第2章云计算架构

ADDINCNKISM.UserStyle教案首页课序第次学时周次第教学周教学题目云计算架构教学目标知识理解云计算架构的基本概念，掌握云架构设计与部署方法和云计算架构优化等。能力掌握云计算的架构，能够进行云架构设计和部署，能够对现有云计算架构进行优化，能够合理选择相应的云计算架构。情感通过学习云计算架构典型案例，组织讨论“国内云计算技术在国际处于什么水平？如何在云计算技术发展潮流中脱颖而出，立于不败之地？”教学重点云架构设计与部署教学难点云计算优化技术。教学方法手段采用课堂互动讲解+研讨分析，线下提供学习资源多媒体+课后作业教学组织方式1.讲解2.互动3.练习4.课后作业5.预习课后反思（课后手写）教学环节课程引入新课讲解课堂讨论每课小结布置作业时间分配(以分钟计算)575532教学设计【教学进程安排】课程引入：1.总计回顾上节课内容2.提问企业有企业架构，如何进行云计算架构设计？一、云计算架构概述1.企业架构企业架构主要包括业务架构和IT架构。业务架构包括业务的运营模式、业务流程、组织结构和地域分布等。企业架构是战略与实际运营之间的桥梁，它有助于战略的落实。IT架构则是指导IT投资和决策的IT框架，是建设企业信息系统的蓝图，包括数据架构、应用架构和管理架构等。企业战略与IT战略必须紧密联系，通过企业架构来指导IT项目建设。2.云计算架构云计算架构就是按照业务需求选择最优的云平台服务部署对应的系统或者存储对应的资源，并结合各个云平台的服务特性设计出弹性、高性能、高可用、可扩展以及自动化的组合方案，以最终满足业务系统运行的需求。假设你在建造一间房子，云计算基础架构包含所有材料，而云计算架构就是其设计蓝图。云计算架构主要分为服务和管理两大部分。3．云计算架构设计原则先进性、可用性、可靠性、可扩展性、可管理性、开放性、安全性二、云计算架构设计与部署1.通用架构设计与部署2.高可用性架构设计与部署高可用性（HighAvailability，HA）指一个系统能够持续无故障运作的概率，即以最短时间恢复正常访问业务的能力，无论这个故障是业务流程、物理设施、网络或者服务器软/硬件的故障。高可用性设计就是通过一定的系统设计和系统功能支持，来大幅度提高系统持续无故障运行的概率。标准：根据实际业务发展的阶段进行权衡，不同级别的可用性通常采取的技术手段。可用性等级可用性数值年最大停机时间常用的技术手段基本可用99%88h负载均衡较高可用99.9%8.8h自动化部署高级可用99.99%53min微服务应用监控容错机弹性伸缩极高可用99.999%5min异地多活、容灾高可用性架构的设计原则如下。（1）假定失效设计指假定任何环节都会出问题，然后倒退设计。（2）多可用区设计指尽最大可能避免架构中的单点故障。（3）自动扩展设计指不进行设计调整，就能满足业务量增长。（4）自我修复设计指内建容错及检查能力，应用能够在部分组件失效时自我修复以继续工作。（5）松耦合设计指耦合度越小，则扩展性越好、容错能力越强。高可用性架构设计的3种方式如下。（1）主从方式（2）双机双工方式（3）集群工作方式高可用性架构设计的设计步骤如下。（1）进行合理的评估分级，来应对灾难恢复能力和业务恢复能力。（2）进行冗余设计。（3）采用弹性伸缩（AuotoScallngAS）来应对高峰期和业务增长。腾讯云为例来说明高可用性云计算架构的设计与部署3.高性能架构设计与部署性能是一种表明软件系统或构件对于其及时性要求的符合程度，也是软件产品的一种特性，私下可以用时间来进行度量。狭义的性能是指运行速度的快慢；广义的性能涉及很多内容，如功耗、利用率、性价比、速度等。高性能架构设计的基本步骤（1）性能目标（2）分析问题（3）解决问题（4）性能评估阿里云为例来说明高性能架构设计与部署4.容灾架构设计与部署云计算容灾主要分为4个层次（1）应用级高可用指产品自带主备或者双活设计、健康检查、自动切换等。（2）集群级高可用指集群的设计，除了横向扩展服务能力以外，还能通过自动侦测、自动切换和自动回复消除故障、减少设备意外发生时的宕机时间。（3）可用区级高可用指把集群的主备系统分散部署到不同地域的机房，扩大容灾范围，可以保障在短期内接管服务，提高业务连续性。（4）地域级高可用指跨地域容灾，包括网络、系统改造和适配，数据同步和一致性等灾备问题，能够保障某地域系统不可用时，能通过其他地域系统继续为用户提供服务。阿里云为例来说明容灾架构设计与部署5．云安全架构设计与部署云安全联盟的《12大顶级云安全威胁：行业见解报告》，该报告重点聚焦了12个涉及云计算共享和按需特性方面的严重威胁，包括数据泄露，身份、凭证和访问管理不足，不安全的接口和API，系统漏洞，账户劫持，恶意内部人士，高级持续性威胁，数据丢失，尽职调查不足，滥用和恶意使用云服务，拒绝服务，共享技术漏洞等。云安全架构设计原则：最小特权原则、纵深防御原则、职责分离、防御单元解耦、回溯和审计、安全数据标准化、面向失效的安全设计。阿里云为例来说明云安全架构设计与部署6．桌面架构设计与部署云桌面是一种基于云计算的桌面服务。与传统计算机和虚拟桌面架构不同，企业无须投入大量的资金和花费数天的部署时间，即可快速构建桌面办公环境。华为FusionCloud为例来说明云桌面架构设计与部署三、云计算架构优化1．云计算架构优化概念云计算架构优化是系统化地对云计算体系的每个环节进行分析并优化，找出瓶颈点并进行调优，提高系统的响应速度、吞吐量，降低各层耦合等。常见的不合理的云计算架构设计：单点故障、访问延迟、业务中断云计算架构优化步骤：（1）现状调研。（2）需求分析。（3）问题定位。（4）优化路径。（5）查漏补缺。2.云计算架构优化案例云计算架构优化要遵循架构设计原则，从需求出发，找到关键点，整体分析，设定优化路径，改善系统问题，周期性地进行架构优化。四、几种典型的云计算架构1.谷歌云计算架构2阿里云计算架构3腾讯云计算架构4华为云计算架构五、总结：六、作业：1）云计算架构的设计原则。2）云计算高可用性架构设计基本步骤。3）云计算高性能架构设计的步骤。4）两地三中心容灾架构设计。5）常见的不合理的云计算架构设计。思考题（案例）：企业