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软考-系统分析师-案例5总结-WEB架构设计

2024-12-23 10:41:32   0  举报

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AI智能生成

软考

系统分析师

案例5总结

WEB架构设计

作者其他创作

大纲/内容

层次式设计

分层设计是一种最常见的架构设计方法，能有效使设计简化，是设计的系统结构清晰，便于提高复用能力和产品维护能力。

层次是架构一般分为

表现层框架设计

常见的web服务器有：Apache、Nginx、tomcat、Jboss（基于J2EE）、IIS、Jetty

专业的负载均衡构件：LVS。Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器。主要用于多服务器的负载均衡。它工作在网络
层，可以实现高性能，高可用的服务器集群技术。

廉价

易用

DNS（Domain Name System，域名系统），因特网上作为域名和IP地址互相映射的一个分布式数据库，
能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名，最终得
到该主机对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。DNS协议运行在UDP协议之上，使用端
口号53。

CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。

中间层架构设计

数据访问层设计（可选，持久层架构设计）

数据架构设计

多层架构的优点

开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层；

可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现

可以降低层与层之间的依赖

有利于标准化；

利于各层逻辑的复用

扩展性强。不同层负责不同的层面

安全性高。用户端只能通过逻辑层来访问数据层，减少了入口点，把很多危险的系统功能都屏蔽了

项目结构更清楚，分工更明确，有利于后期的维护和升级。

多层架构的缺点

严格的分层可能导致性能问题，具体取决于层数

建立清晰的分层架构并不总是很容易。

Web系统其他常用构件

keepalive高可用构件

软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的，用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态，后来
又加入了可以实现高可用的VRRP功能。因此，Keepalived除了能够管理LVS软件外，还可以和VIP漂移
技术搭配，作为其他服务（例如：LVS、Nginx、MySQL等）的高可用解决方案软件。

在 Keepalived服务正常工作时，主 Master节点会不断地向备节点发送（多播的方式）心跳消息，用
以告诉备Backup节点自己还活看，当主 Master节点发生故障时，就无法发送心跳消息，备节点也就
因此无法继续检测到来自主 Master节点的心跳了，于是调用自身的接管程序，接管主Master节点的
IP资源及服务，从而备节点升级为主节点，继续提供服务

新技术

云计算

分类

IAAS

SAAS

PAAS

关键技术

虚拟化技术、云存储技术、多租户和访问控制管理、云安全技术

虚拟机三大模块：存储、计算、网络

虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程

CUP的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统。

容器技术

由操作系统提供虚拟化支持，目前最受欢迎的容器环境是Docker

云原生

云原生架构

从技术角度，云原生架构是基于云原生技术的一组架构原则和设计模式的集合，旨在将云应用中的非业务代码部分进行最大化的剥离，从而让云设施接管应用中原有的大量肺功能特性，使业务不再有非功能性业务中断困扰的同时具备轻量、敏捷、高度自动化的特点

与传统架构的不同

代码结构发生巨大变化

非功能特性大量委托

高度自动化的软件交付

容器以一种标准的方式对软件进行打包，容器及相关技术帮助屏蔽不同环境之间的差异，进而基于容器做标准化的软件交付。

云计算下的高可用

虚拟机：当虚拟机检测到底层硬件发生异常时，自动帮助应用做热迁移，迁移后的应用不需重新启动而仍然具备对外服务的能力，应用对整个迁移过程都不会有任何感知。

容器：有时应用所在的物理机是正常的，只是应用自身的问题(比如 bug、资源耗尽等)而无法正常对外提供服务。容器通过监控检查探测到进程状态异常，从而实施异常节点的下线、新节点上线和生产流量的切换等操作，整个过程自动完成而无需运维人员干预。

云服务：如果应用把“有状态”部分都交给了云服务(如缓存、数据库、对象存储等)，加上全局对象的持有小型化或具备从磁盘快速重建能力，由于云服务本身是具备极强的高可用能力，那么应用本身会变成更薄的“无状态”应用，高可用故障带来的业务中断会降至分钟级；如果应用是 N-M 的对等架构模式，那么结合负载均衡产品可获得很强的高可用能力。

容器技术

容器作为标准化软件单元，将应用及其所有依赖项打包，使应用不再受环境的限制，在不同计算环境间快速、可靠的运行

子主题

Docker容器基于操作系统虚拟化技术，共享操作系统内核、轻量、没有资源损耗、秒级启动，极大提升了系统应用部署密度和弹性。更重要的是，Docker 提出了创新的应用打包规范一-Docker 镜像，解耦了应用与运行环境，使应用可以在不同计算环境一致、可靠地运行。借助容器技术呈现了一个优雅的抽象场景：让开发所需要的灵活性、开放性和运维所关注的标准化、自动化达成相对平衡。容器镜像迅速成为了应用分发的工业标准。

容器编排

Kubernetes 已经成为容器编排的事实标准，被广泛用于自动部署，
扩展和管理容器化应用

Kubernetes 提供了分布式应用管理的核心能力：

资源调度

应用部署与管理：

自动修复

服务发现与负载均衡

弹性伸缩

声明式API

可扩展性架构

可移植性

云原生微服务