台州市9个县区的学校有高中阶段每个年级各约2万考生,参加10个科目的统考。自2008年实施分布式网络阅卷系统(以下简称本系统)以来,台州市教育系统经过对本系统的多次调整优化,目前可以实现2400人同时评阅高中段6万考生的试卷,在2天内完成所有阅卷工作,并自动生成相应的学生成绩表及分析报表。本系统由网络系统、硬件系统及软件系统三部分组成。
一、网络系统设计
网络系统是实施分布式阅卷的基础,用于各个分布式阅卷点的网络接入。因为各个学校网络接入形式不一致,既有通过县区教育城域网统一出口的学校,也有直接接入互联网的学校。另外,各类考试的保密要求不同,如中考阅卷具有保密性要求,而高中期末考试则无相应要求。因此,本系统应考虑多种网络接入方式,无保密性要求的网络阅卷可通过互联网接入,具有保密要求的网络阅卷则可以通过专网接入,可采用MPLS 或SDH等方式通过光纤组网,确保系统运行时与其他网络物理隔离。
首先,需要考虑本系统网络的稳定性问题。由于SDH方式组网后对广播风暴抑制能力较弱,台州市中考阅卷采用MPLS 网络接入,每个县区设置一个接入点,用于当地阅卷客户端的接入及扫描数据上传。高中期末联考则采用MPLS 网络与互联网接入混合的方式。
其次,需要考虑本系统互联网出口带宽及MPLS 汇聚带宽的问题。经多次网络阅卷运行测试,每个评卷客户端在阅卷时主要传送试卷切分,所需平均带宽为40Kbps至50Kbps。台州市高中段一个年级2万考生所有学科评阅卷所需带宽约为72Mbps至80Mbps,按这样的带宽考虑本系统扩充问题,以及后期教育资源共享等应用业务的开展,互联网出口采用100Mbps专线,MPLS 网络采用1000Mbps专线。
二、硬件系统设计
1服务器系统
服务器系统包括数据库服务器、评卷服务器、图像服务器,是分布式阅卷软件运行的基础平台。数据库服务器为数据库系统的稳定运行提供保障,对CPU资源要求较高。本系统采用ORACLE 9i作为后台数据库。经实际测试,在2×2CPU+4G内存配置的单台服务器平台上同时进行高中段10个科目,每个科目单个年级段有2万条记录的网络评卷,系统运行稳定。评卷服务器实现网络阅卷界面的登录,主要负责>1、分布式集群服务器方便我们的维护和开发,一方面可以解决和改善我们系统的并发问题,另一方面可以解决我们服务器如果出现一定数量的宕机后,系统仍然可以正常运转。
2、独立的集成服务器当面对不断增加的性能需求,虚拟主机显得力不从心,在共享环境中,空间资源和带宽资源都是受到共享用户的使用量限制的。所以现代企业使用分布式集群服务器而不是独立的集成服务器。
如果大家了解微服务和分布式服务器架构等技术的话,那么对于如何解决系统运行中出现的BUG造成的破坏和损失这些问题也应该有自己独到的见解吧。今天,电脑培训就一起来了解一下,在服务器运行过程中出现的问题都有哪些解决方法。
随着微服务和分布式云架构的崛起,Web变得日趋复杂,“随机性”的故障因此变得越来越难以预测,而我们对这些系统的依赖却与日俱增。
这些故障给公司造成巨大损失,也给用户带来很大的麻烦,影响他们进行在线购物、交易或打断他们的工作。即使是一些简单的故障也会触及公司的底线,因此,宕机时间就成为很多工程团队的KPI。2017年,有98%的企业表示,一小时的宕机时间将给他们带来超过10万美元的损失。一次服务中断有可能让一个公司损失数百万美元。近,英国航空的CEO透露,2017年5月发生的一次技术故障造成数千名乘客滞留机场,给公司造成8000千万英镑的损失。
企业需要想办法解决这些问题,因为等到下一次事故发生就为时已晚。为此,混沌工程应运而生。
混沌工程旨在将故障扼杀在襁褓之中,也就是在故障造成中断之前将它们识别出来。通过主动制造故障,测试系统在各种压力下的行为,识别并修复故障问题,避免造成严重后果。
