分布式數(shù)據(jù)中心架構(gòu)發(fā)展概述

1、 Page * MERGEFORMAT 14分布式數(shù)據(jù)中心架構(gòu)發(fā)展概述目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc44449864 一、數(shù)據(jù)中心發(fā)展概述 PAGEREF _Toc44449864 h 3 HYPERLINK l _Toc44449865 二、為什么需要分布式數(shù)據(jù)中心 PAGEREF _Toc44449865 h 3 HYPERLINK l _Toc44449866 三、集中和分布式架構(gòu)兩種數(shù)據(jù)中心的區(qū)別 PAGEREF _Toc44449866 h 6 HYPERLINK l _Toc44449867 四、分布式架構(gòu)建設(shè)的挑戰(zhàn) PAGEREF _To

2、c44449867 h 11 HYPERLINK l _Toc44449868 五、結(jié)束語(yǔ) PAGEREF _Toc44449868 h 14數(shù)據(jù)中心發(fā)展概述什么是數(shù)據(jù)中心？百度百科給出定義是：數(shù)據(jù)中心是全球協(xié)作的特定設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)在因特網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上傳遞、加速、展示、計(jì)算、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)中心大部分電子元件都是由低直流電源驅(qū)動(dòng)運(yùn)行的。數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)生致使人們的認(rèn)識(shí)從定量、結(jié)構(gòu)的世界進(jìn)入到不確定和非結(jié)構(gòu)的世界中，它將和交通、網(wǎng)絡(luò)通訊一樣逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，進(jìn)而對(duì)很多產(chǎn)業(yè)都產(chǎn)生了積極影響。不過(guò)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展不能僅憑經(jīng)驗(yàn)，還要真正的結(jié)合實(shí)踐，促使數(shù)據(jù)中心發(fā)揮真正的價(jià)值作用，促使社會(huì)的

3、快速變革。為什么需要分布式數(shù)據(jù)中心說(shuō)到發(fā)展，數(shù)據(jù)中心正隨著各個(gè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展而不斷高速的建設(shè)著。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的大規(guī)模使用，讓數(shù)據(jù)中心成為了醫(yī)療、政府、互聯(lián)網(wǎng)和金融等行業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)。特別是在銀行 、保險(xiǎn)等領(lǐng)域，數(shù)據(jù)中心由于承載核心業(yè)務(wù)，不允許任何數(shù)據(jù)中斷、要求能夠快速響應(yīng)業(yè)務(wù)變化和具備一定的靈活性，已經(jīng)成為了名副其實(shí)的“生產(chǎn)中心”。反觀數(shù)據(jù)中心，傳統(tǒng)的集中式架構(gòu)已經(jīng)無(wú)法滿足新時(shí)代業(yè)務(wù)的需求。而基于分布式架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心是一個(gè)和集中式架構(gòu)相對(duì)應(yīng)的技術(shù)體系，包括了分布式業(yè)務(wù)部署、分布式計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)安全等多種分布式技術(shù)的集合。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心無(wú)法保證業(yè)務(wù)響應(yīng)能力、連續(xù)性和靈活性，發(fā)展

4、達(dá)到一定瓶頸的時(shí)候，分布式架構(gòu)就自然成為了一種必然的選擇。在早期的數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，大多數(shù)IT建設(shè)者們并不太關(guān)注采用何種技術(shù)架構(gòu)，覺(jué)得沒(méi)有那么重要。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)重點(diǎn)就是讓承載的業(yè)務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，為服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境，讓業(yè)務(wù)系統(tǒng)沒(méi)那么容易“宕機(jī)”即可。所以早期大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心都是煙囪式的架構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)都會(huì)配置一套獨(dú)立硬件設(shè)備，數(shù)據(jù)完全是割裂的，導(dǎo)致設(shè)備利用率非常低，資源完全無(wú)法共享。典型的“標(biāo)配”方案為兩臺(tái)高端小型機(jī)（或X86服務(wù)器）做數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器雙機(jī)，然后再加兩臺(tái)或以上應(yīng)用服務(wù)器，后端連接兩臺(tái)FC交換機(jī)（或IPSAN交換機(jī)）和一臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備。直到現(xiàn)在，仍然可以看到

