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防火墙架构

防火墙架构
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X86架构 ASIC架构 NP架构

X86第二代防火墙架构——软件+PC硬件. 国外的第二代防火墙以Cisco和Nokia为代表,而国内以东软、天融信、联想、方正、安氏中国等为代表ASIC的全称为Application Specific Integrated Circuit,意思为专用的系统集成电路,是一种带有逻辑处理的加速处理器,第三代防火墙是以NetScreen 公司为代表的基于ASIC架构的防火墙。

NP 的全称Network Processor是专门为网络数据包处理而设计的可编程处理器,在处理网络分组数据上比通用CPU具有明显的优势。它对数据包处理的一般性任务进行了优化,如TCP/IP数据的校验和计算、包分类、路由查找等。硬件结构设计也大多采用高速的接口技术和总线规范,具有较高的I/O能力。它可以构建一种硬件加速的完全可编程的架构.

目前NP的主要提供商是Intel和Motorola,国内基于NP技术开发千兆防火墙的厂商最多。特点:仍保留基于CPU的PC结构,但不再使用通用操作系统,而使用各类厂商自主研发的专用操作系统;同时,不再以PC的面貌出现,而是一些专用的硬盒子。它最大的优点是灵活性高,通过软件可完成各类工作,且升级换代非常容易,只需通过网络下载将内置的软件升级。同样,在其中整合进多种安全功能也轻而易举,2002年某些厂商在防火墙中整合了VPN、杀病毒、IDS或内容过滤等等,就是灵活性带来的好处。

使用ASIC可把一些原先由CPU完成的通用工作用专门的硬件实现,从而在性能上获得突破性的提高。它也采用专用操作系统和CPU,但事实上,它并不依赖操作系统和CPU的性能,因为它们的作用只有两个:驱动ASIC硬件和管理接口,所以它们只负责总体协调却并不参与任何数据处理工作。在ASIC高效处理数据时,CPU甚至很空闲。

相比于X86和NP架构,ASIC获得的性能最高,也不存在X86架构操作系统安全的问题,自身具有很好的安全性。这种架构的软硬件都易于升级,软件可以支持新的标准和协议,硬件设计支持更高网络速度,从而使产品的生命周期更长。由于防火墙处理的就是网络数据包,所以基于NP架构的防火墙与X86架构的防火墙相比,性能得到了很大的提高。

缺点随着宽带网络的发展,随着商业运算复杂程度的增加,PC结构的防火墙

在大数据流量面前逐渐显得力不从心。典型的宽带应用会带来数万甚至数十万的并行会话,更多的会话意味着更多的中断,这会带来处理能力的急剧下降,甚至设备死机,因此,会话数是最能体现防火墙处理能力的参数之一;另一个参数是加解密能力,二代防火墙需借助附加的加密卡才能达到较高的处理速度。因此,在电信级应用以及每天有海量数据传输的大型企业网内,这类防火墙逐渐陷入困境。它仍不完善,ASIC的特点决定了它的灵活性相对较差,如果需要进行升级,只能单换一台设备;如果要添加新功能,也只能另买设备。ASIC的缺点也同样明显,它的灵活性和扩展性不够,开发费用高,开发周期太长,一般耗时接近2年。国内目前也有基于ASIC开发的千兆防火墙,数量很少,去年9月北京首信股份公司推出了国内第一台基于ASIC技术的千兆防火墙。 NP通过专门的指令集和配套的软件开发系统,提供强大的编程能力,因而便于开发应用,支持可扩展的服务,而且研制周期短,成本较低。但是,相比于X86架构,由于应用开发、功能扩展受到NP的配套软件的限制,基于NP 技术的防火墙的灵活性要差一些。由于依赖软件环境,所以在性能方面NP不如ASIC。有些防火墙是基于双NP的,这可以提高处理能力。应该说,NP是X86架构和ASIC之间的一个折衷。

可以看到,X86架构、NP和ASIC各有优缺点。X86架构灵活性最高,新功能、新模块扩展容易,但性能肯定满足不了千兆需要。ASIC性能最高,千兆、万兆吞吐速率均可实现,但灵活性最低,定型后再扩展十分困难。NP则介于两者之间,性能可满足千兆需要,同时也具有一定的灵活性。

三种架构综合比较列表

技术趋势

只有NP和ASIC在设计上可实现防火墙线速的千兆转发,适应现在或将来网络

安全对千兆或万兆防火墙的需要,NP和ASIC代表了高速防火墙技术的发展方向。

传统X86架构的防火墙由于技术成熟,灵活性强,可扩充能力好,仍然会有生存空间。毕竟不是所有的网络都需要千兆防火墙,小带宽网络配备千兆防火墙只能是一种浪费。虽然在成本、价格上要便宜很多,但在高端领域,X86架构防火墙将逐渐淡出。

目前国内很多厂商基于NP技术研发千兆防火墙,主要有三个原因:一是NP成本低,易于开发,研发周期短,投资回报快;二是易于开发防火墙的各种功能模块;三是NP自身发展迅猛,处理速度上升很快,例如Intel公司的IXP系列最新型号的产品IXP2800,已经能够处理10Gbps的网络数据。

ASIC开发难度大、成本高、周期长,使得国内绝大多数防火墙厂商不敢轻易跟进。从前几年的情况看,ASIC已被实践证明是成熟的防火墙技术,而NP用于防火墙只是近一两年才出现,还需要市场和实践去证明。目前,新的ASIC技术已通过增加ASIC芯片的可编程性,来弥补灵活性和扩展性方面的不足。

性能是千兆防火墙一个很重要的指标。用户在选购千兆防火墙时一定不要被厂商所宣称的性能所迷惑。根据《网络世界》评测实验室的经验,全面评价千兆防火墙的性能可以从吞吐量、丢包率和延迟三项指标来衡量,用户尤其需要考查千兆防火墙处理64字节数据包的能力,以辨别真正的千兆防火墙和只是配有千兆网卡的防火墙

经过多年的发展,国内市场上的防火墙产品经历了从软件防火墙到硬件防火墙的体系变化,目前国内用户普遍能接受的也正是硬件防火墙。但随着防火墙产品同质化现象的日益明显,厂商和用户都把注意力转移到了产品的技术架构体系上,尤其是近年愈演愈烈的硬件架构之争。这也给用户选择防火墙产品带来了很多困惑。

防火墙产品的硬件体系架构变革之争是随着近年千兆网络开始在国内大规模推广应用而升温的。在目前的多数网络环境中,传统的IA体系结构已不能满足千兆防火墙高吞吐量、低时延的要求。因此专用集成电路(ASIC)和网络处理器(NetworkProcessor,即NP)技术成为众多国内厂商实现千兆防火墙的主要选择。