混沌工程将预想的事情与实际发生的事情进行对比,通过“有意识地搞破坏”来提升系统的d性。
混沌工程简史
混沌工程先出现在互联网巨头公司中,这些公司拥有大规模的分布式系统,因为这些系统太过复杂,他们需要一些新的手段来测试它们。
2010年
NetflixEngTools团队开发出了ChaosMonkey。当时,Netflix从物理基础设施迁移到AWS上,为了保证AWS实例的故障不会给Netflix的用户体验造成影响,他们开发了这个工具,用来测试系统。
2011年
SimianArmy诞生,在ChaosMonkey的基础上增加了故障注入模式,可以测试更多的故障场景。Netflix认为,云的特点是冗余和容错,但没有哪个组件能够保证100%的可用性,所以他们必须设计出一种云架构,在这种架构里,个体组件的故障不会影响到整个系统。
2012年
Netflix在GitHub上开源了ChaosMonkey,并声称他们“已经找到了应对主要非预期故障的解决方案。通过经常性地制造故障,我们的服务因此变得更有d性。”
2014年
Netflix团队创建了一种新的角色,叫作混沌工程师。BruceWong发明了这个角色,并由DanWoods在Twitter上向广大的工程社区推广。DanWoods解释说,“我从KoltonAndrus那里学到了更多有关混沌工程的知识,他把它叫作故障注入测试”。
2014年10月,当时Gremlin的联合创始人KoltonAndrus还在Netflix,他们在SimianArmy的基础上提出了故障注入测试(FIT)概念,开发者可以更灵活地控制注入故障的“杀伤力范围”。因为SimianArmy有时候会造成非常严重的故障,所以Netflix的开发者对它抱有疑虑,而FIT可以更好地控制故障粒度,于是他们就由此想出了混沌工程这个概念。
Dryad:MapReduce之外的新思路 目前各大软件巨头都搭建了自己的分布式平台解决方案,主要包括Dryad,DynamoSDMapReduce等框架。2010年12月21日,微软发布了Dryad的测试版本,成为谷歌MapReduce分布式并行计算平台的竞争对手。Dryad是微软构建云计算基础设施的重要核心技术之一,它可以让开发人员在Windows或者,NET平台上编写大规模的并行应用程序模型,并能够让在单机上编写的程序运行在分布式并行计算平台上。工程师可以利用数据中心的服务器集群对数据进行并行处理,当工程师在 *** 作数千台计算机时,无需关心分布式并行计算系统方面的细节。DryadgDDryadLINO是微软硅谷研究院创建的研究项目,主要用来提供一个分布式并行计算平台。DryadLINO是分布式计算语言,能够将LINQ编写的程序转变为能够在Dryad上运行的程序,使普通程序员也可以轻易进行大规模的分布式计算。它结合了微软Dryad和LINO两种关键技术,被用于在该平台上构建应用。Dryad构建在Cluster Service(集群服务)和分布式文件系统之上,可以处理任务的创建和管理、资源管理,任务监控和可视化、容错,重新执行和调度等工作。
Dryad同MapReduce样,它不仅仅是种编程模型,同时也是一种高效的任务调度模型。Dryad这种编程模型不仅适用于云计算,在多核和多处理器以及异构机群上同样有良好的性能。在VisualStudio 2010 C++有一套并行计算编程框架,支持常用的协同任务调度和硬件资源(例如CPU和内存等)管理,通过WorkStealing算法可以充分利用细颗粒度并行的优势,来保证空闲的线程依照一定的策略建模,从所有线程队列中“偷取”任务执行,所以能够让任务和数据粒度并行。Dryad与上述并行框架相似,同样可以对计算机和它们的CPU进行调度,不同的是Dryad被设计为伸缩于各种规模的集群计算平台,无论是单台多核计算机还是由多台计算机组成的集群,甚至拥有数千台计算机的数据中心,都能以从任务队列中创建的策略建模来实现分布式并行计算的编程框架。
