Flux架構(gòu)

在建立虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)時,有許多設(shè)計要素會有助于形成穩(wěn)健的最終部署，確保虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)長期穩(wěn)定運行。

虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)從底層硬件直到上層的虛擬化軟件，有太多因素都需要在規(guī)劃虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)時認(rèn)真考慮。探討怎樣運用虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)逐層分析的方法實現(xiàn)一個新的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)部署，同時提出產(chǎn)品選型、環(huán)境規(guī)劃戰(zhàn)略。

需要作出的關(guān)鍵決策之一就是：選定虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)平臺。虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)層負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)每個運行在您的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)中的虛擬的工作負(fù)荷。在為您的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)方案選擇一個虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)平臺之前，請基于您當(dāng)前和未來的IT工作負(fù)載評估擴展性：這些負(fù)載如何裝載到軟件空間來提供軟件定義的服務(wù)，虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)是否能被管理層平臺操控，是否能提供足夠的計算功能，是否有足夠的性能來支持您的應(yīng)用在虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)環(huán)境中運作。

由于虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)主機需要物理硬件，您當(dāng)然總會期望能在每個物理主機上盡可能合理地放置最高數(shù)量的虛擬機。

您可能會想要了解您的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)組織的歷史增長率，以及任何虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)擴張計劃。例如，如果您的公司計劃啟用另一個分支機構(gòu)，通過向虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)層中新增一臺虛擬化主機，您應(yīng)該能輕松搞定。相反，如果您打算關(guān)閉一個業(yè)務(wù)部門，您也應(yīng)該能夠輕松地縮減規(guī)模。在虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)管理程序?qū)酉蛏虾拖蛳聰U展的靈活程度是選擇虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)管理工具時需要考慮的重要因素。

此外，這也是為虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)方案提升工作負(fù)載可用性的好思路。當(dāng)您的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)平臺有更新發(fā)布時，當(dāng)前的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)主機將需要進(jìn)行升級。在虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)主機升級期間，保障運行中的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)的工作負(fù)載的可用性至關(guān)重要。物理主機必須組成集群來實現(xiàn)高可用性，虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)平臺必須提供提供故障轉(zhuǎn)移功能以確保工作負(fù)載可以在升級之前遷移到另一臺主機。

注意不要被（供應(yīng)商）鎖定。市場上的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)供應(yīng)商并不算少。雖然VMware繼續(xù)維持虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)主導(dǎo)地位，但許多組織計劃將VMware vSphere和Microsoft HYPER-V混合部署。

但這是一個好辦法嗎？某些虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)計算功能只有只有特定的虛擬化廠商能夠?qū)崿F(xiàn)。例如，VMware 和 HYPER-V 有 SR-IOV 功能，提高了虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)資源密集型應(yīng)用程序的性能。但是VMware不支持實時遷移虛擬機，而 HYPER-V 不支持為 Linux虛擬機啟用SR-IOV 功能。

另一個要考慮的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計問題是應(yīng)用程序的支持。您的業(yè)務(wù)流程應(yīng)用程序可能會在您當(dāng)前部署的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)主機上成功運行，但如果軟件需要升級怎么辦？您可能需要跟您的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)用程序供應(yīng)商溝通，了解他們的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)升級細(xì)節(jié)，虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)升級變化是否會影響到您托管的特定的應(yīng)用程序。

許多虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)用程序供應(yīng)商開始采用新的集裝箱化開發(fā)方法。因此，您可能希望虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)部署支持應(yīng)用集裝箱化的虛擬化服務(wù)器/主機。

利用不同虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)供應(yīng)商的軟件部署虛擬化主機的一個附帶好處是，如果在未來某一時刻您的組織決定實施虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)私有云，您將擁有更多選擇余地。

