IT基础设施与计算资源

1、基础设施与计算资源目录服务器X网络X存储X虚拟化和云计算X应用系统架构服务器XRISC架构大型机/J型机UNIX操作系统xx86架构PC工作站塔式服务器机架式服务器刀片服务器服务器洪x86和x64x86架构于1978年推出的Intel8086中央处理器中首度出现，它杲从Intel8008处理器中发展而来的，而8008则是发展自Intel4004的。8086在三年后为IBMPC所选用，之后x86便成为了个人计算机的标准平台，成为了历来最成功的CPU架构。由于庞大的应用软件市场，向前兼容性一直都是在x86架构的发展背后一股驱动力量（设计的需要决定了这项因素而常常导致批评，尤其是来自对手处理器的拥护

2、者和理论界，他们对于一个被广泛认为是是落后设计的架构的持续成功感到不解）X64的架构是AMD率先推出的，并兼容x86。Inter曾经推出独立的IA-64架构，与原有x86并不兼容。最终受制于市场放弃了该方案，而采用了AMD的方案服务器服务器X大型机和小型机性能强劲价格昂贵冗余成本咼SystemZ系列大型机服务器IBM小型机X86服务器价格低廉冗余成本低集群化提升性能服务器服务器T洪服务器的组成CPU（计算）内存（数据交换）主板（总线）硬盘（数据存储）风扇（散热）电源（能源）网络茨韩国宣布实现10Gbps竞带连接眨眼间下主电影 HYPERLINK http:/digi http:/digi./a

3、/20141021/007955.htrn腾讯数码讯(编译：文心)韩国已经是全球宽带连接速度方面的领头羊，将于周一在釜山举行的一次会议上公布数据传输速率达到lOGbps的宽带连接。SKBroadband周宣布，该公司将于10月20日在今年举行的国际电信联盟全权代表会议(ITUPlenipotentiaryConference)上公布数据传输速率达lOGbps的宽带连接。lOGbps的宽带连接能在08秒一一约眨两次眼的时间，传输1GB数据。SKBroadband将在国际电信联盟全权代表会议上设立一个展台，让与会者有机会试用数据传输速率高达lOGbps的宽带连接。据BusinessKorea报道称

4、，展台还将使用户能比较lOGbps宽带连接与100Mbps或lGbps等速度较低的连接之间的区别。网络10G早已成为数据中心网络的标准配置。賀数据中心对网络的要求不仅是高带宽,更要求低延时。浜目前最快的数据中心交换机的端口延迟可以低值190纳秒。洪内存的读写延迟一般在50纳秒左右。淤1纳秒=1000皮秒洪1纳秒=0.001微秒賀1纳秒=0.000001毫秒淤1纳秒=0.000000001秒服务器匡_个高带宽高延迟和低带宽低延迟的经典例子（教科书）横贯大陆的光纤连接可以有很多千兆位/秒带宽，但是由于光速度传送要越过数千公里,时延将也高。相反，使用56kbps调制解调器呼叫在同一大楼内的计算机则有

5、低带宽和较低的时延。XGoogle正在主导修建美国-日本新的海底光缆。一期修建成后的总带宽将达60T。即便如此，日本到美国的延迟也不太可能低于100毫秒。x延迟当网络上不存在拥塞时，延迟取决于路由器，交换机的每次转发时延之和，加上物理路径上的信号传播时间。当网络上存在拥塞时，延迟则主要由拥塞排队的时间决定。提高带宽的目的在于尽量避免拥塞。网络IPV6教科网主干均支持IPV6.由于教育部项目推动，各大高校校园网均已经支持IPV6运营商的IPV6进度缓慢资源大部分掌握在运营商手中，因此目前的高校IPV6的缺乏具体应用。2014年Google统计，目前访问Google的用户中，IPV6占约3%。存储

6、存储磁带存储寿命短容量低成本局只能顺序读写基本淘汰目前市场上单盘最大容量是4T使用比较多还是性价比较高的3T硬盘。15000转的单盘容量目前为600G。（7200转）存储匡24*7工作的机械硬盘,年故障约为4%奚大数据时代的海量存储，其数量一般以P来衡量賀1P=1024T=256*4T、256块机械硬盘组成的存储系统,一年至少坏掉一块硬盘的概率是?阕1096八256=99.997%!洪因此大容量存储,首先要面对的是数据的安全I生存储阕RAID独立磁盘冗余阵列(redundantarrayofindependentdisks)是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方(因此，冗余地)的方法。通过把

7、数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。提高传输速率。RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量(Throughput)。在RAID中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍.几十倍甚至上百倍的速率。通过数据校验提供容错功能。RAID容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的,所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施,甚至是直接相互的镜像备份，从而大大提高了RAID系统的容错度，提高了系统的稳定冗余性。存储阕RAID1其