Dryad系统架构
Dryad系统主要用来构建支持有向无环图(Directed Acycline Graph,DAG)类型数据流的并行程序,然后根据程序的要求进行任务调度,自动完成任务在各个节点上的运行。在Dryad平台上,每个任务或并行计算过程都可以被表示为一个有向无环图,图中的每个节点表示一个要执行的程序,节点之间的边表示数据通道中数据的传输方式,其可能是文件、TCPPipe、共享内存
用Dryad平台时,首先需要在任务管理(JM)节点上建立自己的任务,每一个任务由一些处理过程以及在这些处理过程问的数据传递组成。任务管理器(JM)获取无环图之后,便会在程序的输入通道准备,当有可用机器的时候便对它进行调度。JM从命名服务器(NS)那里获得一个可用的计算机列表,并通过一个维护进程(PD)来调度这个程序。
Dryad的执行过程可以看做是一个二维管道流的处理过程,其中每个节点可以具有多个程序的执行,通过这种算法可以同时处理大规模数据。在每个节点进程(VerticesProcesses)上都有一个处理程序在运行,并且通过数据管道(Channels)的方式在它们之间传送数据。二维的Dryad管道模型定义了一系列的 *** 作,可以用来动态地建立并且改变这个有向无环图。这些 *** 作包括建立新的节点,在节点之间加入边,合并两个图以及对任务的输入和输出进行处理等。
Dryad模型算法应用
DryadLINQ可以根据工程师给出的LINQ查询生成可以在Dryad引擎上执行的分布式策略算法建模(运算规则),并负责任务的自动并行处理及数据传递时所需要的序列化等 *** 作。此外,它还提供了一系列易于使用的高级特性,如强类型数据、Visual Studio集成调试以及丰富的任务优化策略(规则)算法等。这种模型策略开发框架也比较适合采用领域驱动开发设计(DDD)来构建“云”平台应用,并能够较容易地做到自动化分布式计算。
我们经常会遇到网站或系统无法承载大规模用户并发访问的问题,解决该问题的传统方法是使用数据库,通过数据库所提供的访问 *** 作接口来保证处理复杂查询的能力。当访问量增大,单数据库处理不过来时便增加数据库服务器。如果增加了三台服务器,再把用户分成了三类A(学生)、B(老师),C(工程师)。每次访问时先查看用户属于哪一类,然后直接访问存储那类用户数据的数据库,则可将处理能力增加三倍,这时我们已经实现了一个分布式的存储引擎过程。
我们可以通过Dryad分布式平台来解决云存储扩容困难的问题。如果这三台服务器也承载不了更大的数据要求,需要增加到五台服务器,那必须更改分类方法把用户分成五类,然后重新迁移已经存在的数据,这时候就需要非常大的迁移工作,这种方法显然不可取。另外,当群集服务器进行分布式计算时,每个资源节点处理能力可能有所不同(例如采用不同硬件配置的服务器),如果只是简单地把机器直接分布上去,性能高的机器得不到充分利用,性能低的机器处理不过来。
Dryad解决此问题的方法是采用虚节点,把上面的A、B、C三类用户都想象成一个逻辑上的节点。一台真实的物理节点可能会包含一个或者几个虚节点(逻辑节点),看机器的性能而定。我们可以把那任务程序分成Q等份(每一个等份就是一个虚节点),这个Q要远大于我们的资源数。现在假设我们有S个资源,那么每个资源就承担Q/S个等份。当一个资源节点离开系统时,它所负责的等份要重新均分到其他资源节点上;当一个新节点加入时,要从其他的节点1偷取2一定数额的等份。
在这个策略建模算法下,当一个节点离开系统时,虽然需要影响到很多节点,但是迁移的数据总量只是离开那个节点的数据量。同样,~个新节点的加入,迁移的数据总量也只是一个新节点的数据量。之所以有这个效果是因为Q的存在,使得增加和减少节点的时候不需要对已有的数据做重新哈希(D)。这个策略的要求是Q>>s(存储备份上,假设每个数据存储N个备份则要满足Q>>SN)。如果业务快速发展,使得不断地增加主机,从而导致Q不再满足Q>>S,那么这个策略将重新变化。
