超圖解伺服器的架構與運用：硬體架構ｘ軟體運用，輕鬆理解數位時代的必備知識 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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西村泰洋

圖書標籤:

伺服器
硬體
軟體
架構
數位時代
網路
雲端運算
資訊科技
電腦
技術手冊

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圖書描述

　　▶明白伺服器的功用，瞭解伺服器就是瞭解係統！

　　▶得以理解AI、IoT、大數據、RPA的關聯性！

　　▶充分解說實際情形或突發狀況，以應對最新趨勢！

　　▶詳細解說商務人士所必備的知識！

　　伺服器是係統的中樞司令塔

　　瞭解伺服器就等於瞭解係統

　　我們的社會由各式各樣的係統支撐著。

　　雖然係統和資訊科技逐漸變得複雜且多樣化，

　　但應該有不少人會想要在短時間內理解這方麵的概況。

　　其實，世上大多數係統都是用伺服器當骨幹建構而成的。

　　可把伺服器想成是一個進入係統或資訊科技世界的入口，這樣應該比較容易瞭解。

　　◎伺服器的3種應用形態

　　1.響應用戶端提齣的要求並予以實行的形態

　　伺服器被動因應下遊電腦（如連接伺服器的用戶端電腦）的要求執行處理程序。

　　如：檔案伺服器、列印伺服器、郵件或網站伺服器等

　　2.由伺服器本身主動發起處理程序的形態

　　伺服器主動針對下遊電腦或設備執行處理程序。

　　如：運轉監測伺服器、RPA伺服器、BPM係統伺服器等

　　3.有效運用高效能的形態

　　伺服器本身就是一種高性能的硬體，因此它會活用這項特長來執行處理程序。

　　如：AI伺服器、大數據伺服器

　　本書從硬體到傳輸／接收電子郵件和Internet通信機製、

　　客戶端、虛擬化、操作／管理和故障排除。

　　以圖解方式讓您綜觀係統中不可或缺的伺服器全貌，

　　還能通盤理解伺服器的作用和處理方法。

　　除瞭可以依序閱讀獲得係統知識外，

　　也可以針對自己感興趣的主題或關鍵詞，並根據問題查閱。

　　讓您不隻是接受零碎的知識，更能融會貫通伺服器的作用與操作方式，

　　從零開始掌握伺服器的知識。

深度解析現代運算核心：從底層邏輯到宏觀係統的構築與實踐本書旨在提供一套全麵且深入的指南，引領讀者穿越傳統計算機科學的邊界，直抵支撐當今數位世界運轉的尖端技術與複雜架構。我們不談基礎的硬體部件如何組裝，而是聚焦於如何設計、部署和優化極端規模的運算環境，從單一高性能節點的優化，到跨越數韆颱伺服器的分布式協同機製。第一部分：下一代伺服器架構的演進與重塑本部分將拋棄對傳統CPU/記憶體模型的刻闆印象，深入探討異質性運算（Heterogeneous Computing）的未來藍圖。我們將細緻剖析GPU、FPGA、以及專用加速器（如TPU、DPU）在現代資料中心中的角色定位與協同工作模式。 1. 記憶體體係的革命：超越馮·紐曼瓶頸傳統的記憶體層級結構已無法滿足AI與大數據對延遲和頻寬的極緻要求。本書將詳述近記憶體運算（Near-Memory Computing, NMC）與運算記憶體（Processing-in-Memory, PIM）的技術細節。我們將分析如何透過HBM（高頻寬記憶體）的堆疊技術、2.5D/3D封裝，以及創新的記憶體控製器設計，將計算單元整閤至記憶體陣列內部，從根本上解決資料搬運的耗能與延遲問題。探討的重點包括：PIM架構下的新型數據類型處理、位元級別的並行化，以及軟體如何適應這種新型的硬體抽象層。 2. 異質性處理單元的深度融閤與調度現代伺服器不再是單一核心的天下。本章節將聚焦於如何在作業係統與虛擬化層麵實現對異質性資源的透明化管理。深入探討CUDA/OpenCL等異質性編程模型的演進，以及Synergistic Processing Units (SPU) 與主CPU之間的協同機製。我們將研究資源分區與仲裁技術，例如如何使用硬體層級的QoS（服務品質）機製，確保關鍵任務在共享資源池中獲得所需的效能保證。此外，我們將分析RISC-V架構在客製化加速器生態係統中的崛起，以及它如何改變IP授權與硬體設計的靈活性。 3. 跨晶片與跨節點的高速互連技術伺服器效能的瓶頸正從單一晶片內部轉移至晶片間的通信。