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第1章 什么是基础设施设计模式1

1.1 什么是基础设施2

系统=应用程序＋基础设施2

基础设施=硬件＋操作系统＋中间件3

基础设施构建的难点3

1.2 基础设施故障引发的后果4

ANA的事例4

索尼电脑娱乐公司的事例4

NTT DoCoMo的事例4

东京证券交易所的事例5

First Server的事例5

1.3 基础设施构建中哪个阶段最重要6

需求定义6

设计6

构建6

测试7

需求定义最重要7

1.4 需求定义的重要性与难点7

需求定义为什么很重要？7

功能性需求与非功能性需求9

基础设施需求定义的难点9

1.5 非功能性需求等级克服非功能性需求定义困难的工具10

网罗一般的非功能性需求10

定义非功能性需求的“程度”11

1.6 基础设施设计模式研究能够满足需求的设计方式的工具12

特点13

一目了然13

记载了选择标准13

不依赖于特定的产品13

记载了缺点与注意事项14

基于模式设计的步骤14

①确认需求14

②选择设计方式14

③讨论基础设施构成14

④确认基础设施构成15

风险因素的确认步骤——谨防遗漏15

①提取风险因素15

②整理风险16

③讨论风险应对策略16

需求变更的应对步骤16

①确认需求与基础设施构成要素之间的关系17

②将构成模块化17

③落实变更内容17

1.7 本书的内容安排17

第2章 可用性需求的实现策略防止系统宕机19

2.1 可用性策略的基础20

预防故障22

改善质量22

故障保护22

排除SPOF22

使用具有实际效果的产品22

简单化22

运维、设定的自动化23

应用ITIL23

快速恢复23

运维体制的准备23

运维步骤的准备23

业务连续计划／业务连续管理（BCP/BCM）24

错误日志24

调整监控项目24

备份、恢复的设计和调优24

编写文档与持续改善25

站在读者的角度编写文档25

持续改善的过程25

完整、彻底的确认26

2.2 Web/AP服务器的高可用性设计方式27

容错服务器／大型机模式27

会话共享的负载均衡模式28

会话非共享负载均衡模式28

备用机模式29

各模式的比较结果与选择标准30

注意点31

DB服务器的模式的组合31

负载均衡的实现方式31

通过维护服务确保可用性31

操作系统与中间件的选择31

2.3 DB服务器的可用性设计方式32

容错服务器／大型机模式33

并列DB集群模式33

N＋1集群结构模式33

双机互备集群结构模式34

各模式的比较结果与选择标准35

注意点36

业务恢复的时间36

考虑服务器内部部件级别的冗余36

考虑故障的检测方法36

明确各供应商之间的责任分界点和责任划分方法37

2.4 虚拟服务器冗余的设计方式37

集群软件模式37

虚拟机管理器HA功能模式38

实时迁移模式39

各模式的比较结果和选择标准40

注意点41

关于资源分配的考虑41

存储设备与网络的冗余策略41

2.5 LAN的可用性设计方式41

高可靠性核心交换机模式41

动态路由模式42

VLAN模式43

双机热备模式44

各模式的比较结果与选择标准45

注意点46

可用性策略的讨论顺序46

讨论切换回原设备的程序46

准备好设计和运维体制46

2.6 WAN的可用性设计方式46

双网双工模式47

双网热备模式47

单网双链路模式48

互联网VPN备用模式49

ISDN备用模式49

各模式的比较结果与选择标准50

注意点51

考虑WAN的服务内容51

考虑WAN的连接服务种类51

2.7 互联网连接的设计方式52

BGP多宿主模式53

双链路模式53

单链路模式54

各模式的比较结果与选择标准54

注意点55

2.8 数据备份的可用性设计方式55

存储复制模式56

SAN存储复制模式57

NAS存储复制模式57

SAN快照模式58

NAS快照模式58

业务服务器备份模式60

业务LAN备份模式60

各模式的比较结果与选择标准61

注意点62

各模式的备份方法62

网络或存储装置的选择63

异地管理63

备份次数与保存期限63

备份对象63

2.9 灾害应对策略的设计方式65

