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2024-12-14-IaaSPaaSSaaS架构设计分析,彻底吃透云平台

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IaaS、PaaS、SaaS架构设计分析，彻底吃透云平台

文章目录

一、IaaS基础架构云

1、IaaS云计算的特点

虚拟化：基本上所有的云平台，它的计算资源主要是用虚拟机的方式给大家提供，但是也有例外，可以指定购买物理机。

负载均衡：云服务器不直接暴露在公网上，它们只会有一个内网IP地址，通过VPC进行串联。当外部服务要访问它的时候，必须通过负载均衡器（三层、四层、七层）。在负载均衡器外面，还有WAF防御、DDos防御、CDN加速等。

自动扩展：一组服务通常要架在多个高可用区。通过负载均衡对外统一称为一个组，一个伸缩组或者一个弹性组。当节点的健康检查不通过会从轮询列表拿出，而服务扩展时会放入轮询列表，实现自动扩展。

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2、基础架构自动化

（1）特点

易于使用：一个小白，登录云平台花上一两周时间就可以精通。

终态声明：不用记录以前有多少个节点、资源，只需要告诉云平台，我想要xxx节点，xxx个CPU，它就会自动根据你的最终目标来进行创建。

基础架构即代码：声明以上目标是一小段代码进行描述的，把希望最终得到的基础架构，用描述性语言写清楚即可。

不可变基础架构：基础架构资源不会改动，而是通过不断地删除、创建，最终达到用户的需求。

支持传参：根据环境不同，传入不同参数，以达到不同的效果。

乐高编程：拖拉式，只需要在界面进行拖拉即可。

（2）主流自动化平台

Terraform、CloudFormation、ROS

（3）模板格式

JSON/YAML（CloudFormation、ROS）、TF（Terraform）

（4）CloudFormation

左边是可选择的资源，把左边的资源，拖到右边的管理平台的界面里面，拉几根线就可以自动实现json和yaml文件的仓建。

左下角可以用模板描述出资源、处理器、内存等细节，通过一两条命令，就可以让云平台在几分钟之内完成所有资源的对应的配置。

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（5）Terraform

指定运行平台与版本，定义计算资源、网络。

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3、阿里云云计算实战

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（1）云服务器ECS - 创建

云服务器可以随时启停，停止状态更省钱。

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（2）负载均衡 - 创建

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（3）弹性伸缩 - 创建

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（4）自动化部署-ROS

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可以使用ROS和Terraform：

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可以进行资源拖拉即可实现：

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4、云网络

（1）多数据中心网络互联 - 大二层直通（不推荐）

在内部网络之上，架一个虚拟的VXLAN，性能较差，扩展性较差。

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（2）多数据中心网络互联 - 三层路由

在网络设计初期，就要求每个子网之间的网段划分的非常清晰，两个数据中心之间不能有网络重叠。

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（3）云平台网络架构图

每一个子网全部叫做VPC。或者每一个子数据中心叫做VPC，里面的内容通常是一个单元或者子数据中心。

VPC里面可以创建一些小交换机（subnet），这些小交换机里面再划分一个更进一步的子网。通过BGP路由协议进行互联。

VPN实现数据中心与云平台的互通。

安全组（security group）的作用就是，每个计算资源之间有黑白名单的限制，实现网络安全。

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5、阿里云VPC实战

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6、云存储

（1）存储分类

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（2）块设备

简单：硬盘，不建议分区，因为云上的磁盘有快照、镜像，有分区的时候，快照镜像重新回滚可能存在问题。

也不建议使用LVM（逻辑卷管理），传统磁盘后台挂三四个盘，用逻辑卷管理， 形成多个虚拟磁盘，当一个盘进行快照回退，另外几个盘经常会出现数据不一致的情况，导致整个文件系统崩溃。

独立：要做到，系统盘和数据盘要独立，云盘和计算节点独立。当删除一个计算节点时，数据盘不会受到影响。

统一：挂载统一放在 /etc/fstab 。

（3）文件系统

第一原则：能不用就不用，尽量用对象存储替换。

管理：同步Rsync、备份NetBackup、云原生服务。

网络访问：VPC、ACL防火墙、VPN、NAT。

（4）对象存储

对象存储可靠性很高，通常能达到10个9（数据存储高可用），而读写高可用能达到5个9。

灵活性：API/SDK、命令行、控制台、文件系统、FTP、网盘等形式都可以。

功能性：访问控制、元数据描述、版本管理、键值存取。

7、阿里云存储实战

（1）块设备

基本上我们购买的每一台云服务器，后面都会挂载着一个盘，默认就是系统盘，也就是一种云盘。

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快照就相当于该时间点的数据的一个备份，后续的内容都不会修改。

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（2）对象存储

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二、PaaS平台云

1、云认证

（1）用户管理与分权

人属于组，组可以授权一些角色，这些角色可以授权对资源的访问。

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（2）动态身份管理与授权

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（3）SAML2.0身份联合登录

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（4）OAuth2.0提供云服务器

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2、阿里云认证实战

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人属于组，组可以授权一些角色，这些角色可以授权对资源的访问。