不过,对于用户来说,ASIC、NP,以及以IA为代表的通用处理器,哪种技术更适合千兆防火墙的应用?对于这一问题的解答,用户可以从性能、灵活性、功能完备性、成本、开发难度、技术成熟性等方面来进行比较。从性能上来看,由于基于网络处理器的防火墙在本质上是基于软件的解决方案,它在很大的程度上依赖于软件设计的性能,而ASIC由于是将算法固化在硬件中,因而在性能上有比较明显的优势。

可以说,防火墙的硬件体系架构之争不论是出现多种技术并存互动的局面,还是出现一种技术成为主流而替代另一种技术的局面,都是市场规律和用户实际需求选择的结果,只有在激烈变革中生存下来的技术才是市场和用户真正需要的技术。

ASIC与通用CPU架构比较

ASIC全称为Application Specific Integrated Circuit,意思是专用集成电路,是一种带有逻辑处理的加速处理器。简单地说,ASIC就是利用硬件的逻辑电路实现预先设计的功能。网络产品采用ASIC技术,其目的在于把一些原先由CPU 完成的经常性和反复性工作交给专门硬件来负责完成,从而在性能上实现突破性的提高。ASIC技术目前已广泛应用于交换机、路由器、防火墙以及智能型IC卡身份证等领域。

CPU芯片与ASIC芯片各有优缺点。CPU芯片最大的优点是灵活性高,它利用指令集和软件完成各种各样的工作,但是CPU的实际处理能力往往受主机和通用操作系统规格的限制。ASIC则是以单一功能的集成电路来完成进程处理,具有高可靠性和强大的处理能力,属于“专用硬件”范畴。

随着网络建设复杂性的增加,以及宽带网络的迅速发展与普及,人们发现目前多数防火墙在速度、功能、稳定性方面仍不尽如人意,这都成为促进ASIC硬件防火墙发展的动力。ASIC硬件防火墙采用ASIC芯片和多总线、并行处理方式,使原先需要上千甚至上万条指令才能完成的过程,在瞬间由数个特殊硬件单元顺利完成,多总线结构保证在端口上有数据传送时防火墙内部仍然可以同时进行高效数据处理,不再受传统硬件结构的“中断”限制。

ASIC硬件防火墙采用专用操作系统,具有很高的安全性。事实上,ASIC防火墙中也设计有通用CPU单元,但这并不妨碍独立工作的ASIC具有超高速处理能力。这是因为此类防火墙的操作系统和CPU只起到ASIC硬件驱动和提供管理接口作用,只负责总体协调却不参与任何防火墙的基本处理。在ASIC芯片全力投入数据处理的时候,CPU仍然处于优先级很低的工作状态,而不会影响到对设备管理的响应速度。所以ASIC硬件防火墙可以全面发挥自身的速度和处理能力,不受会话数量的影响。

通用CPU结构的防火墙和ASIC结构的防火墙工作方式各不相同。通用CPU结构的防火墙如果利用其高主频的优势去完成某一项任务时(如单策略、单会话状态下的地址转换),也可以达到或接近ASIC防火墙的处理能力,但是在典型的宽带应用环境中,数万甚至数十万的并发连接不仅对通用CPU结构的防火墙带来更

多的中断,而且使它的处理能力急剧下降;ASIC结构则不存在这个问题,会话数的多少对处理能力几乎没有影响。在加密、解密能力方面,PC结构的防火墙需要借助昂贵的硬件加密卡才能达到一定处理速度;而ASIC芯片集成了防火墙基本操作,即便在运行高强度加、解密的情况下处理速度也不会有太大的降低。在短期与长期成本方面,ASIC防火墙购置成本虽然要比软件防火墙高,但是考虑到企业网络未来的升级,ASIC防火墙能够有效保护企业的现有投资,节省日常维护费用。

ASIC与NP孰优孰劣

目前国内市场销售的基于ASIC技术的防火墙,已可达到全部千兆网口的全线速包转发速率。而一般基于网络处理器的防火墙在64字节小包情况下,还不能完全做到全端口的千兆线速转发。

在厂商和用户的固有观念中,网络处理器浓重的软件色彩使它成为灵活性的代名词,在产品升级维护方面有较大的优势。而纯硬件的ASIC防火墙则缺乏可编程性,这使得它缺乏灵活性从而跟不上防火墙功能的快速发展。而事实上,随着科技的飞速发展,现代的ASIC技术通过增加ASIC芯片的可编程性,使其与软件更好地配合,从而同时满足来自灵活性和运行性能的要求。从实现功能方面看,ASIC 技术可以比较容易地集成IDS、VPN等功能,目前已经能实现内容过滤和防病毒功能。而网络处理器受限于较低的计算能力,这些功能一般只能靠协处理器来实现。

从今后产品的成本来分析,一片网络处理器的价格在三四百美元左右,如果需要协处理器,还要加上协处理器的成本。ASIC技术前期如果使用FPGA(Field Programmable Gate Arrays,现场可编程门阵列)来实现,两者价格大致相当。不过如果量产以后,ASIC的价格可以降低一个量级。因此从长远来看,ASIC技术更有潜力。这也是Intel和IBM等厂商相继放弃网络处理器产品的原因之一。

从技术成熟度方面来看,相比ASIC这种已经被市场实践证明了的成熟技术,网络处理器用于防火墙其实是近几年才出现的。在此之前,网络处理器在市场上的表现并不理想,一般只被用于低端路由器、交换机等数据通信产品。究其原因,主要是网络处理器开发需要的编程技术比预期的要更复杂和困难,而且在实际应用中的性能往往并不理想,远低于其厂商的标称性能。这种技术应用在防火墙这样的复杂网络设备上,究竟能否在不影响功能的前提下,达到预期的性能,还有待检验。

国内某些网络安全产品厂商从开发难度低、开发成本低和开发周期短等几个方面,选择了网络处理器技术,毕竟网络处理器产生的一大原因就是降低这方面的门槛。但从实际的市场销售情况来看,这些低成本、短时间开发出来的产品由于多数采用了从通用CPU结构移植软件的方式,不仅没有发挥出网络处理器本身的优势,还造成了系统的不稳定和低性能,在严酷的市场竞争中处于劣势。

ASIC技术成为首选

通用CPU的使用虽然已经有较长的历史了,但是国内安全产业使用的CPU全部都是国外技术,没有核心研发和生产能力;而网络处理器作为一种过渡技术已经被主流芯片生产厂商放弃,在未来的升级换代方面基本没有可能,且基于网络处理器的安全产品的性价比优势已经很不明显,必将在将来的市场竞争中逐渐被淘汰。

从目前的情况来看,主流千兆防火墙产品大部分采用的是ASIC技术,随着市场的发展和技术的进步,具有可编程性能的ASIC技术必将是有实力厂商的首选,而用户也会有更加稳定、成熟、高性能的千兆防火墙产品可以选择。