广域集群模式65

双系统热备DR模式66

降级热备DR模式66

备份转移模式68

远程镜像方式类型68

存储设备远程镜像类型68

软件复制类型69

RDBMS复制类型70

RDBMS日志传送类型71

备份数据传送类型71

文件传送类型71

远程磁带备份类型72

选择类型时的注意点73

各模式的比较结果与选择标准73

注意点74

两地之间的距离74

确保数据一致性75

2.10 总结75

第3章 安全性需求的实现策略保护系统不受威胁77

3.1 安全性策略的基础78

攻击方式78

加密79

认证80

访问控制81

角色访问控制81

引入防火墙82

引入IDS82

3.2 非法访问应对策略的设计方式83

防火墙模式83

单防火墙DMZ模式84

双防火墙DMZ模式84

DMZ＋IDS模式85

DMZ＋IPS模式86

各模式的比较结果与选择标准86

注意点88

3.3 身份认证的设计方式88

生物认证模式88

一次性密码模式89

IC卡＋密码模式89

IC卡／令牌模式90

ID密码模式91

各模式的比较结果与选择标准91

注意点92

制定认证服务器的可靠性策略92

引入备用认证方式92

3.4 ID管理和维护的设计方式92

单点登录模式92

统一ID的个别登录模式93

个别ID的个别登录模式94

各模式的比较结果与选择标准94

注意点95

3.5 信息泄露应对策略的设计方式95

瘦客户端模式95

外存管理模式96

数据加密模式96

数据分割模式98

通信加密模式98

各模式的比较结果与选择标准99

注意点100

3.6 总结100

第4章 性能与可扩展性需求的实现策略防止系统性能下降101

4.1 性能与可扩展性策略的基础102

规模调整的重要性102

规模调整的可扩展性103

规模调整的步骤104

①整理性能需求104

②理论调整104

③实机调整105

④硬件的比较和选择106

4.2 可扩展性策略的设计方式107

扩容模式107

升级模式108

功能分割模式109

集群模式109

无共享模式109

共享磁盘模式110

各模式的比较结果与选择标准111

注意点113

4.3 超负荷应对策略的设计方式113

访问控制模式113

资源分割模式114

并发数控制模式115

资源结构变更模式115

网络带宽控制模式116

各模式的比较结果与选择标准117

注意点117

4.4 总结118

第5章 运用与维护性需求的实现策略不放过系统故障119

5.1 运用与维护性策略的基础120

系统监控121

监控对象和监控项目121

监控消息的重要度121

监控消息的通知对象和通知方法122

消息过滤122

消息重要度的变换122

测试和监控的优化122

任务管理123

自动化的范围123

判断是否引入任务管理软件123

任务的统一管理123

任务管理服务器的可用性123

任务设计规范124

备份管理124

设想物理故障和逻辑故障124

上游设计阶段确定设备构成124

根据备份对象进行设计125

备份功能的统一125

备份设备的选择125

备份软件的选择126

运维管理126

People（体制、职责）126

Process（程序）127

Product（产品）128

5.2 运用与维护体制的设计方式129

服务级别提升模式129

服务级别管理模式130

定期监控模式130

各模式的比较结果与选择标准131

注意点131

5.3 构成管理的设计方式132

隔离网络模式132

代理软件构成管理模式133

工具软件构成管理模式133

各模式的比较结果与选择标准133

注意点134

5.4 系统监控的设计方式134

可用监控模式135

代理监控模式135

资源信息保存监控模式136

无代理监控模式137

各模式的比较结果与选择标准137

注意点138

监控服务器的冗余与分层138

考虑监控网络138

考虑监控消息138

考虑通知方法138

考虑其他注意事项138

5.5 任务管理的设计方式139

专业任务管理工具模式139

附带任务管理功能模式140

OS任务管理功能模式140

手动任务管理模式141

各模式的比较结果与选择标准141

注意点142

管理大量任务时的注意事项142