8、原理就是将一块硬盘的数据以相同位置指向另一块硬盘的位置。RAID1又称为Mirror或Mirroring,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。RAID1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到见外一个硬盘上。由于对存储的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中，RAID1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的磁盘空间利用率低，存储成本高。xRAID5RAID5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，其中任意N-1块磁盘上都

9、存储完整的数据,也就是说有相当于一块磁盘容量的空间用于存储奇偶校验信息。因此当RAID5的一个磁盘发生损坏后，不会影响数据的完整性，从而保证了数据安全。当损坏的磁盘被替换后，RAID还会自动利用剩下奇偶校验信息去重建此磁盘上的数据，来保持RAID5的高可靠性。存储阕DASDAS(DirectAttachedStorage)直接附加存储xNASNAS(NetworkAttachedStorage)网络附加存储xSANSAN(StorageAreaNetwork)存储区域网络存储阕DASDAS(DirectAttachedStorage)直接附加存储DAS这种存储方式与我们普通的PC存储架构一样，

10、外部存储设备都是直接挂接在服务器内部总线上，数据存储设备是整个服务器结构的一部分。ApplicationServerFileSystemiSCSI,FCJBOD存储阕NASNAS(NetworkAttachedStorage)网络附加存储采用独立于服务器，单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器来连接所存储设备，自形成一个网络。这样数据存储就不再是服务器的附属，而是作为独立网络节点而存在于网络之中，可由所有的网络用户共享。ApplicationServeiEthernetSv/rtchtFileSystemRAIDFileSystemRAIDBo存储阕SANSAN(StorageAreaNet

11、work)存储区域网络SAN通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，最后成为一个专用的存储网络。SAN经过十多年历史的发展，己经相当成熟，成为业界的事实标准。SAN网络的传输距离通常可达10公里。r*ApplicationServerFileSystem虚拟化和云计算云计算我们每天都在用电，但是我们并不自备发电机。他有电厂集中提供我们每天都用自来水，但我们并不都自己打井取水，水也有自来水厂集中提供。计算资源是否也能像水和电一样，在需要的时候以“租用”的方式租用这些资源，在不需要的时候释放这些资源。从而节省成本，提高资源的使用效率？云计算云计算云计算的定义NIST美国国家标准技术研究院云计算

12、是一种模型，它可以实现随时随地，便捷地，随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源（例如，网络.服务器.存储.应用、及服务），资源能够快速供应并释放，使管理资源的工作量和与服务提供商的交互减小到最低限度。云计算的基本特点是：随需应变的自助服务.无处不在的网络访问.资源共享池、快速而灵活.计量付费服务。广大用户依托互联网某些节点强大的信息资源、包括存储资源.计算资源.软件资源.数据资源，管理资源为我所用，强调需求驱动，用户主导，按需服务，即用即付，用完即散，不对用户集中控制，用户不关心服务者在什么地方。洪一个云计算体系结构的示例用户骨理用户身份管理用户许可用户请求管理s使用计费映像管理映像

13、生命期钱理映像创建映像部署映像库管孑1(负载均衡)故障检测I故障恢复监视统计寸安全管理cSOA体系结构、服务接口服务注册服务査找服务访问服务工作流丿管理中间件资源虚拟化计算资源池存储资源池网络资源池数据资源池物理资源计算机存储器网络设备数据库云计算的定义NIST美国国家标准技术研究院云计算模型的3个纬度：部署模型、服务模型与基本特征。ServiceModelsSoftwareasaServicePlatformasaService服务模型软件即服务平台即服务InfrastructureasaService基础设施即服务DeploymentModelsPrivateCloudCommunityC

14、loudHybridCloudPublicCloud部署模型私有云社区云混合云公有云Essentialcharacteristics基本特征Broadnetworkaccess广泛的网络接入MeasuredService可计量的服务On-demandSelf-service按需自助Rapidelasticity快速的弹性ResourcePooling资源池化云计算的定义NIST美国国家标准技术研究院SALfSfORCEGOOOfDOCSNEWEFRESHBOOKSGMAILApplicationsFrameworhHanJwwMSECANPMWSPACtCOMiCOGRIDSotoauServ

15、ice(SMS)Watlonnj$arvice(PaaS)nX3加烹甩L.0WindomAzurelnhstrudunaService(Ias$)0&ks瞅恤虚拟化虚拟化您服务器虚拟化虚拟化前虚拟化后AppliwtlpnApplicationAppOperatingSystemOperatingSystemOperatingSystem虚拟硬件DiskMemoryVMwareVirtualizationLayerx86Architecture软件必须与硬件相结合每台机器上只有单一的操作系统镜像付厶削驴卜右夕个合栽每个操作系统只有-个应用程序负载:鼬牆轟爲最载虚拟化您资源虚拟化ExchangeO