Dryad算法模型就是一种简化并行计算的编程模型,它向上层用户提供接口,屏蔽了并行计算特别是分布式处理的诸多细节问题,让那些没有多少并行计算经验的开发 人员也可以很方便地开发并行应用,避免了很多重复工作。这也就是Dryad算法模型的价值所在,通过简化编程模型,降低了开发并行应用的入门门槛,并且能大大减轻了工程师在开发大规模数据应用时的负担。
通过上述的论述,我们可以看到Dryad通过一个有向无环图的策略建模算法,提供给用户一个比较清晰的编程框架。在这个编程框架下,用户需要将自己的应用程序表达为有向无环图的形式,节点程序则编写为串行程序的形式,而后用Dryad方法将程序组织起来。用户不需要考虑分布式系统中关于节点的选择,节点与通信的出错处理手段都简单明确,内建在Dryad框架内部,满足了分布式程序的可扩展性、可靠性和对性能的要求。
使用Drvad LINO
通过使用DryadLINQ编程,使工程师编写大型数据并行程序能够轻易地运行在大型计算机集群里。DryadLINO开发的程序是一组顺序的L_NQ代码,它们可以针对数据集做任何无副作用的 *** 作,编译器会自动将其中数据并行的部分翻译成并行执行的计划,并交由底层的Dryad平台完成计算,从而生成每个节点要执行的代码和静态数据,并为所需要传输的数据类型生成序列化代码;
LINQ本身是,NET引入的组编程结构,它用于像 *** 作数据库中的表一样来 *** 作内存中的数据集合。DryadLINQ提供的是一种通用的开发/运行支持,而不包含任何与实际业务,算法相关的逻辑,Dryad和DryadLINQ都提供有API。DryadLINQ使用和LINQ相同的编程模型,并扩展了少量 *** 作符和数据类型以适用于数据并行的分布式计算。并从两方面扩展了以前的计算模型(SQL,MapReduce,Dryad等)它是基于,NET强类型对象的,表达力更强的数据模型和支持通用的命令式和声明式编程(混合编程),从而延续了LINQ代码即数据(treat codeas data)的特性。
DryadLINQ使用动态的代码生成器,将DryadLINQ表达式编译成,NET字节码。这些编译后的字节码会根据调度执行的需要,被传输到执行它的机器上去。字节码中包含两类代码完成某个子表达式计算的代码和完成输入输出序列化的代码。这种表达式并不会被立刻计算,而是等到需要其结果的时候才进行计算。DryadLINQ设计的核心是在分布式执行层采用了一种完全函数式的,声明式的表述,用于表达数据并行计算中的计算。这种设计使得我们可以对计算进行复杂的重写和优化,类似于传统的并行数据库。从而解决了传统分布式数据库SQL语句功能受限与类型系统受限问题,以及MapReduce模型中的计算模型受限和没有系统级的自动优化等问题。
在Dryad编程模式中,应用程序的大规模数据处理被分解为多个步骤,并构成有向无环图形式的任务组织,由执行引擎去执行。这两种模式都提供了简单明了的编程方式,使得工程师能够很好地驾驭云计算处理平台,对大规模数据进行处理。Dryad的编程方式可适应的应用也更加广泛,通过DryadLINQ所提供的高级语言接口,使工程师可以快速进行大规模的分布式计算应用程序的编写。
Dryad技术的应用
云计算最重要的概念之~就是可伸缩性,实现它的关键是虚拟化。通过虚拟化可以在一台共享计算机上聚集多个 *** 作系统和应用程序,以便更好地利用服务器。当一个服务器负载超荷时,可以将其中一个 *** 作系统的一个实例(以及它的应用程序)迁移到一个新的,相对闲置的服务器上。虚拟化(Virtualization)是云计算的基石,企业实现私有云的第一步就是服务器基础架构进行虚拟化。基础设施虚拟化之后。接下来就是要将现有应用迁移到虚拟环境中。