5、許多招標(biāo)文件中有類似的配置方案。當(dāng)然，并不能說(shuō)明這種配置方案不好或者不對(duì)，只能說(shuō)在沒(méi)有很好規(guī)劃和合理利用的情況下，這樣的配置會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心空間、能耗、制冷大規(guī)模增加，而且設(shè)備數(shù)量的隨意增加還會(huì)嚴(yán)重影響運(yùn)維和管理的效率。為了應(yīng)對(duì)信息化的快速發(fā)展，提高設(shè)備利用率和靈活性，云計(jì)算技術(shù)被大規(guī)模推廣和采用。云計(jì)算可以提供可用的、便捷的、按需的資源提供，逐漸成為了主流的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，目前大多數(shù)行業(yè)的數(shù)據(jù)中心都已經(jīng)具備了云計(jì)算的能力。除了大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)等少數(shù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景以外，新業(yè)務(wù)應(yīng)用基本都是使用云模式進(jìn)行構(gòu)建，同時(shí)還有大量現(xiàn)有的業(yè)務(wù)應(yīng)用正不斷向云計(jì)算環(huán)境進(jìn)行遷移。將應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行在虛擬化環(huán)境中似乎已經(jīng)成為了一種常

6、態(tài)。在云計(jì)算環(huán)境中，服務(wù)器虛擬化是基本的云計(jì)算技術(shù)之一。虛擬化軟件廠商正在逐步將基于物理資源的數(shù)據(jù)中心向虛擬化資源的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行轉(zhuǎn)變，有效的控制了數(shù)據(jù)中心內(nèi)服務(wù)器數(shù)量和規(guī)模的增長(zhǎng)，提高了服務(wù)器的利用效率。同時(shí)，虛擬化系統(tǒng)所具備的特性極大的提高了數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的可靠性。特別在主動(dòng)運(yùn)維、災(zāi)備建設(shè)和故障切換等方面對(duì)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)連續(xù)性是一種質(zhì)的飛躍。在這一階段，虛擬化技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用讓傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在不改變集中式的架構(gòu)條件下，獲得了最大化的資源整合和共享，但是架構(gòu)仍然沒(méi)有太大的變化，更多的是一種服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變?；谠朴?jì)算架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)已經(jīng)成為主流的建設(shè)模式，但是在架構(gòu)上還有很多可以改進(jìn)的地方。1、基

7、于云計(jì)算架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心只能解決單個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的資源共享和使用等問(wèn)題，無(wú)法解決資源的靈活擴(kuò)展問(wèn)題，資源的增加仍然是采用垂直架構(gòu)。由于單個(gè)計(jì)算、存儲(chǔ)或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有性能上限，擴(kuò)展到一定能力后必然要進(jìn)行拆分，重新建設(shè)資源池，又會(huì)形成新的資源孤島，并沒(méi)有從根本上解決數(shù)據(jù)中心的發(fā)展問(wèn)題。2、隨著各個(gè)行業(yè)的信息化發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)需要建設(shè)多個(gè)不同地域的數(shù)據(jù)中心。比如銀行業(yè)和保險(xiǎn)業(yè)會(huì)按照銀監(jiān)會(huì)和保監(jiān)會(huì)的要求建設(shè)災(zāi)備中心，集團(tuán)企業(yè)會(huì)建設(shè)分公司分?jǐn)?shù)據(jù)中心。這些數(shù)據(jù)中心如何進(jìn)行統(tǒng)一的管理和應(yīng)用，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，解決業(yè)務(wù)協(xié)同問(wèn)題，是對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)?；谠朴?jì)算的數(shù)據(jù)中心提供更多的是一種服務(wù)。通常情