链接:千兆防火墙特征

高速

目前千兆防火墙一个很大的局限性是速度不够,真正达到千兆线速的防火墙少之又少。由于防范DoS (拒绝服务)攻击是防火墙一个很重要的任务,千兆防火墙往往用在主干网络出口,如造成网络堵塞,再安全的防火墙也无法应用。应用ASIC是实现高速防火墙的主要方法。

多功能化

多功能也是防火墙的发展方向之一,鉴于目前路由器和防火墙价格都比较高,组网环境也越来越复杂,一般用户总希望防火墙可以支持更多的功能,满足组网和节省投资的需要。例如千兆防火墙支持广域网口并不影响安全性,但在某些情况下却可以为用户节省一台路由器,支持部分路由器协议,可以更好地满足组网需要。而随着技术的发展,ASIC芯片已经能固化这些常用的功能,为用户带来更好的投资保护。

安全

未来防火墙的操作系统会更安全。随着算法和芯片技术的发展,防火墙会更多地参与应用层分析,为应用提供更安全的保障。在信息安全的发展与对抗过程中,防火墙的技术一定会不断更新、日新月异,在信息安全的防御体系中,起到堡垒的作用。 ASIC技术以其系统固化和算法固化的特点,可以组建最不容易因网络攻击而瘫痪的安全系统。

随着网络规模不断扩大、各种应用业务日益增多,特别是政府、电信、金融、电力等关键行业的数据中心、电信网络等的数据流量巨大,技术含量不断提高,都要求有一个高可靠性、高质量和高安全性的网络来承载,支撑由此带来的网络流量、管理控制、交换传输的复杂变化对网络的新要求,并保证网络以及信息系统的安全。为了满足上述信息系统安全需求,传统的防火墙已经显的力不从心了。这就对防火墙系统的架构提出了新的挑战。

防火墙产品一直以来都占据着网络安全产品中的重要位置。防火墙产品在经历了X86、NP、ASIC、多核等技术的演化过程,仍能满足大部分用户的需求。像前面提到的高端用户对防火墙的要求至少要达到小包万兆线速转发性能。而只是靠提高CPU主频和CPU内核的

数量已经无法满足高端用户的万兆级以上需求了。这就要求我们从其他方面入手来提高安全产品的整体处理性能。分布式处理是一个很好的选择。在高端交换机/路由器领域,一般采用机架式体系架构、插板式功能模块、分布式处理系统。用户可以根据自己的需求选择不同的机架类型和插板模块来搭建自己的网络。

2、分布式防火墙架构

2.1分布式防火墙硬件架构。

随着网络的升级和扩容,传统的盒式防火墙已经很难满足大容量、高性能、可扩展的需求和挑战。这就引入了机架式防火墙产品的设计与研发。分布式的Crossbar架构能够很好的满足高性能和灵活扩展性的挑战。

分布式Crossbar架构除了交换网板采用了Crossbar架构之外,在每个业务板上也采用了Crossbar+交换芯片的架构。在业务板上加交换芯片可以很好地解决了本地交换的问题,而在业务板交换芯片和交换网板之间的Crossbar芯片解决了把业务板的业务数据信元化从而提高了交换效率,并且使得业务板的数据类型和交换网板的信元成为两个平面,也就是说可以有非常丰富的业务板,比如可以把防火墙、IPS系统、路由器、内容交换、IPv6等等类型的业务整合到核心交换平台上。同时这个Crossbar有相应的高速接口分别连接到两个主控板或者交换网板,从而大大提高了双主控主备切换的速度。

分布式Crossbar设计中,CPU也采用了分布式设计。设备主控板上的主CPU负责整机控制调度、路由表学习和下发;业务板从CPU主要负责本地查表、业务板状态维护、安全业务功能处理等工作。这就实现了分布式路由计算和分布式路由表查询,大大缓解主控板的压力,提高了设备的整体性能,这也是业务板本地转发能够提高效率的重要原因。这种分布式Crossbar、分布式业务处理的设计理念是核心网络设备设计的发展方向,保证了防火墙等安全设备能够部署到网络核心位置,不会成为网络的瓶颈。

上面的分布式Crossbar技术解决了高性能、可扩展的需求,下面的主要部件备份冗余设计解决了高可靠性的需求。如图1所示:不仅交换网板和控制模块采用双冗余设计,防火墙板、电源和接口板也采用双冗余设计。

图1

2.2分布式防火墙软件架构。

为了配合分布式硬件架构,软件也采用分布式设计。主控板上运行主操作系统,负责整台设备的管理配置、路由学习、配置下发等。业务板操作系统负责接收下发的配置,和业务处理等功能。

由于采用了分布式架构设计,防火墙系统不仅在硬件上实现了控制平面和转发平面的分离,而且在软件上也实现了控制平面和转发平面的分离。这样能有效的提高系统的高性能和高可靠性。

2.3数据转发流程

要想利用分布式处理技术来提高网络安全产品的性能,我们首先要解决数据流在内部网络间转发的问题。在机架式体系架构上,一般用主控板来操作整台设备,对设备进行管理、配置,然后把配置下发到各个子系统上使他们协同工作。接口板用来提供设备的接口供用户接入网络,并把数据流提交到安全业务板上。由安全业务板完成访问策略控制、NAT地址转换、IPS防御、防病毒、IPSEC VPN等功能。

图2

如图2所示,防火墙系统在处理数据包转发业务时数据流内部转发过程:

1.从接口业务板接收的数据包重定向(保护vlan 内的包)到安全业务板上;

2.安全业务板1收到报文;

3.安全引擎处理,同时进行路由查找准备向接口业务板的另一个接口转发;

4.向接口业务板发送数据包;

5.数据包从接口业务板目的端口进行发送;

通过上面的数据流内部转发处理,我们再根据VLAN或者接口把不同的数据流定向到不同的安全业务板上,就能够从整体上提高整台设备的安全处理能力。

图3

如图3所示:我们把vlan1的数据定向到安全业务板一上,把vlan2的数据定向到安全业务板二上,把vlan10的数据定向到安全业务板十上。这样我们就能够获得10倍于一块安全业务板的处理性能。

3、安全业务板的多核架构设计

安全业务板采用8核心32个vCPU的专用处理器。这样我们可以在安全业务板上也采用控制平面和转发平面的分离,从而提高安全业务板的可靠性和转发性能。如下图所示:

图4

在数据转发系统上,每个vCPU都对已经建立的连接创建本地连接,这样每个vCPU在处理后续的报文时,在查找到本地连接后就可以快速转发出去,不需要去查找全局连接表,没有锁竞争,大大提高了转发系统的性能。这项技术我们已经提交一项国家专利申请。

