提高扩展能力的常用模式——黄东
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    提高扩展能力的常用模式——黄东 提高扩展能力的常用模式——黄东 Presentation Transcript

    • 提高扩展能力的常用模式 黄冬 huangdong@gmail.com
    • 缘起
    • 计算机网络在发展 • 终端-主机 • Client-Server • 互联网 • Browser-Server • Client-Server • P2P
    • 互联网用户在发展 • 截至2007年12月,网民数已达到2.1亿 人,当年增加了7300万,年增长率为 53.3% • 中国的互联网普及率达到16%,但仍然 比全球平均水平19.1%低3.1个百分点 • 宽带网民数达到1.63亿人,手机网民达到 5040万人 2007年12月 CNNIC数据
    • 互联网基础设施在发展 • 中国互联网国际出口带宽数达到 368,927Mbps,年增长率为43.7% • 中国的IP地址数达到1.35亿个,年增长 率为38%,目前万人拥有IP地址1029 个,每万个网民拥有的IP地址是6442个 • 网通、电信互联带宽129Gbps,网通、 移动互联带宽15Gbps,电信、移动互联 带宽15Gbps 2007年12月 CNNIC数据
    • 互联网服务兴起 • 越来越多的企业走向互联网 • 越来越多的业务搬入互联网 • 生活越来越多的与互联网结合 • 金融服务、交通服务 • 政府办公、媒体信息
    • 互联网服务的特性 • 用户数量的区间巨大 • 用户会使用众多不同的方式使用服务 • 世界上每个角落都会有人需要你的服务
    • 互联网服务的挑战 • 如何为更多的用户提供服务 • 如何给用户更快的服务 • 如何给用户不间断的服务 • 如何给用户更高效的服务
    • 我们将讲述的内容 • 系统提高扩展能力的常用模式 • 系统提高扩展能力的思考方法
    • 你将要了解的 • 系统架构的基础点 • 系统架构的模型和应用方法 • 系统架构设计的方法
    • 提高扩展能力的常用模式
    • 可扩展能力 • 系统是否可以通过简单的增加设备就可 以提供更多的服务的能力 • 可扩展能力不应该随着规模的扩大而 降低性能 • 系统可以使用尽量少的设备就可以提 供服务
    • 可扩展的模式基础 • 以网络模型为基础进行可扩展设计 • 二层(基于ARP) • 四层(基于TCP/UDP) • 七层(基于协议和应用)
    • 基于二层可扩展模式
    • OSI二层(数据链路层) • 数据链路层通过物理网络链路提供可靠 的数据传输。不同的数据链路层定义了 不同的网络和协议特征,其中包括物理 编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序 列以及流控。数据链路层实际上由两个 独立的部分组成,介质存取控制 (Media Access Control,MAC)和逻辑 链路控制层(Logical Link Control,LLC)。
    • TCP/IP一层(网络接口层) • 网络接口层包括用于协作IP数据在已有 网络介质上传输的协议。实际上TCP/IP 标准并不定义与ISO数据链路层和物理层 相对应的功能。相反,它定义像地址解 析协议(Address Resolution Protocol,ARP)这样的协议,提供TCP/IP 协议的数据结构和实际物理硬件之间的 接口。
    • 二层上的扩展形式 • Ether Channel • ARP • ...
    • 示例:IM协议扩展 • 特点 • 基于UDP • 无会话保持 • 单个UDP包内完成内容传送
    • Ether Channel变形 交换机 Channel 服 服 服 服 服 服 务 务 务 务 务 务 器 器 器 器 器 器
    • 特性分析 • Ether Channel 扩展是基于以太网帧,所 以只使用于UDP • ARP扩展是基于MAC识别,所以只提供 了可靠性的基础,需要更高级(如DNS) 来提供可扩展能力 • 只要在一个以太网内,提供了几乎无限 的无损可扩展空间
    • 基于四层可扩展模式
    • OSI四层(传输层) • 传输层向高层提供可靠的端到端的网络 数据流服务。传输层的功能一般包括流 控、多路传输、虚电路管理及差错校验 和恢复。传输控制协议(TCP)是提供 可靠数据传输的TCP/IP协议族中的传输 层协议。
    • TCP/IP三层(传输层) • 传输层对应于OSI七层参考模型的传输 层,它提供两种端到端的通信服务。其 中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务, UDP协议(Use Datagram Protocol)提供 不可靠的用户数据报服务。
    • 三层上的扩展形式 • NAT • DSR • ......
    • 示例:Web服务扩展 • 特点 • 基于TCP • 需要TCP会话保持
    • 四层交换机 交换机 pool 服 服 服 服 服 服 务 务 务 务 务 务 器 器 器 器 器 器
    • 特性分析 • 四层扩展是基于IP,所以需要进行包头 的重构 • 由于需要CPU的参与,容量视四层交换 机所承担的IP包数量为上限
    • 基于七层可扩展模式
    • OSI七层(应层) • 应用层是最接近终端用户的OSI层,这就 意味着OSI应用层与用户之间是通过应用 软件直接相互作用的。这类应用软件程 序超出了OSI模型的范畴。应用层的功能 一般包括标识通信伙伴、定义资源的可 用性和同步通信。在同步通信中,所有 应用程序之间的通信都需要应用层的协 同操作。
    • TCP/IP四层(应用层) • 应用层对应于OSI七层参考模型的应用层 和表达层。因特网的应用层协议非常 多,在RFC中定义了包括HTTP、FTP等 大量应用层协议
    • 七层上的扩展形式 • 应用层标准协议 • 应用设计架构 • ......
    • 示例:邮件服务扩展 • 特点 • 邮件传递并发大 • 邮件存储量大
    • 基于协议特性扩展 Mail Mail Mail DNS SMTP SMTP SMTP
    • 基于系统架构扩展 SMTP User Profile Message Message Message
    • 基于应用扩展 POP3 Proxy User Profile POP3 POP3 POP3
    • 特性分析 • 七层扩展是对协议的理解升华,需要系 统更有效的利用标准协议在设计时提供 的特性 • 七层扩展是对架设计提到了一个新的高 度,需要在应用层有效设计扩展特性
    • 小结
    • 万物究其源 • 当你理解了事物的根本时,你可以用它 去做到你想做到的任何事 • 当你要做一件事的时候,其实你并不需 要所有的结果 • 去思维、去创造! • 感谢我身边的每一个伙伴!
    • 科技是第一生产力!