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云计算高性能架构设计与部署方法

1、高性能架构的定义

性能是一种表明软件系统或构件对于其及时性要求的符合程度，也是软件产品的一种特性，可以用时间来进行度量。狭义的性能是指运行速度的快慢；广义的性能涉及很多内容，如功耗、利用率、性价比、速度等。

不同的人员对性能的关注点不同。用户关注计算机和网站服务之间的响应速度。从需求的角度讲，性能是非功能需求，其描述了系统传递服务的实时性，即用户从单击一个按钮，发出一条指令开始，到应用系统将本次操作的结构展示出来的过程所消耗的时间。不管是在移动终端还是在台式计算机中，如果用户浏览页面需要花5～10s来响应，那么用户会没有耐心等候。例如某网站，把有哪些信誉好的足球投注网站结果由10个改成了30个，导致流量和投资减少了20%。技术人员则更关注系统响应延迟、系统吞吐量和并发处理能力。例如技术人员已经知晓系统的并发用户数为400，就必须考虑业务响应时间，以及系统响应时间、CPU处理效率、内存占用率、数据库读写数据时间、系统最大容量、系统瓶颈技术指标。

2、云计算高性能架构设计的基本步骤方法

（1）性能目标

制定性能目标，如响应时间、并发用户数和吞吐量。

（2）分析问题

网络的出口带宽、网络延迟等；CPU主频高低、单核多核、集群等计算能力；同步和异步应用逻辑，关系数据库和NoSQL的数据逻辑；内存、SSD（SolidStateDisk，固态盘）、SAS（SerialAttachedSmallComputerSystemInterface，串行小型计算机系统接口）、SATA（SerialAdvancedTechnologyAttachmentInterface，串行先进技术总线附属接口）等的I/O性能等。

（3）解决问题

升级CPU、内存，提高I/O等硬件配置性能；通过优化架构来降低服务器压力，采用可扩展的架构提高性能。

（4）性能评估

使用LoadRunner、PTS（PerformanceTestingService，性能测试服务）等测试工具，对系统进行基准测试、峰谷测试和性能测试等。

3、案例分析

以阿里云为例来说明高性能架构设计与部署，如下图所示。

阿里云高性能架构设计与部署

（1）使用内容分发网络（ContentDeliveryNetwork，CDN）加速用户的访问，解决网络延迟问题，降低服务器压力，提高响应速度；

（2）利用负载均衡技术构建应用服务器集群，提高系统吞吐量；

（3）利用消息队列实现异步化处理，提高系统利用率；

（4）对热点数据进行缓存，加快数据的访问速度，并减轻数据库的压力；

（5）通过云数据库实现数据库的水平扩容，提升数据访问的并发量；

（6）采用读写分离方式，降低主库读压力，提高读取速度；

（7）根据需要使用NoSQL数据库，提升数据库处理能力。