4、小结

北京天融信公司的网络卫士高端防火墙系统应用了先进的机架式体系架构、插板式功能模块、分布式处理系统,将分布式处理技术融入天融信自主知识产权操作系统TOS系统,实现了高效率的状态检测引擎,达到了小包万兆、大包百G性能,能够满足高端用户的安全控制要求,同时也打破了国外产品长期垄断高端防火墙产品市场的局面。

硬件防火墙的功能

内容过滤 1. 支持HTTP、FTP、SMTP、POP3协议的网关过滤 2. 支持本地用户认证和RADIUS服务器认证方式 3. 支持站点过滤、关键字过滤、Java脚本过滤、Java Applet和ActiveX过滤 4. 支持HTTP、FTP、MAIL协议命令级过滤 5. 支持对邮件关键字、附件内容的过滤 6. 支持对传输速率和传输文件名、文件大小的限制 病毒防范 1. 内置防病毒模块,实现防火墙上的病毒查杀 2. 病毒库升级支持网络和本地两种方式 3. 可以将防病毒策略和防火墙规则进行统一规划 4. 能够根据病毒传播情况制定规则 垃圾邮件过滤 1. 能够对IP地址或者域名进行封堵 2. 可以自由设置黑名单、白名单 3. 对垃圾关键字的过滤 4.支持自定义阀值检测 虚拟专用网(VPN) ?认证方式 1. 支持预共享密钥和X.509证书 2. 支持自动密钥和手工密钥

?加密算法 1. 支持3DES、AES、CAST128、BLOWFISH、TWOFISH等加密算法 2. 支持HMAC-MD5、HMAC-SHA认证算法 3. 支持国密办VPN加密算法,支持硬件加密 4. 支持硬件与软件两种加密VPN算法 ? CA中心 1. 支持自有证书生成 2. 支持证书集中下发 3. 支持对证书吊销 ?其他特性 1. 支持IPSec VPN,可以和其他符合标准IPSec协议的VPN产品互联 2. 支持标准PPTP协议的VPN 3. 支持双向NAT穿越(NAT-T) 4. 支持星形网络拓扑结构下的VPN构建 5. VPN功能支持PPPoE网络连接协议 6. 支持VPN客户端连接 7. 支持NAT穿越 易用性 ?配置管理 1. 支持本地网络和串口双重管理方式 2. 支持远程TELNET、SSH管理和GUI集中管理

分布式汽车电气电子系统设计和实现架构

分布式汽车电气电子系统设计和实现 架构

分布式汽车电气/电子系统设计和实现架构在过去的十几年里,汽车的电气和电子系统已经变得非常的复杂。今天汽车电子/电气系统开发工程师广泛使用基于模型的功能设计与仿真来迎接这一复杂性挑战。新兴标准定义了与低层软件的标准化接口,最重要的是,它还为功能实现工程师引入了一个全新的抽象级。 这提高了软件组件的可重用性,但不幸的是,关于如何将基于模型的功能设计的结果转换成高度环境中的可靠和高效系统实现方面的指导却几乎没有。 另外,论述设计流程物理端的文章也非常少。本文概述了一种推荐的系统级设计方法学,包括、分布在多个ECU中的网络和任务调度、线束设计和规格生成。 为什么需要AUTOSAR? 即使在同一家公司,“架构设计”对不同的人也有不同的含义,这取决于她们站在哪个角度上。物理架构处理系统的有形一面,如布线和连接器,逻辑架构定义无形系统的结构和分配,如软件和通信协议。当前设计物理架构和逻辑架构的语言是独立的,这导致相同一个词的意思能够完全不同,设计团队和流程也是独立的,这也导致了一个非常复杂的设计流程(如图1所示)。

图1:物理和逻辑设计流程。 这种复杂性导致了次优设计结果,整个系统的正确功能是如此的难于实现,以致于几乎没有时间去寻求一种替代方法,它可导致更坚固的、可扩展性更好的和更具成本效益的解决方案。为了实现这样一种解决方案,设计师需要新的方法,它能够将物理和逻辑设计流程紧密相连,并依然允许不同的设计团队做她们的工作。 新兴的AUTOSAR标准为系统级汽车电子/电气设计方法学提供了一个技术上和经济上都可行的选择,尽管它主要针对软件层面,即逻辑系统的设计。不过,大量广泛的AUTOSAR元模型及其丰富的接口定义允许系统级电子/电气架构师以标准的格式表示她的设计思想。从经济上看,AUTOSAR标准打开了一个巨大的、统一的市场,它使得能够创立合适的设计工具。

OceanBase分布式技术架构分析

OceanBase分布式技术架构分析

目录 OceanBase作为金融级分布式数据库一直备受瞩目 (3) 1. 分布式存储&事务 (3) 2. 分布式查询 (13) 3. 经验&思考 (15)

OceanBase作为金融级分布式数据库一直备受瞩目 OceanBase OceanBase 1.0项目从2013年初开始做总体设计,2014年开始编码、测试,2015年底正式上线并无缝迁移部分集团MySQL业务,直到2016年中才正式上线蚂蚁核心业务,包括会员视图、花呗、账务,等等,最后“丝般柔顺”地通过了2016年双十一大考。 从技术架构的角度看,一个分布式数据库主要就是两个部分:一个部分是怎么做存储,怎么做事务;另外一个部分是怎么做查询。首先我们看第一个部分,主要是三个关键点:可扩展、高可用以及低成本,它们代表了OceanBase的核心技术优势。 1.分布式存储&事务 第一我们怎么理解数据,如何把数据划分开来从而分布到多台服务器?这个问题其实传统关系数据库已经帮我们解决好了。无论是Oracle还是MySQL,都支持一个叫做两级分区表的概念。大部分业务都可以按两个维度划分数据:一个维度是时间,数据是按照时间顺序生成的;另外一个维度,对于互联网业务来讲,往往就是用户。不同的用户生成不同的数据,不同用户之间的数据相关度比较低,而同一个用户的数据往往会被同时访问。

图1 OceanBase数据分布 如图1,通过时间和业务主键两个维度将表格划分为P1~P8总共8个分区。OceanBase 跟传统数据库不一样的地方在哪里呢?传统数据库所有的分区只能在一台服务器,而OceanBase每个分区可以分布到不同的服务器。从数据模型的角度看,OceanBase可以被认为是传统的数据库分区表在多机的实现。对于常见的分布式系统,要么采用哈希分区,要么采用范围分区。OceanBase的数据划分方案和这些系统有较大的差别,通过两级分区表,我们可以把不同的用户,以及在不同时间点生成的数据全部融合到统一的表格里面。无论这些分区在在多台服务器上是如何分布的,甚至可以对在线数据采用内存计算,对历史数据采用更高压缩率的压缩算法或者执行预计算,整个系统对使用者呈现的都是一张表格,后台实现对使用者完全透明。当然,这里面还会有很多的工作要做。 第二点是我们底层的分布式架构。

