O Windows Server 2008 e o Windows Server 2008 SP2 são o mesmo sistema operacional, apenas em um nível diferente do service pack (o Windows Server 2008 foi iniciado no nível SP1 porque foi lançado um pouco depois que o Windows Vista e o SP1 já estavam fora).
O Windows Server 2008 R2 é a versão para servidor do Windows 7, portanto é a versão 6.1 do sistema operacional; ele apresenta muitos recursos novos, porque na verdade é uma nova versão do sistema. Este é um bom lugar para começar: http://www.microsoft.com/windowsserver2008/en/us/whats-new.aspx .
Também existem diferenças no nível da GUI, porque o WS2008R2 usa a mesma nova GUI introduzida no Windows 7 (nova barra de tarefas, etc.).
Dependendo do tipo de aplicativo que você está desenvolvendo, eles podem ou não encontrar problemas em diferentes versões do SO; você definitivamente deve verificar o MSDN.
O ponto mais importante: o Windows Server 2008 R2 existe apenas para plataformas de 64 bits, não existe mais a versão x86.