并非所有虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)公共云提供商都能支持源自每一家虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)上的工作負(fù)載。例如，如果您在HYPER-V 虛擬機上承載您的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)用程序，并打算遷移到亞馬遜EC2公共云，您就需要對這些虛擬機進(jìn)行轉(zhuǎn)換，才能被基于 Xen 的亞馬遜 EC2支持。

由虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)主機提供的兩個最重要的服務(wù)是：存儲和網(wǎng)絡(luò)。

虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)存儲服務(wù)為存儲協(xié)議、存儲陣列和存儲網(wǎng)絡(luò)提供必要的支持。您對虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)的選擇會直接影響到物理存儲層。例如，如果虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)部署在一個虛擬化主機上的存儲服務(wù)程序?qū)Υ鎯f(xié)議和存儲陣列缺乏支持，您就無法訪問和利用虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)底層物理存儲基礎(chǔ)設(shè)施——您的整個基礎(chǔ)架構(gòu)可能需要進(jìn)行升級。

您應(yīng)該選擇具備以下特征的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)主機，可以不停機在線擴展存儲，整合的物理存儲層同時支持?jǐn)?shù)據(jù)塊存儲和文件的存儲、更大的虛擬化負(fù)載容量。別擔(dān)心虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)空間耗盡。您可以在隨時為虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)工作負(fù)載增加存儲資源，但虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)物理主機是否支持存儲擴展是個問題。如果物理主機不支持存儲動態(tài)擴展，虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)管理將會很艱難。

同時，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層必須提供必要的協(xié)議才能支持對物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的管理，同時對虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)主機上運行的虛擬機提供網(wǎng)絡(luò)隔離。

融合的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)具有成本效益并能提供靈活的管理。傳統(tǒng)的方法是，通過規(guī)劃每個虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部件的冗余來組建一個高可用和冗余的網(wǎng)絡(luò)。例如，許多組織使用單獨的交換機、網(wǎng)絡(luò)路徑和線纜來部署專用的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。雖然這辦法能有效解決當(dāng)前虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)問題，卻難以有效地適應(yīng)未來虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的變化。冗余控制由物理網(wǎng)絡(luò)層完成，這就增加了在網(wǎng)絡(luò)組件管理方面的開銷。

大多數(shù)虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)供應(yīng)商支持融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，此場景下存儲和網(wǎng)絡(luò)的流量將共用相同的交換機和線路。虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)要求您用單個網(wǎng)絡(luò)適配器來承載各種流量，如群集、虛擬機、管理，等等。

另外，對于虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)的場景中，不同的流量需要隔離，理解這一點很重要。這是虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)提供某些服務(wù)質(zhì)量功能的必要方法。

架構(gòu)分析常見的分類有政府CIO架構(gòu)分析、IT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析，下面分別對其進(jìn)行介紹。

架構(gòu)分析政府CIO架構(gòu)分析

我國內(nèi)地的信息化建設(shè)起步于20世紀(jì)80年代初期。信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為電子政務(wù)的發(fā)展實施提供了技術(shù)條件和平臺環(huán)境，同時，經(jīng)濟體制的變革也對行政管理提出新的要求。我國加入WTO后，在政務(wù)信息化建設(shè)上要與國際接軌，需要加快實施電子政務(wù)和推進(jìn)政府職能轉(zhuǎn)變。

政府信息化的各項工作離不開政府信息主管（政府CIO）的有效推進(jìn)，但在我國政府現(xiàn)行的管理體制中，并沒有“政府CIO”的說法，大多數(shù)稱謂是“IT主管”、“信息中心主任”“信息處處長”、“科技處處長”、“信息公開處處長”或“信息辦主任”之類。但從人們對于他們所承擔(dān)的職責(zé)及其角色的描述，可以看出他們實際上是承擔(dān)了“政府CIO”這么一個角色。這種不同的稱謂反映了我國政府信息化制度中，對于完善的CIO組織架構(gòu)所形成的不同需求。為了使政府CIO的工作得以順利開展，就必須建立與之相適應(yīng)的、行之有效的組織機構(gòu)，來規(guī)劃、實施信息化的戰(zhàn)略。