16、peratingSystemFile/PrintOperatingSystemVPNOperatingSystemCRMOperatingSystemExchangOperatingSystem虚拟架构CPU池内存池存储池连接部件池110临丄mlpg3ASJ5期E虚拟化之后屮向05卜“如虚拟化激服务器虚拟化：整合资源，节省硬件成本虚拟化之前J激服务器虚拟化：快速咅15署,节省时间成本整合前整合后3-10天的硬件采购20-40小时,为一台服务器安装操作系统和应用程序硬件上架安装安装操作系统及补丁配置安全策略，域和用户权限配置网络(IP,DNS)配置存储(DAS,SAN,NAS)安装必要的系统管理

17、代理，备份代理和其它的必耍的系统软件安装配置应用软件测试应用安排宕机时间，数据迁移15-30分钟，用模板和自动部署向导或拷贝虚拟机，启动即可把虚拟机拷贝然后重新启动工具已经安装应用已经安装，配置虚拟化虚拟化您桌面虚拟化il集中式管理桌面交付应用程序操作系统拟化拟化乞应用虚拟化所有后台应用系统部署在服务器所有应用客户端在交付平台上运行终端仅接受交付平台应用运行的屏应用虚拟化：将后台服务器上安装的应用系统客户端（例如0A、核心业务）在虚拟交付平台上发布，用户登录平台访问后台应用时，应用系统客户端运行在平台上，而不是运行在用户的本地终端上。后台应用系统应用服务器数据中心桌面/终端协议加密：对协执行加

18、密传输网络优化：对广域区输进行加速优化，实现最佳的传输体验和安全。登录应用本她爱技后台应用轉廐端访问应用交付平台发布后台应用客户端系统架构乔/leefreeman/p/3993449html賀一个成熟的大型网站（如淘宝、京东等）的系统架构并不是开始设计就具备完整的高I生能、高可用、安全等特性，它总是随著用户量的增加,业务功能的扩展逐渐演变完善的，在这个过程中,开发模式、技术架构、设计思想也发生了很大的变化,就连技术人员也从几个人发展到一个部门甚至一条产品线。所以成熟的系统架构是随业务扩展而完善出来的,并不是一蹴而就；不同业务特征的系统,会有各自的侧重点,例如淘宝，要解决海量的商品信息的搜索、下

19、单、支付，例如腾讯,要解决数亿的用户实时消息传输,百度它要处理海量的搜索请求,他们都有各自的业务特性,系统架构也有所不同。尽管如此我们也可以从这些不同的网站背景下,找出其中共用的技术,这些技术和手段可以广泛运行在大型网站系统的架构中,下面就通过介绍大型网站系统的演化过程,来认识这些技术和手段。系统架构系统架构、最开始的网站架构最初的架构，应用程序.数据库.文件都部署在一台服务器上，如图:洪二应用、数据、文件分离随着业务的扩展，一台服务器已经不能满足性能需求，故将应用程序、数据库.文件各自部署在独立的服务器上，并且根据服务器的用途配置不同的硬件，达到最佳的性能效果。文件服务器数据库洪三、禾I用缓

20、存改善网站注能分帘式缓存段务器2分布式缓存在硬件优化性能的同时，同时也通过软件进行性能优化，在大部分的网站系统中，都会利用缓存技术改善系统的性能，使用缓存主要源于热点数据的存在，大部分网站访问都遵循28原则（即80%的访问请求，最终落在20%的数据上），所以我们可以对热点数据进行缓存，减少这些数据的访问路径，提高用户体验。洪四、使用集群改善应用服务器性能应用服务器作为网站的入口，会承担大量的请求，我们往往通过应用服务器集群来分担请求数。应用服务器前面部署负载均衡服务器调度用户请求，根据分发策略将请求分发到多个应用服务器节点。系统架构洪五、数据库读写分离和分库分表随着用户量的增加，数据库成为最大

21、的瓶颈，改善数据库性能常用的手段是进行读写分离以及分表，读写分离顾名思义就是将数据库分为读库和写库，通过主备功能实现数据同步。分库分表则分为水平功分和垂直功分，水平功换则是对一个数据库特大的表进行拆分，例如用户表。垂直功分则是根据业务不同来功换，如用户业务.商品业务相关的表放在不同的数据库中。系统脚骨文件庶务器r世务应期舉务器1负戦均衝尿务器本地缓存分布貢缓存系统架构系统架构函六、使用CDN和反向代理提高网站性能假如我们的服务器都部署在成都的机房，对于四川的用户来说访问是较快的，而对于北京的用户访冋是较慢的，这是由于四川和北京分别属于电信和联通的不同发达地区，北京用户访问需要通过互联路由器经过较长的路径才能访问到成都的服务器，返回路径也样，所以数据传输时间比较长。对于这种情况，常常使用CDN解决，CDN将数据内容