8、況下，我們提到云計(jì)算，指的是一種計(jì)算、存儲(chǔ)、軟件等服務(wù)的交互和使用模式。而基于分布式架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心，更多的是指一種數(shù)據(jù)中心的計(jì)算模式，而不是一種服務(wù)形式，它是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的技術(shù)基礎(chǔ)和擴(kuò)充。集中和分布式架構(gòu)兩種數(shù)據(jù)中心的區(qū)別分布式架構(gòu)數(shù)據(jù)中心在技術(shù)層次上，主要包括兩個(gè)概念：?jiǎn)蝹€(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的分布式架構(gòu)和多個(gè)數(shù)據(jù)中心的分布式架構(gòu)。單個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的分布式架構(gòu)，主要包括分布式計(jì)算、存儲(chǔ)、安全網(wǎng)絡(luò)等多種分布式技術(shù)的合集。多個(gè)數(shù)據(jù)中心的分布式架構(gòu)主要是指將傳統(tǒng)多個(gè)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一整合為一個(gè)數(shù)據(jù)中心。實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性災(zāi)備，多中心運(yùn)營(yíng)和管理等。例如：將多個(gè)不同地區(qū)，不同規(guī)模的數(shù)據(jù)中心使用統(tǒng)一的管理平臺(tái)進(jìn)行資源的統(tǒng)一

9、管理，使用統(tǒng)一的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一運(yùn)行。3.1 分布式計(jì)算架構(gòu)按照分布式計(jì)算的定義是利用網(wǎng)絡(luò)把成千上萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，組成一臺(tái)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)，完成單臺(tái)計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的超大規(guī)模的問(wèn)題求解。而數(shù)據(jù)中心的分布式計(jì)算更多的是指分布式軟件架構(gòu)。是以分布式計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，用于解決大規(guī)模問(wèn)題的軟件架構(gòu)。分布式軟件架構(gòu)具有較好的伸縮性，特別在處理大數(shù)據(jù)問(wèn)題時(shí)，分布式架構(gòu)能顯著提高處理速度。常見(jiàn)的分布式軟件架構(gòu)有分布式操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)等等。以數(shù)據(jù)庫(kù)為例，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心是單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)為主，數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在一臺(tái)服務(wù)器或存儲(chǔ)上，數(shù)據(jù)的處理也集中在單個(gè)或多個(gè)集群節(jié)點(diǎn)（一般為2-8個(gè)）內(nèi)完成。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)以O(shè)

10、racle、Db2或者M(jìn)ySql為主，但是當(dāng)單表數(shù)據(jù)量爆炸或者單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法承受高強(qiáng)度I/O時(shí)，集中式的架構(gòu)是無(wú)法解決性能和數(shù)據(jù)處理瓶頸問(wèn)題的。最早以前淘寶網(wǎng)就是使用的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，而且還組建了全球最大的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)群集，可是隨著淘寶網(wǎng)的用戶和商品信息量增加，最后不得不走分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的路線。分布式架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)具有靈活的體系結(jié)構(gòu) ，更適合分布式的管理與控制， 而且可擴(kuò)展性好，也易于擴(kuò)充。 當(dāng)然，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)也有自身的一些缺點(diǎn)，例如數(shù)據(jù)一致性差，網(wǎng)絡(luò)通信開銷較大，數(shù)據(jù)的存取結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。但是不可否認(rèn)，在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，沒(méi)有分布式架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)就很難進(jìn)行管理和建設(shè)。3.2 分布式存儲(chǔ)

11、架構(gòu)隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的不斷增加，大數(shù)據(jù)的海量數(shù)據(jù)挖掘與日志分析正逐漸成為一個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景。在面對(duì)極具彈性的存儲(chǔ)需求和性能要求下，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心單機(jī)或者獨(dú)立的SAN存儲(chǔ)設(shè)備基本無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)處理的需要。如同數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一樣，獨(dú)立的存儲(chǔ)設(shè)備在性能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量等方面都面臨著一定的瓶頸。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心通常為集中式存儲(chǔ)架構(gòu)，單臺(tái)SAN或IPSAN存儲(chǔ)設(shè)備通常配置2-8個(gè)控制器，通過(guò)存儲(chǔ)擴(kuò)展柜進(jìn)行容量擴(kuò)展。如果增加性能，需要增加控制器和緩存，甚至需要更換存儲(chǔ)設(shè)備型號(hào)為高端存儲(chǔ)。按照集中式的存儲(chǔ)架構(gòu)，單臺(tái)存儲(chǔ)的性能和擴(kuò)展能力是有限的，一般達(dá)不到線性擴(kuò)展。隨著存儲(chǔ)容量的增加，存儲(chǔ)的性能會(huì)先增加然后達(dá)到一定瓶頸