防火墙的含义和结构介绍

防火墙的含义和结构介绍 随着计算机网络技术的突飞猛进,网络安全的问题已经日益突出地摆在各类用户的面前。目前在互联网上大约有将近20%以上的用户曾经遭受过黑客的困扰。尽管黑客如此猖獗,但网络安全问题至今仍没有能够引起足够的重视,更多的用户认为网络安全问题离自己尚远,所有的问题都在向大家证明一个事实,大多数的黑客入侵事件都是由于未能正确安装防火墙而引发的。如果没有防火墙的话,你可能会接到许许多多类似的报告,比如单位内部的财政报告刚刚被数万个Email邮件炸烂,或者用户的个人主页被人恶意连接向了Playboy,而报告链接上却指定了另一家色情网站……一套完整的防火墙系统通常是由屏蔽路由器和代理服务器组成。 一、什么是防火墙 这里的防火墙不是指物理上的防火墙,而是指隔离在本地网络与外界网络之间的一道防御系统,是这一类防范措施的总称。应该说,在互联网上防火墙是一种非常有效的网络安全模型,通过它可以隔离风险区域(即Internet或有一定风险的网络)与安全区域(局域网)的连接,同时不会妨碍人们对风险区域的访问。防火墙可以监控进出网络的通信量,从而完成看似不可能的任务;仅让安全、核准了的信息进入,同时又抵制对企业构成威胁的数据。随着安全性问题上的失误和缺陷越来越普遍,对网络的入侵不仅来自高超的攻击手段,也有可能来自配置上的低级错误或不合适的口令选择。因此,防火墙的作用是防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络,迫使单位强化自己的网络安全政策。一般的防火墙都可以达到以下目的:一是可以限制他人进入内部网络,过滤掉不安全服务和非法用户;二是防止入侵者接近你的防御设施;三是限定用户访问特殊站点;四是为监视Internet安全提供方便。由于防火墙假设了网络边界和服务,因此更适合于相对独立的网络。 二、防火墙的工作方式 防火墙可以使用户的网络划规划更加清晰明了,全面防止跨越权限的数据访问。一套完整的防火墙系统通常是由屏蔽路由器和代理服务器组成。屏蔽路由器是一个多端口的IP路由器,它通过对每一个到来的IP包依据组规则进行检查来判断是否对之进行转发。屏蔽路由器从包头取得信息,例如协议号、收发报文的IP地址和端口号、连接标志以至另外一些IP选项,对IP包进行过滤。代理服务器是防火墙中的一个服务器进程,它能够代替网络用户完成特定的TCP/TP功能。一个代理服务器本质上是一个应用层的网关,

一般硬件防火墙配置讲解.doc

本篇要为大家介绍一些实用的知识,那就是如何配置防火中的安全策略。 但要注意的是,防火墙的具体配置方法也不是千篇一律的,不要说不同品牌, 就是同一品牌的不同型号也不完全一样,所以在此也只能对一些通用防火墙配 置方法作一基本介绍。同时,具体的防火墙策略配置会因具体的应用环境不同 而有较大区别。首先介绍一些基本的配置原则。 一.防火墙的基本配置原则 默认情况下,所有的防火墙都是按以下两种情况配置的: ●拒绝所有的流量,这需要在你的网络中特殊指定能够进入和出去的流量 的一些类型。 ●允许所有的流量,这种情况需要你特殊指定要拒绝的流量的类型。可论证地,大多数防火墙默认都是拒绝所有的流量作为安全选项。一旦你安装防火墙 后,你需要打开一些必要的端口来使防火墙内的用户在通过验证之后可以访问 系统。换句话说,如果你想让你的员工们能够发送和接收 Email,你必须在防火墙上设置相应的规则或开启允许 POP3和 SMTP的进程。 在防火墙的配置中,我们首先要遵循的原则就是安全实用,从这个角度考虑,在防火墙的配置过程中需坚持以下三个基本原则: ( 1).简单实用: 对防火墙环境设计来讲,首要的就是越简单越好。其实这也是任何事物的 基本原则。越简单的实现方式,越容易理解和使用。而且是设计越简单,越不 容易出错,防火墙的安全功能越容易得到保证,管理也越可靠和简便。 每种产品在开发前都会有其主要功能定位,比如防火墙产品的初衷就是实 现网络之间的安全控制,入侵检测产品主要针对网络非法行为进行监控。但是 随着技术的成熟和发展,这些产品在原来的主要功能之外或多或少地增加了一 些增值功能,比如在防火墙上增加了查杀病毒、入侵检测等功能,在入侵检测 上增加了病毒查杀功能。但是这些增值功能并不是所有应用环境都需要,在配 置时我们也可针对具体应用环境进行配置,不必要对每一功能都详细配置,这

解读防火墙

解读防火墙一.防火墙的概念近年来,随着普通计算机用户群的日益增长,防火墙”一词已经不再是服务器领域的专署,大部分家庭用户都知道为自己爱机安装各种防火墙"软件了。但是,并不是所有用户都对防火墙”有所了解的,一部分用户甚至认为,防火墙”是一种软件的名称…… 到底什么才是防火墙?它工作在什么位置,起着什么作用?查阅历史书籍可知,古代构筑和使用木制结构房屋的时候为防止火灾的发生和蔓延,人们将坚固的石块堆砌在房屋周围作为屏障,这种防护构筑物就被称为“防火墙” (FireWall )。时光飞梭,随着计算机和网络的发展,各种攻击入侵手段也相继出现了,为了保护计算机的安全,人们开发出一种能阻止计算机之

间直接通信的技术,并沿用了古代类似这个功能的名字一一’防火墙”技术来源于此。用专业术语来说,防火墙是一种位于两个或多个网络间,实施网络之间访问控制的组件集合。对于普通用户来说,所谓防火墙”,指的就是一种被放置在自己的计算机与外界网络之间的防御系统,从网络发往计算机的所有数据都要经过它的判断处理后,才会决定能不能把这些数据交给计算机,一旦发现有害数据,防火墙就会拦截下来,实现了对计算机的保护功能。 防火墙技术从诞生开始,就在一刻不停的发展着,各种不同结构不同功能的防火墙,构筑成网络上的一道道防御大堤。 二.防火墙的分类 世界上没有一种事物是唯一的,防火墙也一样,为了更有效率的对付网络上各种不同攻击手段,防火墙也派分出几种防御架构。根据物理特性,防火墙分为两大类,硬件防火墙和软件防火墙。软件防火墙是一种安装在负责内外网络转换的网关服务器或者独立的个人计算机上的特殊程