根据需求选择任务管理工具142

5.6 时钟同步、杀毒软件更新的设计方式142

后端网络自动同步模式143

前端网络自动同步模式143

手动同步模式144

各模式的比较结果与选择标准145

注意点145

5.7 总结146

第6章 基础设施构成的设计方式147

6.1 Web系统的网络构成的设计方式148

4网段构成模式148

3网段构成模式149

2网段构成模式150

5网段构成模式151

各模式的比较结果和选择标准151

注意点153

考虑网络使用率153

使L3交换机划分子网153

使用具备镜像端口的交换机154

考虑IP地址的可扩展性154

考虑服务器NIC多路径（组合）154

其他注意事项154

6.2 存储设备构成的设计方式154

SAN模式154

NAS模式155

DAS模式156

存储设备连接形态的类型156

P2P方式156

集线器类型157

连接形态类型的注意点157

各模式的比较结果和选择标准159

注意点159

RAID的种类和特点159

I/O优化的产品160

6.3 报表生成的设计方式160

报表实时生成模式161

报表异步生成模式161

报表批处理生成模式161

各模式的比较结果和选择标准162

注意点163

6.4 报表输出的设计方式163

报表服务器打印模式164

用户终端直接打印模式164

电子文档输出模式165

各模式的比较结果和选择标准165

注意点166

考虑输出格式166

考虑WAN线路166

6.5 报表基础设施配置的设计方式166

分布式管理＋分布式印刷模式167

集中管理＋分布式印刷模式167

集中管理＋集中印刷模式168

各模式的比较结果和选择标准169

注意点170

打印机的限制170

字符编码的限制170

6.6 数据使用和信息分析的设计方式170

数据集市＋BI构成的数据仓库模式171

BI构成的数据仓库模式172

EUC模式172

各模式的比较结果和选择标准173

注意点174

考虑性能策略174

考虑数据更新方法174

其他注意事项174

补充：元数据管理175

补充：数据仓库设备175

6.7 基础设施交互结构的设计方式176

服务总线模式176

数据中心模式176

P2P模式178

各模式的比较结果和选择标准178

注意点179

性能测试179

交互系统数量与成本的关系179

其他注意事项180

6.8 总结180

第7章 使用云计算服务的实现策略181

7.1 云服务中性能与可扩展性的设计方式182

服务器纵向伸缩模式182

磁盘资源量增减模式183

自动伸缩模式183

任务应对横向伸缩模式184

计划应对横向伸缩模式184

手动横向伸缩模式186

各模式的比较结果186

注意点187

自动伸缩导致成本增加187

虚拟服务器的收费体系187

7.2 云服务中备份的可用性设计方式188

快照模式188

数据中心复制模式189

地区间高速数据传输模式189

虚拟服务器复制模式190

系统复制模式191

各模式的比较结果191

注意点193

7.3 云服务中虚拟服务器的可用性设计方式193

虚拟服务器冗余模式193

路由变更模式194

备份站点切换模式195

固定IP替换模式195

NAT服务器冗余模式196

虚拟磁盘替换模式197

各模式的比较结果198

注意点198

7.4 总结199

第8章 基于模式的设计实践201

8.1 基础设施构成的讨论步骤202

①确认业务需求和涉众需求202

②提取功能性需求和非功能性需求203

③识别风险和注意点，讨论对策203

④设计系统的概念构成204

⑤设计系统的逻辑构成204

8.2 地理信息系统205

①确认业务需求和涉众需求205

②提取功能性需求和非功能性需求206

提取功能性需求206

提取非功能性需求207

③识别风险和注意点，讨论对策207

④设计系统的概念构成207

⑤设计系统的逻辑构成208

8.3 综合DB系统211

①确认业务需求和涉众需求211

②提取功能性需求和非功能性需求212

提取功能性需求212

提取非功能性需求212

③识别风险和注意点，讨论对策213

④设计系统的概念构成213

⑤设计系统的逻辑构成215

8.4 总结217