12、后逐漸降低。因?yàn)橐婚_始大量的磁盤增加會(huì)提升存儲(chǔ)整體讀寫性能，但是當(dāng)磁盤性能達(dá)到控制器的性能后會(huì)嚴(yán)重影響控制器對(duì)數(shù)據(jù)的處理和運(yùn)行，性能會(huì)逐漸下降。面對(duì)海量PB級(jí)數(shù)據(jù)，如果使用傳統(tǒng)獨(dú)立SAN存儲(chǔ)設(shè)備，要么擴(kuò)展能力達(dá)不到，要么擴(kuò)展能力可以達(dá)到海量PB級(jí)別，但是容量和性能不會(huì)線性增長(zhǎng)，而且以后存儲(chǔ)擴(kuò)容和運(yùn)維成本也非常高。面對(duì)數(shù)據(jù)中心越來(lái)越多的大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)需求，首先要能存得下大量數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)容量是有限的，又無(wú)法跨越多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，即使利用虛擬化技術(shù)做存儲(chǔ)資源整合，那么單位存儲(chǔ)成本也會(huì)非常高，而且數(shù)據(jù)處理性能有限。以Hadoop為例，這是一款比較成熟而且應(yīng)用比較多的大數(shù)據(jù)處理的分布式開源軟件。其最

13、底部是HDFS分布式存儲(chǔ)。HDFS的設(shè)計(jì)本質(zhì)就是為了大量的數(shù)據(jù)能夠分布式存儲(chǔ)而存在的。HDFS可以將數(shù)據(jù)存放在很多不同的機(jī)器上。而用戶不必關(guān)心具體的數(shù)據(jù)在哪，HDFS會(huì)管理這些數(shù)據(jù)。HDFS是一個(gè)高度容錯(cuò)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)?？梢苑植际讲渴?，以流式訪問(wèn)模式訪問(wèn)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，可以大大提高整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量，非常合適用于具有超大數(shù)據(jù)集的應(yīng)用中，而且隨著整個(gè)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展，容量和性能會(huì)成正比進(jìn)行線性增長(zhǎng)，非常適合大數(shù)據(jù)類的業(yè)務(wù)處理和應(yīng)用?；诜植际郊軜?gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)和存儲(chǔ)都是未來(lái)數(shù)據(jù)中心必不可少的發(fā)展方向之一，沒(méi)有分布式架構(gòu)，數(shù)據(jù)中心就沒(méi)有能力管理大數(shù)據(jù)。3.3 分布式安全網(wǎng)絡(luò)基于云計(jì)算技術(shù)數(shù)據(jù)中心

14、為應(yīng)用部署帶來(lái)了靈活性和資源彈性配置，提高了硬件資源利用率，縮短了部署時(shí)間，但是同時(shí)也引入了新的安全問(wèn)題。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)安全是基于安全域、安全邊界的防護(hù)機(jī)制，是一套縱向安全策略，只關(guān)注業(yè)務(wù)流量的訪問(wèn)控制，將流量安全控制作為唯一的規(guī)劃考慮因素。而虛擬化技術(shù)的大量使用使得網(wǎng)絡(luò)邊界模糊化，主要依賴橫向安全策略，能夠滿足安全流量動(dòng)態(tài)遷移到其它物理服務(wù)器。傳統(tǒng)基于已經(jīng)難以滿足虛擬化環(huán)境下的應(yīng)用模式，虛擬化的服務(wù)提供模式，使得對(duì)使用者身份、權(quán)限和行為的鑒別、控制與審計(jì)變得更加困難。這會(huì)導(dǎo)致許多基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的安全防護(hù)手段失效。在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，多臺(tái)虛擬機(jī)都在一個(gè)服務(wù)器設(shè)備內(nèi)運(yùn)行，虛擬機(jī)之間通過(guò)虛擬化交