本書將詳細介紹CXL（Compute Express Link）協議的深度應用，探討其在記憶體一緻性（Memory Coherency）和匯流排擴展中的關鍵作用。我們將超越PCIe的限製，分析光學互連技術（Optical Interconnects）在機箱內部與機架間的部署策略，特別是在超大規模資料中心（Hyperscale Datacenter）中如何實現TB/s級的點對點通信。重點將放在拓撲設計，如Hypercube與Fat Tree架構在實際部署中的取捨，以及如何使用軟體定義網路（SDN）來動態優化這些物理拓撲。第二部分：係統軟體與作業環境的極限優化硬體效能的提升必須由上層軟體體係來充分釋放。本部分專注於操作係統、虛擬化層、以及容器化技術在極高性能計算（HPC）與雲端原生環境中的前沿實踐。 1. 輕量級虛擬化與裸機效率傳統的虛擬機（VM）帶來的管理開銷在追求極緻效能的場景中成為障礙。我們將深入探討無人值守虛擬化（Unikernels）與容器（Containers）的架構差異，並重點分析Kata Containers等混閤解決方案如何平衡安全隔離與極低延遲的需求。核心內容包括eBPF（Extended Berkeley Packet Filter）在現代Linux核心中扮演的角色，它如何允許在不修改核心原始碼的情況下實現網路、安全與可觀察性的動態注入與優化。 2. 儲存體堆疊的性能隔離與持久化在IO密集型應用中，儲存體係統成為關鍵瓶頸。本書將解析NVMe-oF（NVMe over Fabrics）協議如何將分散式儲存的延遲降至近乎本地。我們將剖析新一代檔案係統，如Ceph Octopus/Pacific在元數據管理上的優化，以及如何利用Persistent Memory (PMEM) 區塊進行應用層級的快取與日誌持久化，從而極大地加速資料庫與事務處理係統的恢復速度。重點將放在資料一緻性模型在異步複製環境中的權衡。 3. 現代化編程模型與調度器設計麵對複雜的異質性硬體，傳統的執行緒模型已顯不足。本章節將探討Actor模型、CSP（Communicating Sequential Processes）在解決並發問題上的優勢，以及Rust等新興語言在保證記憶體安全性的同時，提供接近C/C++的執行效能所帶來的係統級影響。在調度層麵，我們將分析Kubernetes等編排係統如何利用Device Plugins與Custom Schedulers來實現對GPU記憶體、特定PCIe資源的精確資源配額與共享，確保工作負載的穩定性與公平性。第三部分：運算環境的可靠性、可觀察性與韌性在極端複雜的係統中，故障是常態而非例外。本部分關注於如何設計能夠自我修復、具備極高可觀察性的前瞻性係統。 1. 分佈式共識與狀態管理理解並實現代碼層級的強一緻性與最終一緻性之間的權衡至關重要。我們將深入解析Raft與Paxos協議的實際應用場景，特別是如何將這些協議嵌入到etcd、ZooKeeper等服務發現與配置管理工具中。重點將放在Split-Brain問題的預防與解決，以及在極端網路分區下的Stale Read（陳舊讀取）的風險管理策略。 2. 邊緣運算與資料局部性的優化隨著物聯網（IoT）與即時決策的需求增加，運算正嚮邊緣遷移。本書將分析Fog Computing與Edge Computing的架構區別，以及如何在資源受限的邊緣節點上部署高度優化的微服務。核心技術包括模型量化（Quantization）以適應低功耗硬體，以及差分隱私（Differential Privacy）技術在保護邊緣資料隱私的同時，如何保持資料分析的有效性。 3. 深度可觀察性（Deep Observability）的實踐僅僅收集日誌和指標已遠遠不夠。本書將教授如何利用分散式追蹤（Distributed Tracing，如OpenTelemetry）來繪製服務間的完整請求路徑，並結閤eBPF工具實現對核心係統呼叫層的細粒度性能探查。我們將討論如何利用機器學習模型對異常行為進行預測性分析，實現Proactive Failure Management，即在故障發生前自動觸發緩解措施。 --- 總結：本書的目標讀者是那些已經熟悉伺服器基礎知識，並希望深入理解如何設計、優化和管理下一代大規模、異質性與高吞吐量運算平颱的架構師、資深開發者與係統工程師。我們提供的是一把鑰匙，用以解鎖現代雲端基礎設施與高性能科學計算領域的深層奧秘。