經(jīng)過對國內(nèi)政府機構(gòu)信息資源管理和電子政務(wù)相關(guān)部門調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)政府CIO的主要組織結(jié)構(gòu)分以下幾種：

（1）“信息辦 信息中心”結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)下的政府信息化工作主要由信息化領(lǐng)導(dǎo)小組及“信息化辦公室”組成，信息化辦公室下設(shè)“信息中心”?！。?）“信息辦”主導(dǎo)型

這種結(jié)構(gòu)下的政府信息化工作主要由信息化領(lǐng)導(dǎo)小組及“信息化辦公室”組成，信息化辦公室下沒有“信息中心”。

（3）“信息中心”主導(dǎo)型

這種結(jié)構(gòu)下的政府信息化工作主要由信息化領(lǐng)導(dǎo)小組及“信息中心”組成，沒有信息化辦公室。

（4）“職能處室”主導(dǎo)型

這種結(jié)構(gòu)下的政府信息化工作主要由信息化領(lǐng)導(dǎo)小組及相關(guān)職能處室組成，沒有信

息化辦公室和信息中心。具“職能處室”主導(dǎo)型主要包括兩種：一種是以科技處為代表的職能處室主導(dǎo)型，一種是以辦公室或秘書處為代表的職能處室主導(dǎo)型。

形成以科技處為代表的“職能處室主導(dǎo)型”的主要原因，是由于某些單位以前的業(yè)務(wù)中涉及到專業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，職能部門中有技術(shù)處這一部門，因此，在政府信息化的時候，就將與信息技術(shù)有關(guān)的管理工作全部放在科技處下。典型的單位是公檢法。

以辦公室或秘書處為代表的職能處室主導(dǎo)型則由辦公室或秘書處中的某一個人來承擔(dān)信息化的工作，這種類型的單位一般是信息化程度比較低，應(yīng)用相對簡單。不需要專門的部門和專門的人員來進(jìn)行管理。

（5）“職能處室 信息中心”型結(jié)構(gòu)

“職能處室 信息中心”型結(jié)構(gòu)也主要包括兩種：一種是以科技處為代表的職能處室 信息中心，一種是以辦公室或秘書處為代表的職能處室 信息中心。

（注：虛線表示信息中心并不是直接在其下面的部門，而是在業(yè)務(wù)上服從的關(guān)系）

（6）業(yè)務(wù)部門主導(dǎo)型

這種結(jié)構(gòu)下的政府信息化工作主要由信息化領(lǐng)導(dǎo)小組及業(yè)務(wù)部門組成。具

架構(gòu)分析IT架構(gòu)分析

BI(Business Intelligence)一詞是由Howard Dresner在1989提出的，用來描述一種透過特定的概念與方法，讓企業(yè)制定決策時能立基于事實基礎(chǔ)之上。

為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，軟件商各自發(fā)展出BI的解決方案，實現(xiàn)的技術(shù)各有擅長，但簡單而言，便是從搜集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的過程，最終再呈現(xiàn)給分析人員。每經(jīng)過一個步驟，資料數(shù)據(jù)就好像經(jīng)過粹練一樣，更具價值。

從IT系統(tǒng)的角度而言，廣義的BI包含了ETL工具、數(shù)據(jù)倉庫(或數(shù)據(jù)超市)、在線實時分析引擎和動態(tài)報表工具。底下我們將從BI架構(gòu)分析各組件的組成。

（1）ETL工具

ETL是將數(shù)據(jù)進(jìn)行擷取、轉(zhuǎn)換與加載的過程，數(shù)據(jù)擷取必須從不同的數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序，甚至是非結(jié)構(gòu)化的文件，取得數(shù)據(jù)來源;轉(zhuǎn)換則包含了像是格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加總、合并或是過濾有問題的數(shù)據(jù);加載則是將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)拋轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)倉庫。