15、換機(jī)進(jìn)行連接，通信流量并沒(méi)有通過(guò)外部交換設(shè)備，導(dǎo)致傳統(tǒng)安全設(shè)備對(duì)這部分的流量失去監(jiān)控。目前大多數(shù)虛擬化軟件廠商沒(méi)有在虛擬機(jī)通信的東西向流量提供高效的檢測(cè)和隔離方式，如果某臺(tái)虛擬機(jī)出現(xiàn)安全問(wèn)題，可能會(huì)對(duì)相關(guān)連的資源池產(chǎn)生嚴(yán)重的安全威脅。另外，虛擬機(jī)會(huì)隨時(shí)遷移到其他服務(wù)器設(shè)備上，造成安全域邊界的動(dòng)態(tài)化，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心固定邊界的防護(hù)手段也會(huì)失效。當(dāng)虛擬機(jī)遷移到新服務(wù)器設(shè)備上，如果新服務(wù)器設(shè)備沒(méi)有對(duì)應(yīng)的安全保護(hù)策略，就可能對(duì)遷移后的虛擬機(jī)造成安全威脅。為解決云計(jì)算數(shù)據(jù)中心存在的安全問(wèn)題，需要采用分布式的方式部署安全管理軟件或系統(tǒng)。通常分布式網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品由集中管理平臺(tái)+分布式安全管理軟件組成。集中管理平臺(tái)

16、負(fù)責(zé)安全策略的集中管理，并對(duì)安全策略的遷移功能提供支持。同時(shí)接收虛擬化安全設(shè)備的日志以及統(tǒng)計(jì)信息，并分析整個(gè)數(shù)據(jù)中心的安全態(tài)勢(shì)。安全軟件是以分布式的形式部署虛擬機(jī)和虛擬化平臺(tái)上，可以克服傳統(tǒng)物理安全設(shè)備的局限，更貼近虛擬機(jī)的位置，利用引流或者重定向機(jī)制，獲取所有虛擬機(jī)的流量，實(shí)現(xiàn)分布式的安全防護(hù)。3.4 分布式云數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心為了做到業(yè)務(wù)高可用，保證業(yè)務(wù)連續(xù)數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失，通過(guò)采用“同城主備/雙活數(shù)據(jù)中心”或者“兩地三中心”的架構(gòu)。但是不管采用哪一種架構(gòu)方案，都會(huì)產(chǎn)生一定的IT資源浪費(fèi)問(wèn)題?！爸鱾鋽?shù)據(jù)中心”，解決了業(yè)務(wù)連續(xù)性問(wèn)題，但是平時(shí)只啟用一個(gè)數(shù)據(jù)中心資源，另外一個(gè)做備份?！半p活

17、數(shù)據(jù)中心”，解決了業(yè)務(wù)高可用問(wèn)題，但是兩個(gè)數(shù)據(jù)中心需要部署和運(yùn)行同樣業(yè)務(wù)，同樣會(huì)浪費(fèi)一個(gè)數(shù)據(jù)中心的資源?！皟傻厝行摹?，同時(shí)最大程度的兼顧業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)安全，但是IT資源浪費(fèi)最嚴(yán)重。在分布式云數(shù)據(jù)中心概念里，多個(gè)數(shù)據(jù)中心不再是主/備或者雙活的關(guān)系，而是通過(guò)云計(jì)算技術(shù)、廣域網(wǎng)二層網(wǎng)絡(luò)互連（大二層）技術(shù)和數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)，將多個(gè)數(shù)據(jù)中心組建成一個(gè)分布式的跨中心和地域的“虛擬資源池”。所有業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)都可以按需被分配到不同的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)比“雙活”或者“兩地三中心”更優(yōu)的業(yè)務(wù)部署方案?；诜植际郊軜?gòu)的云數(shù)據(jù)中心以往可能受技術(shù)限制，難以實(shí)現(xiàn)。但是隨著各種技術(shù)的不斷發(fā)展，難度已經(jīng)大大降低，完全可以實(shí)現(xiàn)。主要考慮三