一般没有个人直接赋予一些角色的。

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3、云数据库

（1）RDS MySQL版

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（2）NoSQL

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4、阿里云数据库实战

（1）OceanBase

价格很高。

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（2）RDS

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5、云中间件

（1）云端缓存

浏览器缓存、CDN缓存、SLB缓存、反向代理缓存（Nginx）、应用内存缓存（堆内、堆外）、缓存服务器（Redis等）、数据库缓存

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（2）消息队列

主要实现异步、松耦合、延迟通知、数据广播、削峰填谷、可靠投递、流处理。

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（3）大数据平台

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（4）搜索引擎

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（5）阿里云AI平台

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卷积/循环神经网络（CNN/RNN）：

卷积神经网络，主要用于做图片、视频和音频的搜索、比对。

循环神经网络，主要用于做语音和文字的处理。分组+处理+关联。

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RNN：某些方面处理的并不是很好：

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LSTM长短期记忆模型：

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6、阿里云中间件实战

（1）Redis

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（2）Kafka

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（3）Elasticsearch

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7、容器云

（1）Docker

优势：生态圈强大、环境准备简单、镜像胚胎、业界技术支持广泛。

劣势：业务DIY关联性弱、网络和存储没有完全自动化、非功能需求。

机会：江山一统、第三方PaaS。

威胁：风口变化、公有云PaaS、方兴未艾。

新手建议先接触Docker（市场占有率70%+）。

（2）RunC

优势：多语言发布、网络、安全、高可用、自伸缩、可扩展。

劣势：标准化较差、前期准备、服务定制、中文文档较少。

机会：多公司加入生态圈、混合云环境。

威胁：风口变化、Docker江山一统。

（3）四大容器编排技术

Kubernetes（K8S）（市场占有率60%+）、Mesos+Marathon、Docker Swarm、Cloud Foundry。

Kubernetes（K8S）：

优势：混合云模式都支持、技术普及率高、文档多、存储管理很好、弹性伸缩支持好。

劣势：仅为容器服务、安装相对复杂、大数据场景支持差。

机会：江山一统、业界标准。

威胁：风口变化、Serverless崛起。

Mesos+Marathon：

其实不能说是容器编排引擎，应该说是数据中心编排引擎，它可以把整个数据中心当成一个linux操作系统，统一管理里面的进程、文件，系统管理里面的数据流、计算流。

优势：资源统一管理、多框架并存、快速上手、部署简单。

劣势：不适合混合云、文档相对较少、功能覆盖不全。

机会：云大数据融合、新的调度框架。

威胁：风口变化、K8S江山一统。

Docker Swarm：

优势：混合云、兼容Docker、起步简单、业界知名。

劣势：管理粒度、网络和存储管理差、非功能需求。

机会：江山一统、Docker与K8S决裂。

威胁：风口变化、K8S江山一统。

Cloud Foundry：

优势：多语言发布、网络、安全、高可用、自伸缩、可扩展、金融领域用的多。

劣势：开放性较小、前期准备、服务定制化高、中文文档少。

机会：多公司加入生态圈、混合云环境。

威胁：风口变化、K8S江山一统。

（4）Kubernetes架构

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Controller&Pod：

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（5）阿里云Kubernetes实战

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无状态服务，是一些应用，deployment。

有状态服务，通常是mq、redis等需要存储数据的。

任务是定时的任务，短时，执行一次的。

定时任务是长时。

三、SaaS应用云

1、SaaS简介

特定行业的应用，而且这种行业具有一定的普遍性，通过一定的业务娃爱宝，通过一定的行业标准，可以简化一个企业从无到有，从小到大，从弱到强的发展周期。

每个企业只要专注于自己的核心业务，对非核心业务比如客户管理、大数据分析、办公管理系统等等，都外包给SaaS平台。

还有一些通用的前端业务、人工智能、大数据等核心难点功能，也都可以使用SaaS平台。

如果说IaaS是云平台的过去式，PaaS就是云平台的现在式，SaaS才是云平台的未来式。

2、SaaS行业应用

SaaS服务五花八门。

CRM：用友、金蝶、Salesforce SaaS，采用SaaS云平台，对外提供用户租赁式CRM系统。

阿里的新零售业务：

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SaaS金融云：

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AI养猪：

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3、SaaS后端应用

SaaS后端最大的能力就是计算。

下图是阿里云的高性能计算云平台，当任务下来时，后台自动调度大量的节点进行处理数据。

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还有云图形渲染。

4、SaaS前端应用

办公自动化系统、虚拟云桌面。

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企业云盘：

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四、云运维

1、CICD统一流程管理

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2、蓝绿发布

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3、金丝雀发布

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4、功能开关/黑启动

在数据库/缓存/配置/ABTesting，添加新功能的开关，启动时先判断功能是否开启。

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5、阿里云金丝雀发布实战

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6、云监控

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云平台能根据当前的性能和压力给出一些容量规划的建议，这样我们就不需要花很多时间来做性能测试、容量规划、性能分析、故障评估。

还有链路追踪工具，通过全局TraceID和SpanID，将微服务调用链路串联起来，可以追踪整个API的调用链。

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还有日志监控工具，需要考虑高并发、高吞吐、横向扩展、实时性、稳定性、可视化。

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7、阿里云监控实战

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五、国内主流云平台

1、云平台

腾讯云、华为云、阿里云、百度云、金山云、京东云、浪潮云……

阿里云在业务方面比较强，经历双十一的验证。

2、腾讯云

腾讯云在社交能力、游戏能力比较强，其他都差不多。

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腾讯微服务平台也是一个特色。

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3、华为云

华为云轻量、简单，很容易公有云私有云对接。

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4、百度智能云

覆盖AI、Bigdata，并提供云平台的服务。

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AI：

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BigData：

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Cloud：

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5、AWS亚马逊云

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更新于 2024-12-14
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