（2）數(shù)據(jù)倉庫/數(shù)據(jù)超市

數(shù)據(jù)倉庫從定義來說，是具有主題導(dǎo)向、數(shù)據(jù)整合與時間性的數(shù)據(jù)庫，它和一般在線交易系統(tǒng)(OLTP)不同之處在于，它儲存的不是目前營運交易的數(shù)據(jù)，而是經(jīng)過整理、匯總后的資料，讓不同來源的數(shù)據(jù)擁有一致性的格式、名稱，以免造成混亂。

由于數(shù)據(jù)倉庫以查詢?yōu)橹?，修改機會不高，因此專門設(shè)計作數(shù)據(jù)倉庫用途的數(shù)據(jù)庫，會針對這個特性去設(shè)計加速查詢的方法。

數(shù)據(jù)倉庫之外，也有數(shù)據(jù)超市這個概念相似，但規(guī)模較小，應(yīng)用目的更為明確的數(shù)據(jù)匯整方式。數(shù)據(jù)超市雖然有成低本、建置快的優(yōu)點，然而一旦企業(yè)需要跨不同的數(shù)據(jù)超市才能查詢結(jié)果時，則會形成瓶頸。

（3）在線實時分析(OLAP)

在線實時分析工具主要是提供使用者可以實時產(chǎn)生多維度的數(shù)據(jù)，以進(jìn)行下鉆(Drill down)、Slice、Dice、樞紐等種種不同分析。

在線分析工具可以讓使用者從不同維度來探索資料，這種分析方式讓使用者可以不用依賴IT部門，自行建立問題分析報表，信息的取得更為實時，也更能有效支持決策。

在線實時分析因為數(shù)據(jù)模型建立的方式不同，可以分為ROLAP、MOLAP。

ROLAP：針對建立在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

ROLAP指的是關(guān)系型在線分析系統(tǒng)，數(shù)據(jù)仍采用傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的儲存方式，再透過中繼數(shù)據(jù)的對應(yīng)，產(chǎn)生分析所需要的結(jié)果。 ROLAP能儲存的數(shù)據(jù)量大，但是效能遜于MOLAP系統(tǒng)。

MOLAP：針對建立在多維度數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

MOLAP指的是多維度在線分析系統(tǒng)，在儲存數(shù)據(jù)時，便是以Cube(立方體)的概念儲存，因此在進(jìn)行多維度分析時便相當(dāng)容易、快速。 MOLAP雖然速度快，但是受限于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以儲存的數(shù)據(jù)量受到限制。另外一旦需要的數(shù)據(jù)不在原有的維度中，就無法進(jìn)一步查詢。

HOLAP：對儲存在兩種數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

面對ROLAP和MOLAP各有優(yōu)、缺點的情況，因而有HOLAP這種混合兩者的新在線分析系統(tǒng)出現(xiàn)。檢視合計數(shù)據(jù)時可以透過MOLAP數(shù)據(jù)庫，而需要明細(xì)數(shù)據(jù)時則使用ROLAP數(shù)據(jù)庫，透過這種方式解決魚與熊掌不可兼得的困境。

（4）動態(tài)分析報表

在OLAP之上，有支持實時性分析的動態(tài)報表，和過去靜態(tài)報表不同之處，就在于它能實時呈現(xiàn)分析結(jié)構(gòu)，無需再重新執(zhí)行報表產(chǎn)生的過程。動態(tài)報表除了支持上述的一些分析方式之外，也有越來越多廠商支持燈號、儀表盤、計分卡、地圖等種種圖形化的接口，讓分析結(jié)果能更直覺呈現(xiàn)。

推薦序一

如何看到一滴水的美麗

支付寶（中國）公司業(yè)務(wù)架構(gòu)師

《大道至簡》作者周愛民（aimingoo）

【一】

架構(gòu)是一個過程，而非一個結(jié)果。

【二】

在大多數(shù)人的談?wù)撝校軜?gòu)是一個目標(biāo)產(chǎn)物，而作為架構(gòu)師的責(zé)任就是去生產(chǎn)它。所以無論如何，架構(gòu)是可以“做”出來的，而且也應(yīng)該有一些“做”的方法、技術(shù)、技巧。