18、個(gè)問(wèn)題：業(yè)務(wù)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，大二層網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)同步復(fù)制。業(yè)務(wù)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)全局負(fù)載均衡GLSB和智能DNS實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域的本地訪問(wèn)，使用大二層互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以解決虛擬機(jī)遷移問(wèn)題。數(shù)據(jù)同步復(fù)制可使用微服務(wù)+容器+分布式存儲(chǔ)復(fù)制技術(shù)解決。通過(guò)微服務(wù)解耦業(yè)務(wù)，無(wú)狀態(tài)應(yīng)用使用容器通過(guò)大二層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遷移，有狀態(tài)應(yīng)用可以跟隨虛擬機(jī)進(jìn)行遷移，冷數(shù)據(jù)盡量集中存儲(chǔ)，共享訪問(wèn)，避免過(guò)多的數(shù)據(jù)遷移。目前已經(jīng)有可以落地的方案幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)分布式架構(gòu)的云數(shù)據(jù)中心。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資源利用率的最大化，降低運(yùn)維和管理成本，更好的保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。3.5 兩種架構(gòu)的主要區(qū)別通過(guò)上述對(duì)集中式和分布式架構(gòu)在資源處理能力、業(yè)務(wù)支撐能力

19、、安全管理能力、可用性和一致性、運(yùn)維和管理等多個(gè)方面的分析可以看出：集中式架構(gòu)在系統(tǒng)復(fù)雜度、數(shù)據(jù)一致性、安全措施實(shí)施方便性和運(yùn)維管理復(fù)雜度等方面有一定優(yōu)勢(shì)。分布式架構(gòu)在資源使用成本和擴(kuò)展能力、業(yè)務(wù)部署的靈活和系統(tǒng)可用性等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。而且集中式架構(gòu)的復(fù)雜性可以通過(guò)加強(qiáng)管理和設(shè)計(jì)降低復(fù)雜度，安全措施則可以通過(guò)增加安全系統(tǒng)和手段加強(qiáng)控制，數(shù)據(jù)一致性則需要通過(guò)先進(jìn)的分布式系統(tǒng)與大規(guī)模運(yùn)維平臺(tái)來(lái)支持，當(dāng)然前提是需要犧牲一定的可用性，這也是分布式架構(gòu)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)，下文我們會(huì)進(jìn)行詳細(xì)論述。分布式架構(gòu)建設(shè)的挑戰(zhàn)隨著數(shù)據(jù)中心信息系統(tǒng)數(shù)量的增加和處理數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，分布式架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來(lái)越明顯。但是越是先

20、進(jìn)的架構(gòu)所面臨的挑戰(zhàn)也就越大，由于分布式架構(gòu)采用多節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，這種架構(gòu)最大的難點(diǎn)是會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)一致性和可用性上的挑戰(zhàn)，所有的分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)都繞不開這兩個(gè)挑戰(zhàn)。在分布式架構(gòu)中，有一個(gè)非常著名的CAP理論（又被稱作布魯爾定理），定義如下：對(duì)于任何一個(gè)分布式計(jì)算系統(tǒng)，不可能同時(shí)滿足以下三點(diǎn)：一致性（Consistency)、可用性（Availability）和容忍網(wǎng)絡(luò)分區(qū)（Partitiontolerance）。一致性通常指數(shù)據(jù)一致性，即要求所有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)保持一致?？捎眯约匆竺總€(gè)節(jié)點(diǎn)在故障時(shí)都可以提供服務(wù)。容忍網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，通常指各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)通信性能。根據(jù)CAP理論，分布式系統(tǒng)只能滿足其中兩項(xiàng)而不可能