著者信息

作者簡介

西村泰洋

　　富士通株式會社領域創新（Field Innovation）本部金融FI統籌部長

　　以數位技術為中心，從事各式各樣的係統相關商務工作。

　　目前正打算嚮更多人推廣資訊通訊科技（ICT）的有趣之處與革新能力。

　　著有《RFID＋ICタグシステム導入・構築標準講座》（翔泳社）、《デジタル化の教科書》、《図解入門最新 RPAがよ～くわかる本》（皆為秀和System）、《成功する企業提攜》（NTT齣版）、《圖解RPA機器人流程自動化入門》（臉譜）等書。

圖書目錄

序言

第1章伺服器的基礎知識
～司令塔的三種形態～

1-1 係統、伺服器
瞭解伺服器就是瞭解係統
1-2 應用形態
伺服器是係統的司令塔
1-3 用戶端、被動應用形態
響應用戶端提齣的要求並予以實行的形態
1-4 主動應用形態
由伺服器本身主動發起處理程序的形態
1-5 人工智慧、大數據
有效運用高效能的形態
1-6 用戶端電腦、設備
連接伺服器的裝置
1-7 爆發型、持久型
它是爆發型還是持久型？
1-8 模式化
將係統模式化並加以統整
1-9 係統結構
基本係統構造

動手試一試．做一套主從模型應用軟體
．希望共享的情報範例

第2章硬體方麵的伺服器
～與個人電腦的差別及其多樣性～

2-1 可靠性高、可用性高
與個人電腦的結構差異
2-2 顯示效能、輸齣入效能
與個人電腦的性能差異
2-3 Windows、Linux、UNIX
伺服器的作業係統（OS）
2-4 電源供應、備援
伺服器的規格
2-5 直立式、機架式、刀鋒型、高密度
多樣化的外觀
2-6 PC伺服器、x86架構伺服器、RISC
伺服器的入門款：PC伺服器
2-7 高階機種、入門機種
伺服器的級別
2-8 區域網路、TCP/IP協定、廣域網路、藍牙
網路的基礎為區域網路
2-9 資料中心、本地部署
伺服器架設位置
2-10 SaaS、IaaS、PaaS
雲端服務的種類
2-11 維護、成本、機密資訊
雲端服務的益處與須注意的重點
2-12 大型主機、超級電腦
大型主機與超級電腦的差別
2-13 中介軟體、DBMS
伺服器的專屬軟體

動手試一試．做一套主從模型應用軟體～建立HTML檔案～
．希望共享的情報範例

第3章伺服器是做什麼的？
～虛擬伺服與週邊設備～

3-1 係統、伺服器
首先是係統，其次為伺服器
3-2 效能評估、規格評估
係統結構會隨規模而改變
3-3 投資報酬率
真的有必要架設伺服器嗎？
3-4 IP位址、MAC位址
如何看待伺服器底下的電腦？
3-5 TCP/IP、UDP
伺服器與下遊電腦間的數據交流
3-6 路由器
伺服器與路由器的功能差異
3-7 虛擬伺服器、VDI
伺服器與桌上型電腦的虛擬化
3-8 精簡型電腦、遠程辦公、工作模式改革
遠程辦公、日本工作模式改革的實現
3-9 織綜網路
網路的虛擬化
3-10 特化伺服器、虛擬設備
立刻能用的伺服器
3-11 RAID、SAS、FC、SATA
伺服器的硬碟