序,它是以逻辑形式存在的,防火墙程序跟随系统启动,通过运行在RingO级别的特殊驱动模块把防御机制插入系统关于网络的处理部分和网络接口设备驱动之间,形成一种逻辑上的防御体系。 在没有软件防火墙之前,系统和网络接口设 备之间的通道是直接的,网络接口设备通过网络 驱动程序接口( Network Driver In terface Specificati on , NDIS )把网络上传来的各种报文都忠实的交给系统处理,例如一台计算机接收到请求列出机器上所有共享资源的数据报文,NDIS直接把这个报文提交给系统,系统在处理后就会返回相应数据,在某些情况下就会造成信息泄漏。而使用软件防火墙后,尽管NDIS接收到仍然的是原封不动的数据报文,但是在提交到系统的通道上多了一层防御机制,所有数据报文都要经过这层机制根据一定的规则判断处理,只有它认为安全的数据才能到达系统,其他数据则被丢弃。因为有规则提到列出共享资源的行为是危险的”,因此在防火墙的判断下,这个报文会被丢弃,这样一来,系统接收不到报文,则认为什么事情也没发生过,也就不

硬件防火墙

硬件防火墙(Hardware Firewall) [编辑] 什么是硬件防火墙 硬件防火墙是指把防火墙程序做到芯片里面,由硬件执行这些功能,能减少CPU的负担,使路由更稳定。 硬件防火墙是保障内部网络安全的一道重要屏障。它的安全和稳定,直接关系到整个内部网络的安全。因此,日常例行的检查对于保证硬件防火墙的安全是非常重要的。 [编辑] 硬件防火墙检查的内容 系统中存在的很多隐患和故障在暴发前都会出现这样或那样的苗头,例行检查的任务就是要发现这些安全隐患,并尽可能将问题定位,方便问题的解决。 一般来说,硬件防火墙的例行检查主要针对以下内容: 1.硬件防火墙的配置文件 不管你在安装硬件防火墙的时候考虑得有多么的全面和严密,一旦硬件防火墙投入到实际使用环境中,情况却随时都在发生改变。硬件防火墙的规则总会不断地变化和调整着,配置参数也会时常有所改变。作为网络安全管理人员,最好能够编写一套修改防火墙配置和规则的安全策略,并严格实施。所涉及的硬件防火墙配置,最好能详细到类似哪些流量被允许,哪些服务要用到代理这样的细节。

在安全策略中,要写明修改硬件防火墙配置的步骤,如哪些授权需要修改、谁能进行这样的修改、什么时候才能进行修改、如何记录这些修改等。安全策略还应该写明责任的划分,如某人具体做修改,另一人负责记录,第三个人来检查和测试修改后的设置是否正确。详尽的安全策略应该保证硬件防火墙配置的修改工作程序化,并能尽量避免因修改配置所造成的错误和安全漏洞。 2.硬件防火墙的磁盘使用情况 如果在硬件防火墙上保留日志记录,那么检查硬件防火墙的磁盘使用情况是一件很重要的事情。如果不保留日志记录,那么检查硬件防火墙的磁盘使用情况就变得更加重要了。保留日志记录的情况下,磁盘占用量的异常增长很可能表明日志清除过程存在问题,这种情况相对来说还好处理一些。在不保留日志的情况下,如果磁盘占用量异常增长,则说明硬件防火墙有可能是被人安装了Rootkit工具,已经被人攻破。 因此,网络安全管理人员首先需要了解在正常情况下,防火墙的磁盘占用情况,并以此为依据,设定一个检查基线。硬件防火墙的磁盘占用量一旦超过这个基线,就意味着系统遇到了安全或其他方面的问题,需要进一步的检查。 3.硬件防火墙的CPU负载 和磁盘使用情况类似,CPU负载也是判断硬件防火墙系统运行是否正常的一个重要指标。作为安全管理人员,必须了解硬件防火墙系统CPU负载的正常值是多少,过低的负载值不一定表示一切正常,但出现过高的负载值则说明防火墙系统肯定出现问题了。过高的CPU负载很可能是硬件防火墙遭到DoS攻击或外部网络连接断开等问题造成的。 4.硬件防火墙系统的精灵程序 每台防火墙在正常运行的情况下,都有一组精灵程序(Daemon),比如名字服务程序、系统日志程序、网络分发程序或认证程序等。在例行检查中必须检查这些程序是不是都在运行,如果发现某些精灵程序没有运行,则需要进一步检查是什么原因导致这些精灵程序不运行,还有哪些精灵程序还在运行中。 5.系统文件 关键的系统文件的改变不外乎三种情况:管理人员有目的、有计划地进行的修改,比如计划中的系统升级所造成的修改;管理人员偶尔对系统文件进行的修改;攻击者对文件的修改。 经常性地检查系统文件,并查对系统文件修改记录,可及时发现防火墙所遭到的攻击。此外,还应该强调一下,最好在硬件防火墙配置策略的修改中,包含对系统文件修改的记录。 6.异常日志 硬件防火墙日志记录了所有允许或拒绝的通信的信息,是主要的硬件防火墙运行状况的信息来源。由于该日志的数据量庞大,所以,检查异常日志通常应该是一个自动进行的过程。当然,

大型电商分布式架构设计与优化

大型电商分布式架构设计与优化 本文主题为电商网站架构案例,将介绍如何从电商网站的需求,到单机架构,逐步演变为常用的、可供参考的分布式架构原型。除具备功能需求外,还具备一定的高性能、高可用、可伸缩、可扩展等非功能质量需求(架构目标)。

本文大纲: 1. 使用电商案例的原因 2. 电商网站需求 3. 网站初级架构 4. 系统容量估算 5. 网站架构分析 6. 网站架构优化 根据实际需要,进行改造、扩展、支持千万PV,是没问题的。 使用电商案例的原因 分布式大型网站,目前看主要有几类: 1.大型门户(比如网易、新浪等); 2.SNS网站(比如校内、开心网等); 3.电商网站(比如阿里巴巴、京东商城、国美在线、汽车之家等)。

大型门户一般是新闻类信息,可以使用CDN、静态化等方式优化。而开心网等交互性比较多,可能会引入更多的NoSQL、分布式缓存、使用高性能的通信框架等。电商网站具备以上两类的特点,比如产品详情可以采用CDN,静态化,交互性高的需要采用NoSQL等技术。因此,我们采用电商网站作为案例,进行分析。 电商网站需求 客户需求: ?建立一个全品类的电子商务网站(B2C),用户可以在线购买商品,可以在线支付,也可以货到付款; ?用户购买时可以在线与客服沟通; ?用户收到商品后,可以给商品打分和评价; ?目前有成熟的进销存系统,需要与网站对接; ?希望能够支持3~5年,业务的发展; ?预计3~5年用户数达到1000万; ?定期举办双11、双12、三八男人节等活动; ?其他的功能参考京东或国美在线等网站。 客户就是客户,不会告诉你具体要什么,只会告诉你他想要什么,我们很多时候要引导、挖掘客户的需求。好在提供了明确的参考网站。因此,下一步要进行大量的分析,结合行业以及参考网站,给客户提供方案。其它的这里暂不展开。