Dryad结合Hyper-V(Windows Server 2008的一个关键组成部分)虚拟化技术。可以实现TB级别数据的在线迁移。中小型企业也可以针对企业内部小型集群服务器进行分布式应用系统编程,以及制定私有云开发与应用解决方案等设计。Windows Azure是微软的公有云解决方案,但是目前要大规模应用还为时过早。使用现有Windows第三方产品实现私有云,花费成本却很大。然而Dryad技术给我们带来了不错的折中选择,当我们基于Windows Server台运行应用系统或者网站时,便可以基于Dryad分布式架构来开发与设计实现。当公有云时机成熟和各种条件完备时,系统可以很轻易地升级到公有云,企业而无需花费太多成本。
写在最后
云计算可以看成是网络计算与虚拟化技术的结合,利用网络的分布式计算能力将各种IT资源筑成一个资源池,然后结合成熟的存储虚拟化和服务虚拟化技术,让用户实时透明地监控和调配资源。Dryad是实现构建微软云计算基础设施的重要核心技术之一,其具有诸多优点,如DryadLINQ具有声明式编程并将 *** 作的对象封装为,NET类数据,方便数据 *** 作,自动并行化、VisualStudio IDE和,NET类库集成,自动序列化和任务图的优化(静态和动态(主要通过DryadAPI实现)),对J0in进行了优化,得到了比BigTable+MapReduee更快的Join速率和更易用的数据 *** 作方式等。
不过,Dryad和DryadLINQ也同样具有局限性。其一,它更适用于批处理任务,而不适用于需要快速响应的任务;这个数据模型更适用于处理流式访问,而不是随机访问。其二,DryadLINQ使用的是,NET的LINO查询语言模型,针对运行Windows HPC Server的计算机集群设计,而目前高性能计算市场被Einux所占领。此外,和MapReduce的应用时间和实践相比,Dryad的可靠性还明显不足,据了解除了微软AdCenter中的数据分析和Trident项目之外,其它应用Dryad的地方还很少。不过总的来看,Dryad平台在将来仍具有很广泛的发展前景,尤其对NET开发人员来说是―次很重要的技术革新机遇。
名词解释
任务管理器(Job Manager,JM):每个Job的执行被一个Job Manager控制,该组件负责实例化这个Job的工作图,在计算机群上调度节点的执行;监控各个节点的执行情况并收集一些信息,通过重新执行来提供容错:根据用户配置的策略动态地调整工作图。
计算机群(Cluster):用于执行工作图中的节点。
命名服务器(Name Server,Ns):负责维护cluster中各个机器的信息。
维护进程(PDaemon,PD):进程监管与调度工作。
分布式存储系统,是将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据,存储服务器成为系统性能的瓶颈,也是可靠性和安全性的焦点,不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构,利用多台存储服务器分担存储负荷,利用位置服务器定位存储信息,它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展。
扩展资料:
分布式存储,集中管理,在这个方案中,共有三级:
1、上级监控中心:上级监控中心通常只有一个,主要由数字矩阵、认证服务器和VSTARClerk软件等。
2、本地监控中心:本地监控中心可以有多个,可依据地理位置设置,或者依据行政隶属关系设立,主要由数字矩阵、流媒体网关、iSCSI存储设备、软件等组成;音视频的数据均主要保存在本地监控中心,这就是分布式存储的概念。