動手試一試做一套主從模型應用軟體～考量係統結構～

第4章對應用戶端的角色
～迴應下遊電腦請求的伺服器～

4-1 主從模型、使用者視角
從使用者視角來思考
4-2 檔案伺服器
檔案共享
4-3 列印伺服器
共用印錶機
4-4 NTP伺服器
實現時間的同步化
4-5 資產管理伺服器
IT資產管理
4-6 DHCP
IP位址的分配
4-7 SIP伺服器、VoIP
管控網路電話的伺服器
4-8 SSO伺服器、反嚮代理、代理人導嚮
支援身分驗證功能的伺服器
4-9 負擔分散、應用伺服器
商用係統的伺服器
4-10 ERP、應用伺服器、正式版、研發版
骨幹型係統ERP
4-11 物聯網
數位科技的代錶產品之一：物聯網伺服器
4-12 伺服器的角色、功能添加
從檔案伺服器上看Windows和Linux的差異

動手試一試．NTP伺服器的設定
．設定畫麵圖例

第5章電子郵件與網際網路
～在郵件或網際網路上應用的伺服器～

5-1 SMTP、POP3、DNS、Proxy、Web、SSL、FTP
支援郵件和網際網路的伺服器
5-2 SMTP伺服器
發送郵件的伺服器
5-3 POP3伺服器
接收郵件的伺服器
5-4 網站伺服器、HTTP
在提供網路服務上少不瞭的伺服器
5-5 DNS
網域與IP位址的關聯
5-6 SSL
瀏覽器和網站伺服器間的加密
5-7 FTP
藉由網路傳送、共享檔案
5-8 IMAP伺服器
在想從外部網路查看郵件時使用的伺服器
5-9 代理伺服器
網路通訊的代理者

動手試一試．與DNS伺服器通訊
．nslookup命令的顯示範例

第6章來自伺服器的處理與高效能運算
～數位科技的伺服器～

6-1 源自伺服器的處理、活用高效能的運算
從組織的角度思考
6-2 運轉監測伺服器
係統操作的監測
6-3 物聯網
物聯網與伺服器的關係
6-4 RPA
RPA流程機器人與伺服器的關係
6-5 BPM係統、業務自動化
持續改善企業流程
6-6 AI
人工智慧與伺服器的關係
6-7 大數據、結構化資料、非結構化資料
大數據與伺服器的關係
6-8 Hadoop
在大數據背後支援的軟體技術

動手試一試．為AI化整頓數據～資料項的提取～
．量販店的案例
．把客人的模樣做成資料項

第7章安全性與故障防範對策
～應對威脅的辦法、裝置與數據間的差異～

7-1 資訊資產、公共資訊、機密資訊
想在係統上保護什麼？
7-2 非法存取、資料外洩
按照威脅區分的安全措施
7-3 資訊安全政策
留意資訊安全政策
7-4 防火牆
外部與內部的牆壁
7-5 DMZ
緩衝地帶
7-6 目錄服務伺服器、存取控製
伺服器內的安全性
7-7 係統中毒、防毒對策
防毒對策
7-8 容錯、備份、負擔分散
故障防範對策
7-9 叢集、負載平衡
伺服器的故障防範對策
7-10 協同運作、RAID
網路與硬碟的故障防範對策
7-11 完整備份、差異備份
數據備份
7-12 自用發電、UPS
電源的備份

動手試一試．為AI化整頓數據～資料的建立～
．數據的製作和維護

第8章伺服器的建置
～架構、效能評估、設置環境～

8-1 雲端、本地部署、維護
不斷變化的伺服器導入①
8-2 數位科技、數位轉型
不斷變化的伺服器導入②
8-3 係統架構
思考係統架構
8-4 效能評估
伺服器的效能評估
8-5 虛擬環境的評估
效能評估示例
8-6 架設位置
要如何放置伺服器？放哪裡？
8-7 電源供應
伺服器電源
8-8 資訊技術政策
確保與IT戰略的一緻性
8-9 伺服器管理人、管理員
誰負責管理伺服器？
8-10 使用者管理、群組
誰是伺服器使用者？
8-11 瀑布式開發、敏捷式開發
在係統開發過程中導入伺服器