软考系统架构设计师(高级)学习笔记汇总

2011年软考系统架构设计师学习笔记第一章 1.1.1 系统架构师的概念 现代信息系统“架构”三要素:构件、模式、规划;规划是架构的基石,也是这三个贡献中最重要的。 架构本质上存在两个层次:概念层,物理层。 1.2.1 系统架构师的定义 负责理解、管理并最终确认和评估非功能性系统需求,给出开发规范,搭建系统实现的核心架构,对整个软件架构、关键构建、接口进行总体设计并澄清关键技术细节。 主要着眼于系统的“技术实现”,同时还要考虑系统的“组织协调”。 要对所属的开发团队有足够的了解,能够评估该开发团队实现特定的功能需求目标和资源代价。 1.2.2 系统架构师技术素质 对软件工程标准规范有良好的把握。 1.2.3 系统架构师管理素质 系统架构师是一个高效工作团队的创建者,必须尽可能使所有团队成员的想法一致,为一个项目订制清晰的、强制性的、有元件的目标作为整个团队的动力; 必须提供特定的方法和模型作为理想的技术解决方案; 必须避免犹豫,必须具备及时解决技术问题的紧迫感和自信心。 1.2.4 系统架构师与其他团队角色的协调 系统分析师,需求分析,技术实现 系统架构师,系统设计,基于环境和资源的系统技术实现 项目管理师,资源组织,资源实现 由于职位角度出发产生冲突制约,不可能很好地给出开发规范,搭建系统实现的核心架构,并澄清技术细节,扫清主要难点。 所以把架构师定位在项目管理师与系统分析师之间,为团队规划清晰的目标。 对于大型企业或项目,如果一人承担多个角色,往往容易发生顾此失彼的现象。 1.3 系统架构师知识结构 需要从大量互相冲突的系统方法和工具中区分出哪些是有效的,那些是无效的。 1.4 从开发人员到架构师 总结自己的架构模式,深入行业总结规律。 几天的培训不太可能培养出合格的软件架构师,厂商的培训和认证,最终目的是培养自己的市场,培养

防火墙工作原理和种类

近年来,随着普通计算机用户群的日益增长,“防火墙”一词已经不再是服务器领域的专署,大部分家庭用户都知道为自己爱机安装各种“防火墙”软件了。但是,并不是所有用户都对“防火墙”有所了解的,一部分用户甚至认为,“防火墙”是一种软件的名称…… 到底什么才是防火墙?它工作在什么位置,起着什么作用?查阅历史书籍可知,古代构筑和使用木制结构房屋的时候为防止火灾的发生和蔓延,人们将坚固的石块堆砌在房屋周围作为屏障,这种防护构筑物就被称为“防火墙”(Fire Wall)。时光飞梭,随着计算机和网络的发展,各种攻击入侵手段也相继出现了,为了保护计算机的安全,人们开发出一种能阻止计算机之间直接通信的技术,并沿用了古代类似这个功能的名字——“防火墙”技术来源于此。用专业术语来说,防火墙是一种位于两个或多个网络间,实施网络之间访问控制的组件集合。对于普通用户来说,所谓“防火墙”,指的就是一种被放置在自己的计算机与外界网络之间的防御系统,从网络发往计算机的所有数据都要经过它的判断处理后,才会决定能不能把这些数据交给计算机,一旦发现有害数据,防火墙就会拦截下来,实现了对计算机的保护功能。 防火墙技术从诞生开始,就在一刻不停的发展着,各种不同结构不同功能的防火墙,构筑成网络上的一道道防御大堤。 一.防火墙的分类 世界上没有一种事物是唯一的,防火墙也一样,为了更有效率的对付网络上各种不同攻击手段,防火墙也派分出几种防御架构。根据物理特性,防火墙分为两大类,硬件防火墙和软件防火墙。软件防火墙是一种安装在

负责内外网络转换的网关服务器或者独立的个人计算机上的特殊程序,它是以逻辑形式存在的,防火墙程序跟随系统启动,通过运行在 Ring0 级别的特殊驱动模块把防御机制插入系统关于网络的处理部分和网络接口设备驱动之间,形成一种逻辑上的防御体系。 在没有软件防火墙之前,系统和网络接口设备之间的通道是直接的,网络接口设备通过网络驱动程序接口(Network Driver Interface Specification,NDIS)把网络上传来的各种报文都忠实的交给系统处理,例如一台计算机接收到请求列出机器上所有共享资源的数据报文, NDIS 直接把这个报文提交给系统,系统在处理后就会返回相应数据,在某些情况下就会造成信息泄漏。而使用软件防火墙后,尽管 NDIS 接收到仍然的是原封不动的数据报文,但是在提交到系统的通道上多了一层防御机制,所有数据报文都要经过这层机制根据一定的规则判断处理,只有它认为安全的数据才能到达系统,其他数据则被丢弃。因为有规则提到“列出共享资源的行为是危险的”,因此在防火墙的判断下,这个报文会被丢弃,这样一来,系统接收不到报文,则认为什么事情也没发生过,也就不会把信息泄漏出去了。 软件防火墙工作于系统接口与 NDIS 之间,用于检查过滤由 NDIS 发送过来的数据,在无需改动硬件的前提下便能实现一定强度的安全保障,但是由于软件防火墙自身属于运行于系统上的程序,不可避免的需要占用一部分CPU 资源维持工作,而且由于数据判断处理需要一定的时间,在一些数据流量大的网络里,软件防火墙会使整个系统工作效率和数据吞吐速度下降,甚至有些软件防火墙会存在漏洞,导致有害数据可以绕过它的防御体系,给数据安全带来损失,因此,许多企业并不会考虑用软件防火墙方案作为公司网络的防御措施,而是使用看得见摸得着的硬件防火墙。 硬件防火墙是一种以物理形式存在的专用设备,通常架设于两个网络的

防火墙的设计与实现

课程设计报告 课程名称计算机网络 课题名称1、防火墙技术与实现 2、无线WLAN的设计与实现 专业计算机科学与技术 班级0802班 学号200803010212 姓名王能 指导教师刘铁武韩宁 2011年3 月6 日