3、监控前端:主要由摄像头、网络视频服务器组成,其中VE4000系列的网络视频服务器可以带硬盘,该硬盘主要是用于网络不畅时,暂时对音视频数据进行保存,或者需要在前端保存一些重要数据的情况。
-分布式存储系统
-分散存储
1简介
分布式文件系统(Distributed File System)是指文件系统管理的物理存储资源不一定直接连接在本地节点上,而是通过计算机网络与节点相连。分布式文件系统的设计基于客户机/服务器模式。一个典型的网络可能包括多个供多用户访问的服务器。另外,对等特性允许一些系统扮演客户机和服务器的双重角色。例如,用户可以“发表”一个允许其他客户机访问的目录,一旦被访问,这个目录对客户机来说就像使用本地驱动器一样。
当下我们处在一个互联网飞速发展的信息 社会 ,在海量并发连接的驱动下每天所产生的数据量必然以几何方式增长,随着信息连接方式日益多样化,数据存储的结构也随着发生了变化。在这样的压力下使得人们不得不重新审视大量数据的存储所带来的挑战,例如:数据采集、数据存储、数据搜索、数据共享、数据传输、数据分析、数据可视化等一系列问题。
传统存储在面对海量数据存储表现出的力不从心已经是不争的事实,例如:纵向扩展受阵列空间限制、横向扩展受交换设备限制、节点受文件系统限制。
然而分布式存储的出现在一定程度上有效的缓解了这一问题,之所以称之为缓解是因为分布式存储在面对海量数据存储时也并非十全十美毫无压力,依然存在的难点与挑战例如:节点间通信、数据存储、数据空间平衡、容错、文件系统支持等一系列问题仍处在不断摸索和完善中。
2分布式文件系统的一些解决方案
Google Filesystem适合存储海量大个文件,元数据存储与内存中
HDFS(Hadoop Filesystem)GFS的山寨版,适合存储大量大个文件
TFS(Taobao Filesystem)淘宝的文件系统,在名称节点上将元数据存储与关系数据库中,文件数量不在受限于名称节点的内容空间,可以存储海量小文件LustreOracle开发的企业级分布式系统,较重量级MooseFS基于FUSE的格式,可以进行挂载使用MogileFS
擅长存储海量的小数据,元数据存储与关系型数据库中
1简介
MogileFS是一个开源的分布式文件系统,用于组建分布式文件集群,由LiveJournal旗下DangaInteractive公司开发,Danga团队开发了包括 Memcached、MogileFS、Perlbal等不错的开源项目:(注:Perlbal是一个强大的Perl写的反向代理服务器)。MogileFS是一个开源的分布式文件系统。
目前使用 MogileFS 的公司非常多,比如国外的一些公司,日本前几名的公司基本都在使用这个
国内所知道的使用 MogileFS 的公司有托管网站 yupoo又拍,digg, 土豆, 豆瓣,1 号店, 大众点评,搜狗,安居客等等网站基本很多网站容量,都超过 30T 以上。
2MogileFS特性
1) 应用层提供服务,不需要使用核心组件
2)无单点失败,主要有三个组件组成,分为tracker(跟踪节点)、mogstore(存储节点)、database(数据库节点)
3)自动复制文件,复制文件的最小单位不是文件,而是class
4)传输中立,无特殊协议,可以通过NFS或>如何搭建分布式网站服务器,比如我有3台服务器ABC,需要搭建分布式服务。也就需要建立IIS 还由DNS WIN 服务器的 还有更改主机名 很麻烦的,这个需要专业的IT人员来 *** 作的。 以下资料作为参考: DNS轮循 首先介绍一
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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