有人問過我：架構(gòu)的最主要產(chǎn)出是什么？我的答案是：圖。這里面有兩層含義：一層含義是如同建筑師描繪的藍(lán)圖一樣，用于引導(dǎo)實施者；另一層含義是架構(gòu)師頭腦中清晰的目標(biāo)系統(tǒng)。如果架構(gòu)師頭腦中沒有系統(tǒng)清晰的圖像，他是沒有辦法把它畫出來的。

【三】

畫家畫的無非是物我。畫物的畫家，最終畫的還是我見。所以，畫家的筆最終描繪的是他自己心里的映像。

【四】

藝術(shù)是不可能被“生產(chǎn)”出來的，生產(chǎn)出來的，叫“藝術(shù)品”。

【五】

架構(gòu)這個過程，是架構(gòu)師洞見系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)、規(guī)律、原則和邏輯的過程。真正的架構(gòu)師是可以將自己放在系統(tǒng)中去的（例如作為系統(tǒng)中的任何一個角色），只有清晰地理解系統(tǒng)，才能簡潔地描述它。而當(dāng)架構(gòu)師拿出了他所描述的“作品”的時候，架構(gòu)這一過程就已經(jīng)結(jié)束了。

【六】

一滴水滴落的過程中，有多少個形態(tài)的變化？

推薦序二

架構(gòu)的架構(gòu)

北京無限訊奇信息技術(shù)有限公司產(chǎn)品技術(shù)高級總監(jiān)

黃冬

感謝譯者和出版者為我們帶來這樣一本傳奇的架構(gòu)故事書。

推薦序三

美麗架構(gòu)之道

《構(gòu)建高性能Web站點》作者

Web架構(gòu)實踐者

郭欣

我無法給架構(gòu)下一個簡單的定義，因為任何定義都會束縛你對架構(gòu)的無限想象。不可否認(rèn)，架構(gòu)師早已出現(xiàn)在人類幾千年前的各項生產(chǎn)活動中，比如建筑、音樂。而在計算機軟件及Web領(lǐng)域，架構(gòu)的設(shè)計直接影響著系統(tǒng)的生產(chǎn)，比如開發(fā)過程和效率、代碼和組件復(fù)用性等，同時也影響著系統(tǒng)的可用性、可伸縮性、性能、容量可預(yù)測性等。

在本書中，我們更加關(guān)注架構(gòu)之美。美麗的架構(gòu)同樣無法定義，可它卻一定是自然的、簡單的、可復(fù)用的、人文的，甚至是外行人也可以細(xì)細(xì)品味其思想的。當(dāng)我看到超市的多個收銀臺排滿長隊時，便想到服務(wù)器并發(fā)處理性能和容量；當(dāng)我看到十字路口的車輛等待轉(zhuǎn)彎時，便想到它通過緩存思想來提高交通吞吐率。

那么如何設(shè)計出美麗的架構(gòu)呢？從代碼邏輯到物理網(wǎng)絡(luò)，從單機到分布式，無數(shù)的技術(shù)可供架構(gòu)師選擇，如分層、組件化、服務(wù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、緩存、分離、隊列、復(fù)制、冗余、代理等，不過它們?nèi)匀恢皇恰靶g(shù)”的范疇，而何時何處如何恰到好處地使用它們才是“道”的范疇，比如頓悟變化的道理，在博弈中尋找平衡，以系統(tǒng)化的角度來分析問題，尋找相對與絕對的奧秘、開放的心態(tài)……

然而，這個領(lǐng)域?qū)嵲谑翘贻p了，我們需要更多的例子和經(jīng)驗，本書將讓你大開眼界！