1
但RAID 0方案并不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据仍将无法得到一个备份数据进行恢复。它所实现数据冗余的功能是在用户某个硬盘上的数据一旦发生损坏后，利用其它两个硬盘上冗余信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性，但我们可以知道这种冗余技术在数据恢复方面安全性较低。
RAID 1：RAID 1又称为Mirror或Mirroring（镜象磁盘阵列），它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘Disk 0的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘Disk 1上。当读取数据时，系统先从Disk 0的源盘读取数据，如果读取数据成功，则系统不去管备份盘Disk 1上的数据；如果读取源盘数据失败，则系统自动转而读取备份盘上的数据，不会造成用户工作任务的中断，如图2所示。当然，我们应当及时地更换损坏的硬盘并利用备份数据重新建立Mirror，避免备份盘在发生损坏时，造成不可挽回的数据损失。
图2
由于对存储的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中，RAID 1提供最高的数据安全保障。同样，由于数据的百分之百备份，备份数据占了总存储空间的一半，因而Mirror阵列方案中磁盘空间的利用率较低，存储成本高。Mirror方案虽不能提高存储性能，但由于其具有的高数据安全性，使其尤其适用于存放重要数据，如服务器和数据库存储等领域。
||||||RAID 0+1：正如其名字一样，RAID 0+1就是RAID 0和RAID 1两种方案的组合形式，也称为RAID 10。以四个磁盘组成的RAID 0+1为例，数据在存储时不仅分文件片形式顺序保存在两个RAID 0中的Disk 0与Disk 2，或Disk 1与Disk 3中，同时还会用Disk 1与Disk 3 或者Disk 0与Disk 2完全备份保存Disk 0与Disk 2或Disk 1与Disk 3中的数据（整个数据备份过程如图3所示）。RAID 0+1是存储性能和数据安全兼顾的方案，它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。
图3
由于RAID 0+1也通过数据的100%备份提供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同，存储成本高。RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。
RAID 2：又称为"纠错明码磁盘阵列。磁盘驱动器组中的第一个、第二个、第四个……第2n个磁盘驱动器是专门的校验盘，用于校验和纠错，例如七个磁盘驱动器的RAID2，第一、二、四个磁盘驱动器是纠错盘，其余的用于存放数据。使用的磁盘驱动器越多，校验盘在其中占的百分比越少。RAID2对大数据量的输入输出有很高的性能，但少量数据的输入输出时性能不好。RAID2很少实际使用。
RAID 3和RAID 4：又称"奇校验或偶校验的磁盘阵列"。不论有多少数据盘，均使用一个校验盘，采用奇偶校验的方法检查错误，任何一个单独的磁盘驱动器损坏都可以恢复。RAID3和RAID4的数据读取速度很快，但写数据时要计算校验位的值以写入校验盘，速度有所下降。RAID3和RAID4的使用也不多。
RAID 5：RAID 5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。仍以四个硬盘组成的RAID 5为例，它的数据存储方式如下图4所示：图中，P0为D0，D1和D2的奇偶校验信息，P1为D3、D4的奇偶校验信息，其它以此类推。
由图中可以看出，RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低。
图4
好了，关于磁盘的冗余技术就简单介绍到这里了。采用磁盘陈列技术后，在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。总之，对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样，不同的是，磁盘阵列的存储性能要比单个硬盘高很多，而且可以提供数据冗余。
2. 电源冗余
服务器的电源冗余一般是指配备双份或多份支持热插拔的电源。这种电源在正常工作时，各台电源各输出一部分功率，从而使每台电源都处于轻松的负荷状态，这样有利于电源稳定工作。若其中一台发生故障，则另外几台就会在没有任何影响的情况下接替服务器的工作，并通过灯光或声音告警。此时，系统管理员可以在不关闭系统的前提下更换损坏的电源，所以采用热插拔冗余电源可以避免系统因电源损坏而产生的停机现象。如图5左图所示的为双冗余的服务器电源；右图所示的为一台具有双电源的服务器。
图5
3. 风扇冗余
风扇冗余是指在服务器的关键发热部件上配置的降温风扇有主、备件两套，这两套风扇都具有自动切换功能，并支持风扇转速的实时监测、发现故障时可自动报警并启用备用风扇等功能。若系统正常，则备用风扇不工作，而当主风扇出现故障或转速低于规定要求时，备用风扇马上自动启动，从而避免由于系统风扇损坏而导致系统内部温度升高，使得服务器工作不稳定或停机。如图6为冗余散热风扇。
图6
其实在硬件冗余技术上有的品牌还提供了RAM、PCI适配器、网卡冗余等技术，在此就不一一细讲了。在服务器的可靠性方面，不仅体现在硬件的冗余上，还体现在一些硬件在线诊断技术上，因为硬件的冗余毕竟有限，我们不可能对所有配件都进行冗余，那样会大增加服务器的成本。在硬件在线诊断技术上我们仍以IBM的几项新技术为例来作一个详细的介绍。