動手試一試．基本的2個主題
．其1 觀察伺服器
．其2 伺服器與係統的關係

第9章伺服器的營運管理
～為瞭實現穩定的運行狀態～

9-1 穩定運行、故障排除、營運管理、係統維護
上線後管理
9-2 衝擊分析、影響範圍、影響程度、CFIA
故障的影響
9-3 穩定運行、故障修復
營運管理的基本
9-4 ITIL
營運管理的範本
9-5 效能管理、運算能力
伺服器的效能管理
9-6 功能新增、BUG修正、WSUS
軟體的更新
9-7 故障、指令
故障排除
9-8 係統工程師、維護工程師
係統維護與硬體維護的差異
9-9 SLA
服務水準的體係

動手試一試．收集係統資訊
．systeminfo指令的顯示範例

第10章實際案例與未來走嚮
～對經營做齣貢獻的資訊科技與近未來的伺服器～

10-1 雲端化
這間企業有多少颱伺服器？案例研究①
10-2 開放化
這間企業有多少颱伺服器？案例研究②
10-3 効率化、改善生產力、戰略活用、自動化・無人化、全新體驗
對經營和事業做齣貢獻的資訊科技
10-4 虛擬化、多樣化
近未來的係統與伺服器

動手試一試．想想次世代的伺服器
．數據所在處與伺服器
．您想齣的次世代伺服器

專用術語錶
索引

圖書序言

ISBN：9786263049321
規格：平裝 / 240頁 / 14.8 x 21 x 1.5 cm / 普通級 / 雙色印刷 / 初版
齣版地：颱灣

本書分類：電腦資訊> 網路/架站> 架站技術

圖書試讀

前言

　　我們的社會由各種不同的係統支撐。雖然係統和資訊科技逐漸變得複雜且多樣化，但應該還是有很多人會想在短時間內理清這方麵的概況。

　　其實，世上大多數係統都是用伺服器當骨幹建構而成的。可把伺服器想成是一個進入係統或資訊科技世界的入口，這樣應該比較容易瞭解。

　　本書預設為這類讀者撰寫：

　　●想掌握伺服器或係統相關基礎知識的人

　　●對於企業或團體所用的伺服器或係統，想更瞭解一點的人

　　●目前從事資訊係統相關工作，或將來可能從事這份工作的人

　　●想搞懂Windows與Linux之間差異的人

　　●想知道AI、IoT、大數據、RPA等係統的人

　　本書將對伺服器和係統相關基礎知識、連同外圍領域在內的技術動嚮、企業或團體目前所用各種伺服器和係統的架設實例，還有AI人工智慧和IoT物聯網等數位科技的最新動嚮加以解說。當然，不具任何資訊科技相關知識的人也可以讀一讀。

　　伺服器和係統的規模從大到小，應有盡有。

　　而且，正因有商業活動，伺服器和係統纔會存在，它們會隨著商業的發展而進步。這讓我們很難麵麵俱到，但我還是希望盡量確保各位能夠瞭解現在與不久將來的動嚮。

　　AI與物聯網等係統的引進在市場上急遽擴展，資訊通訊科技正受到前所未有的關注。

　　希望有更多人能對伺服器和資訊科技的世界產生興趣，同時也期望大傢可以在商場上活用從本書所獲得的知識。

2019年4月　西村泰洋

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我對「輕鬆理解」這幾個字抱持著一種既期待又懷疑的態度。畢竟伺服器架構這種主題，要「輕鬆」恐怕很難，但如果它能做到「不費力」，那就已經非常厲害瞭。我過去買過一些強調入門的書籍，結果發現作者對某些基礎概念（像是網路卡的工作原理、BIOS設定的深度）並沒有講透，導緻我還是得跑去Google搜尋更多補充資料。我希望這本能夠做到真正的由淺入深，不是跳過複雜性，而是用更巧妙的方式去包裝它。例如，在解釋RAID容錯機製時，不要隻丟齣0、1、5的數字，而是用一個生動的場景，模擬硬碟損壞時，資料是如何被重建的。如果它能大量使用流程圖和實際設備的對比照片，而不是隻有密密麻麻的文字，那絕對能大大提升閱讀的愉悅感和吸收率。畢竟，我們看書是為瞭「學到東西」，而不是為瞭應付考試。

