云计算和大数据分析的系统架构方向，该怎么学习？

系统架构首先要掌握一些基础的架构设计原则，下面给介绍一下模块化云架构设计思路。

作为云服务商，我们经常需要面对客户IT系统上云的需求，中型以上的客户IT系统通常具有一定的复杂性，面对复杂的IT系统，我们怎样帮助客户实现IT系统的云迁移，以及在云端快速搭建客户复杂的IT架构？

现在排名靠前的云服务商，云端的服务组件已经达到了上百种，覆盖了计算资源、存储资源、网络服务、数据库服务、安全服务、中间件、运维监控服务等等，基本上主流的IT服务在云端都能够找到。这些云服务是基于云计算的自动化、快速开通和弹性扩容的特性，并给客户提供了自服务的控制台门户，让客户能够自主的在云端配置自己的IT系统。

如果我们把复杂的IT系统类比为结构精密复杂的自动机械手表，把云服务类比为手表内部精密的小部件，我们在云端使用云服务构建复杂IT系统，就好比机械手表的装配。机械手表每个小部件的连接设计的都很精巧，并按照精密的工序来装配。机械手表的这种部件化/模块化的装备模式，同样适用于在云端使用云服务模块构建复杂的IT系统。

大家知道，云计算主要分为公有云和私有云，我们先说一下私有云。

私有云本质上就是客户的IT基础设施虚拟化，其实还是一个ICT项目，依然需要从头开始搞IT系统建设，存在周期长、一次性投资大、运维维护成本高等问题。针对这些问题，各大云服务商、甚至一些第三方厂商，提出了私有云模块化构建思路，类比集装箱，称之为“云箱”。相比传统的ICT项目建设，具有以下特点：

所谓“云箱”就是由若干相互独立的模块构成，每个模块具备私有云数据中心的一个或多个系统功能，比如供电模块、管理模块、主机模块、对象存储模块、数据模块等等。这些即插即用的功能模块通过简单组装就能构成完整的数据中心。

华为/天翼云全栈专属FCS方案也是一种定制化、模块化的私有云建设方案，只是没有空间“箱体”的概念，能够满足客户私有云的各种建设需求。

我们重点聚焦在公有云的模块化架构设计。

我们需要把云端的服务组件抽象为一个个的图标云系统架构，便于我们做架构设计，阿里云供了大量丰富的云服务模块图标：

我们结合系统架构的演进来，运用模块化的架构设计思路，尝试用这些图标搭建从简单到复杂的IT系统。

一、架构初级阶段：万能的单机

即一台ECS服务器搞定一切。传统官网、论坛等应用，只需要一台ECS。对应的web服务器、数据库、静态文件资源等，部署到一台ECS上即可。一般5万pv到30万pv访问量，结合内核参数调优、web应用性能参数调优、数据库调优，基本上能够稳定的运行。

一般个人或者小微企业会采用这种单机方式上云。

二、分离架构：Web应用与RDS服务物理分离

当访问压力达到50万pv到100万pv的时候，部署在一台服务器上面的web应用及数据库等服务应用，会对服务器的CPU/内存/磁盘/带宽等系统资源进行竞争。显然单机已经出现性能瓶颈。我们将web应用和数据库物理分离单独部署，解决对应性能问题。这里的架构采用ECS+RDS物理分离的方式。

在云端，我们可以直接开通ECS和RDS模块，ECS通过TCP协议访问RDS数据库服务，如下图所示：

为了保证web应用与数据库服务的安全隔离，可以将web应用和RDS划分在不同的子网，子网之间ACL策略，限定端口访问，此时，我们需要通过VPC模块来划分子网、设置ACL访问策略。

3、应用集群架构：负载均衡+Web应用+RDS服务

当访问压力达到300万pv到500万pv的时候，虽然通过将web与rds物理分离的方式，有效的降低了请求的压力，但是当更大的PV流量出现的时候，单台服务器可能会出现访问堵塞、延迟、服务器进程增多、cpu100%，甚至出现常见502/503/504的错误码。显然单台web服务器已经满足不了需求，这里需要通过负载均衡技术增加多台web服务器（对应ECS可以选择不同可用区，进一步保障高可用）。因而告别单机的时代，转变分布式集群架构的阶段。

在云端，我们可以添加负载均衡器模块，开通多台Web应用服务器来满足更大PV访问量的需求。

后续随着PV压力的逐步提高，可以进一步增加以下云服务组件，搭建高可用、高负载的分布式的系统架构：

1、增加CDN服务，将静态页面、各类数据、音、视频文件缓存到边缘节点，满足客户就近访问的需求，同时也大大缓解了web应用服务的压力；

2、对于大量的动态访问数据库的请求，可以增加缓存服务模块（REDIS）,将更多的静态数据缓存在内存里，大大缓解数据库查询的请求；

3、如果缓存服务也满足不了数据库查询的请求，可以增加只读数据库服务，实现读写分离。

以上是我们采用模块化的架构设计思路，按照系统架构的演进，在云端快速、灵活的构建系统，希望能够给大家启发。

关于系统架构的演进后面我们会专题讲解。

（编辑：云计算网_宿迁站长网）

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