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云架构技术栈介绍

云架构

什么是云2006年8月9日 ， google首席执行官Eric Schmidt在搜索引擎大会（SES San Jose 2006）上首次提出云计算概念 。云计算是网格计算 ， 分布式计算 ， 并行计算、效用技术、网络存储、虚拟化和负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物 。其目的是通过基于网络的计算方式 ， 将共享的软件/硬件
资源和信息进行组织整合 ， 按需提供给计算机和其他系统使用 。
什么是架构从三方面去理解架构 。
第一是IT架构 ， 其实就是计算 ， 网络 ， 存储 。这是云架构师的基本功 ， 也是最传统的云架构师应该首先掌握的部分 ， 良好设计的IT架构 ， 可以提高系统可靠性 ， 降低减轻运维负担 。数据中心 ， 虚拟化 ， 云平台 ， 容器平台都属于IT架构的范畴 。
第二是应用架构 ， 随着应用从传统应用向互联网应用转型 ， 仅仅提高资源层面的弹性还不够 ， 常常会出现创建了大批机器 ， 仍然撑不住高并发流量 。因而基于微服务的互联网架构 ， 越来越成为云架构师所必需的技能 。良好设计的应用架构 ， 可以实现快速迭代和高并发 。数据库 ， 缓存 ， 消息队列等PaaS ， 以及基于SpringCloud和Dubbo的微服务框架 ， 都属于应用架构的范畴 。
第三是数据架构 ， 数据成为人工智能时代的核心资产 ， 在做互联网化转型的同时 ， 往往进行的也是数字化转型 ， 并有战略的进行数据收集 ， 这就需要云架构师同时又大数据思维 。有意识的建设统一的数据平台 ， 并给予数据进行数字化运营 。搜索引擎 ， Hadoop ， Spark ， HBase ， 人工智能都属于数据架构的范畴 。
云架构技术栈
从系统的角度出发 ， 架构分六个层次 。

云架构技术栈介绍

文章插图
 
1、基础设施层：在数据中心里面 ， 会有大量的机架 ， 大量的服务器 ， 并通过交换机和路由器将服务器连接起来 ， 有的应用例如Oracle是需要部署在物理机上的 。为了管理的方便 ， 在物理机之上会部署虚拟化 ， 例如Vmware ， 可以将对于物理机复杂的运维简化为虚拟机灵活的运维 。虚拟化采取的运维方式多是由运维部门统一管理 ， 当一个公司里面部门非常多的时候 ， 往往要引入良好的租户管理 ， 基于Quota和QoS的资源控制 ， 基于VPC的网络规划等 ， 实现从运维集中管理到租户自助使用模式的转换 ， 托生于公有云的OpenStack在这方面做的是比较好的 。随着应用架构越来越重要 ， 对于标准化交付和弹性伸缩的需求越来越大 ， 容器最为软件交付的集装箱 ， 可以实现基于镜像的跨环境迁移 ， Kubernetes是容器管理平台的事实标准 。
2、数据层：也即一个应用的中军大营 ， 如果是传统应用 ， 可能会使用Oracle ， 并使用大量的存储过程 ， 有大量的表联合查询 ， 成本也往往比较高 。但是对于高并发的互联网应用 ， 需要进行微服务的拆分 ， 数据库实例会比较多 ， 使用开源的MySQL是常见的选择 ， 大量的存储过程和联合查询往往会使得微服务无法拆分 ， 性能会比较差 ， 因而需要放到应用层去做复杂的业务逻辑 ， 数据库表和索引的设计非常重要 。当并发量比较大的时候 ， 需要实现横向扩展 ， 就需要基于分布式数据库 ， 也是需要基于单库良好的表和索引设计 。对于结构比较灵活的数据 ， 可以使用MongoDB数据库 ， 横向扩展能力比较好 。对于大量的联合查询需求 ， 可以使用ElasticSearch之类的搜索引擎来做 ， 速度快 ， 更加灵活 。
3、中间件层：因为数据库层往往需要保证数据的不丢失以及一些事务 ， 因而并发性能不可能非常大 ， 所以我们经常说 ， 数据库是中军大营 ， 不能所有的请求都到这里来 ， 因而需要一层缓存层 ， 用来拦截大部分的热点请求 。Memcached适合做简单的key-value存储 ， 内存使用率比较高 ， 而且由于是多核处理 ， 对于比较大的数据 ， 性能较好 。但是缺点也比较明显 ， Memcached严格来讲没有集群机制 ， 横向扩展完全靠客户端来实现 。另外Memcached无法持久化 ， 一旦挂了数据就都丢失了 ， 如果想实现高可用 ， 也是需要客户端进行双写才可以 。redis的数据结构比较丰富 ， 提供持久化的功能 ， 提供成熟的主备同步 ， 故障切换的功能 ， 从而保证了高可用性 。另外微服务拆分以后 ， 有时候处理一个订单要经过非常多的服务 ， 处理过程会比较慢 ， 这个时候需要使用消息队列 ， 让服务之间的调用变成对于消息的订阅 ， 实现异步处理 。RabbitMQ和Kafka是常用的消息队列 ， 当事件比较重要的时候 ， 会结合数据库实现可靠消息队列 。


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