21、滿足全部三項(xiàng)。CP模型：不考慮A（可用性），多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)具備強(qiáng)一致性。如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，那么就將這個(gè)故障節(jié)點(diǎn)丟棄（不考慮A），否則會(huì)導(dǎo)致各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)同步被無(wú)限延長(zhǎng)。為了保證數(shù)據(jù)的一致性，大多數(shù)金融行業(yè)的分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)采用這一模型，AP模型：不考慮C（一致性），多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間要求高可用。如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，并與其他節(jié)點(diǎn)失去聯(lián)系，為了保證節(jié)點(diǎn)的可用性，會(huì)放棄全局?jǐn)?shù)據(jù)一致性（不考慮C）。節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)并使用本地節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致不一致。大多數(shù)非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)采用這一模型，因?yàn)椴恍枰叨鹊臄?shù)據(jù)一致性。CA模型：不考慮P（容忍網(wǎng)絡(luò)分區(qū)），兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間要求必須具備可用性的同時(shí)又要求數(shù)據(jù)一

22、致。如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，為了同時(shí)保證可用性和數(shù)據(jù)一致性，那么只能對(duì)分布式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行強(qiáng)制分區(qū)，劃分成多個(gè)不同的分區(qū)來(lái)保證C和A，會(huì)導(dǎo)致分區(qū)被割裂。由以上幾個(gè)模式可以看出，在分布式計(jì)算環(huán)境下，P是必須要現(xiàn)實(shí)的，否則分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通訊就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，所以只能在C和A之間做出選擇，即選擇CP模型或者AP模型，實(shí)際的選擇需要根據(jù)自身的業(yè)務(wù)場(chǎng)景來(lái)根據(jù)各個(gè)不同的模型特點(diǎn)進(jìn)行取舍。對(duì)于一些離線的應(yīng)用或者對(duì)可用性要求不高的業(yè)務(wù)，可以采用CP模型。這一類模型相對(duì)簡(jiǎn)單，但是應(yīng)用場(chǎng)景也有限。例如日志數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)都在本地，我們只需要在分布式架構(gòu)中配置一定的冗余節(jié)點(diǎn)和恢復(fù)機(jī)制即可。如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，分析系統(tǒng)會(huì)自

23、動(dòng)等待其他備用節(jié)點(diǎn)恢復(fù)后再繼續(xù)運(yùn)行，因?yàn)槎虝r(shí)間停止不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生太多影響，但是各個(gè)節(jié)點(diǎn)分析的數(shù)據(jù)要求必須保持一致性。在數(shù)據(jù)中心，核心系統(tǒng)和重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)占比較大，如果采用分布式架構(gòu)，可能即需要高用性也要求數(shù)據(jù)一致性，這是分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)最大的一個(gè)挑戰(zhàn)。以金融行業(yè)為例，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性和高可用性是非常重要的一個(gè)需求，可以采用AP模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是數(shù)據(jù)一致性也是要盡量保證的，因?yàn)榻鹑谙到y(tǒng)如果數(shù)據(jù)不一致，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的數(shù)據(jù)問(wèn)題。關(guān)于數(shù)據(jù)一致性，在分布式架構(gòu)中可以按程度分為強(qiáng)一致性、弱一致性和最終一致性。為了保證金融系統(tǒng)的高可用和業(yè)務(wù)連續(xù)性，數(shù)據(jù)強(qiáng)一致性很難達(dá)到，弱一致性又無(wú)法滿足要求，做為取舍，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的最終一致性。在分布式系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)會(huì)被存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)被應(yīng)用修改后，最終一致性不要求各個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)更新數(shù)據(jù)，只要求盡快將各個(gè)節(jié)點(diǎn)更新后的數(shù)據(jù)分布到整個(gè)系統(tǒng)中，這樣在保證系統(tǒng)可用性的同時(shí)會(huì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的最終一致性，保證金融行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)要求。當(dāng)然，并不是所有的金融業(yè)務(wù)都可以采用最終一致性的方案，例如核心實(shí)時(shí)交易系統(tǒng)，必要要求實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)并保持強(qiáng)一致性，這也是目前大多數(shù)金融機(jī)構(gòu)核