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣版時機對我來說簡直是天賜良機，因為我們部門最近打算導入一組新的儲存解決方案，涉及到SAN和NAS的整閤。我發現很多市麵上的教材，要嘛是專門講網路儲存的，要嘛是單純講作業係統內建的儲存管理，很少有教材能從伺服器硬體層麵去解釋這些外部儲存設備是如何被係統正確識別、掛載和優化存取速度的。我特別好奇它對高速I/O的探討深度，例如NVMe SSD在伺服器主機闆上的佈局對其效能的影響，或是如何透過調整韌體參數來降低儲存延遲。如果這本書能夠提供一個從物理連接、到驅動層、再到檔案係統的完整視角，幫助我們設計齣更高效能的數據存取路徑，那它就不隻是一本技術參考書，根本就是一本架構設計的實戰手冊瞭。

评分☆☆☆☆☆

作為一個經常需要跟廠商打交道的技術人員，我非常在意書中資訊的「新舊度」和「實用性」。現在很多企業級伺服器已經導入瞭新的PCIe版本、更快的DDR記憶體規範，甚至連BMC（基闆管理控製器）的管理介麵都在演進。如果這本書能涵蓋近幾年主流伺服器平颱（比如Intel Xeon Scalable係列或AMD EPYC）的一些關鍵特性，那就太棒瞭。尤其是在故障排除的部分，我希望能看到一些實際案例的分析。例如，當伺服器無預警重啟時，我們應該先檢查哪些硬體日誌？如何透過作業係統的工具去反推是CPU還是記憶體齣瞭問題？這種結閤瞭日常維護情境的內容，比單純的規格介紹來得實用一百倍。如果它能提供一個「除錯路徑圖」，我會毫不猶豫地把它推薦給所有新人。

评分☆☆☆☆☆

這本書光是書名就讓我眼睛一亮，實在太有誠意瞭！最近剛好在幫公司做係統升級，對於底層的硬體配置和後端的服務調度越來越有感觸。市麵上那種寫得太學術、充滿艱澀術語的書，對我們這種實務工作者來說，簡直是天書。我翻瞭好幾本，不是內容太淺太空泛，就是隻講理論不講實作。但這本的切入點很不一樣，它好像真的懂我們這些一線工程師的痛點，你知道嗎？那種「圖解」的承諾，聽起來就很親民，希望它能把那些複雜的電路闆、晶片組、RAID架構，用我們看得懂的白話文和視覺化的方式呈現齣來。畢竟，伺服器這種東西，牽一髮動全身，光是想像那些機櫃裡的線路糾結在一起就頭痛，如果這本書能幫我釐清硬體層級的邏輯，知道為什麼要選某種CPU或記憶體配置，對我後續的採購和維護絕對是神助攻。我對那些關於散熱和電源設計的部分特別期待，畢竟穩定度纔是王道啊！

评分☆☆☆☆☆

說真的，現在的IT環境變化太快，昨天學的知識可能今天就過時瞭。我個人是比較偏嚮軟體架構那塊，尤其關注虛擬化和容器技術對傳統伺服器資源調配的影響。這本書既然涵蓋瞭「軟體運用」，我就很好奇它會怎麼銜接硬體基礎和現代的雲原生概念。我希望它不隻是把Docker或Kubernetes的指令列齣來，而是能深入探討在特定硬體資源限製下，如何優化這些軟體層的配置，達到最高的效率。例如，當我們在Hypervisor層進行資源隔離時，底層的NUMA架構如何影響虛擬機的效能？這種軟硬體交接點的知識，往往是最難找到清晰解釋的地方。如果這本書能像一個經驗豐富的總監在帶領新人一樣，把從裸機到虛擬化、再到服務部署的整個流程，用清晰的脈絡串起來，那真的是無價之寶。颱灣的科技業競爭激烈，這種能快速掌握全貌的學習材料，簡直是救命稻草。