湖南工程学院 课程设计任务书 一.设计内容: 问题1:基于802.1X的认证系统 建立为了便于集中认证和管理接入用户,采用AAA(Authentication、Authorization 和Accounting)安全体系。通过某种一致的办法来配置网络服务,控制用户通过网络接入服务器的访问园区网络,设计内容如下: 1.掌握IEEE820.1X和RADIUS等协议的工作原理,了解EAP协议 2.掌握HP5308/HP2626交换机的配置、调试方法 3.掌握WindowsIAS的配置方法和PAP,CHAP等用户验证方法 4.建立一个基于三层交换机的模拟园区网络,用户通过AAA方式接入园区网络 问题2:动态路由协议的研究与实现 建立基于RIP和OSPF协议的局域网,对RIP和OSPF协议的工作原理进行研究,设计内容如下: 1.掌握RIP和OSPF路由协议的工作原理 2.掌握HP5308三层交换机和HP7000路由器的配置、调试方法 3.掌握RIP和OSPF协议的报文格式,路由更新的过程 4.建立基于RIP和OSPF协议的模拟园区网络 5.设计实施与测试方案 问题3:防火墙技术与实现 建立一个园区网络应用防火墙的需求,对具体实施尽心设计并实施,设计内容如下:1.掌握防火墙使用的主要技术:数据包过滤,应用网关和代理服务

2.掌握HP7000路由器的配置、调试方法 3.掌握访问控制列表ACL,网络地址转换NAT和端口映射等技术 4.建立一个基于HP7000路由器的模拟园区网络出口 5.设计实施与测试方案 问题4:生成树协议的研究与实现 建立基于STP协议的局域网,对STP协议的工作原理进行研究,设计内容如下:1.掌握生成树协议的工作原理 2.掌握HP5308三层交换机和HP2626交换机的配置、调试方法 3.掌握STP/RSTP/MSTP协议的的工作过程 4.建立基于STP协议的模拟园区网络 5.设计实施与测试方案 问题5:无线WLAN的设计与实现 建立一个小型的无线局域网,设计内容如下: 1.掌握与无线网络有关的IEEE802规范与标准 2.掌握无线通信采用的WEP和WPA加密算法 3.掌握HP420无线AP的配置方法 4.建立基于Windows server和XP的无线局域网络 5.设计测试与维护方案 二.设计要求: 1.在规定时间内完成以上设计内容。 2.画出拓扑图和工作原理图(用计算机绘图) 3.编写设计说明书 4. 见附带说明。

Hadoop分布式文件系统:架构和设计

Hadoop分布式文件系统:架构和设计 引言 (2) 一前提和设计目标 (2) 1 hadoop和云计算的关系 (2) 2 流式数据访问 (2) 3 大规模数据集 (2) 4 简单的一致性模型 (3) 5 异构软硬件平台间的可移植性 (3) 6 硬件错误 (3) 二HDFS重要名词解释 (3) 1 Namenode (4) 2 secondary Namenode (5) 3 Datanode (6) 4 jobTracker (6) 5 TaskTracker (6) 三HDFS数据存储 (7) 1 HDFS数据存储特点 (7) 2 心跳机制 (7) 3 副本存放 (7) 4 副本选择 (7) 5 安全模式 (8) 四HDFS数据健壮性 (8) 1 磁盘数据错误,心跳检测和重新复制 (8) 2 集群均衡 (8) 3 数据完整性 (8) 4 元数据磁盘错误 (8) 5 快照 (9)

引言 云计算(cloud computing),由位于网络上的一组服务器把其计算、存储、数据等资源以服务的形式提供给请求者以完成信息处理任务的方法和过程。在此过程中被服务者只是提供需求并获取服务结果,对于需求被服务的过程并不知情。同时服务者以最优利用的方式动态地把资源分配给众多的服务请求者,以求达到最大效益。 Hadoop分布式文件系统(HDFS)被设计成适合运行在通用硬件(commodity hardware)上的分布式文件系统。它和现有的分布式文件系统有很多共同点。但同时,它和其他的分布式文件系统的区别也是很明显的。HDFS是一个高度容错性的系统,适合部署在廉价的机器上。HDFS 能提供高吞吐量的数据访问,非常适合大规模数据集上的应用。 一前提和设计目标 1 hadoop和云计算的关系 云计算由位于网络上的一组服务器把其计算、存储、数据等资源以服务的形式提供给请求者以完成信息处理任务的方法和过程。针对海量文本数据处理,为实现快速文本处理响应,缩短海量数据为辅助决策提供服务的时间,基于Hadoop云计算平台,建立HDFS分布式文件系统存储海量文本数据集,通过文本词频利用MapReduce原理建立分布式索引,以分布式数据库HBase 存储关键词索引,并提供实时检索,实现对海量文本数据的分布式并行处理.实验结果表 明,Hadoop框架为大规模数据的分布式并行处理提供了很好的解决方案。 2 流式数据访问 运行在HDFS上的应用和普通的应用不同,需要流式访问它们的数据集。HDFS的设计中更多的考虑到了数据批处理,而不是用户交互处理。比之数据访问的低延迟问题,更关键的在于数据访问的高吞吐量。 3 大规模数据集 运行在HDFS上的应用具有很大的数据集。HDFS上的一个典型文件大小一般都在G字节至T字节。因此,HDFS被调节以支持大文件存储。它应该能提供整体上高的数据传输带宽,能在一个集群里扩展到数百个节点。一个单一的HDFS实例应该能支撑数以千万计的文件。

防火墙的概念和类型

1、什么是防火墙?防火墙有哪些类型? 防火墙的概念 防火墙(firewall)是一项协助确保信息安全的设备,会依照特定的规则,允许或是限制传输的数据通过。防火墙由软件和硬件设备组合而成,它可以是一台专属的硬件也可以是架设在一般硬件上的一套软件。在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造保护屏障,使Internet与Intranet之间建立起一个安全网关(Security Gateway),从而保护内部网免受非法用户的侵入。防火墙主要由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关4个部分组成,计算机流入流出的所有网络通信和数据包均要经过防火墙。防火墙最基本的功能就是隔离网络,通过将网络划分成不同的区域(ZONE),制定出不同区域之间的访问控制策略来控制不同信任程度区域间传送的数据流,同时对流经它的网络通信进行扫描,这样能够过滤掉一些攻击,以免其在目标计算机上被执行。防火墙还可以关闭不使用的端口。而且还能禁止特定端口的流出通信,封锁特洛伊木马,也可以禁止来自特殊站点的访问,从而防止来自不明入侵者的所有通信。 防火墙的类型 从防火墙的软、硬件形式划分,防火墙可以分为软件防火墙和硬件防火墙以及芯片级防火墙。 (1)软件防火墙 软件防火墙运行于特定的计算机上,它需要客户预先安装好的计算机操作系统的支持,一般来说这台计算机就是整个网络的网关。俗称“个人防火墙”。软件防火墙就像其它的软件产品一样需要先在计算机上安装并做好配置才可以使用。例如Sygate Fireware、天网防火墙等。 (2) 硬件防火墙 硬件防火墙基于硬件平台的网络防预系统,与芯片级防火墙相比并不需要专门的硬件。目前市场上大多数防火墙都是这种硬件防火墙,他们基于PC架构。 (3) 芯片级防火墙 芯片级防火墙基于专门的硬件平台,没有操作系统。专有的ASIC芯片促使它们比其他种类的防火墙速度更快,处理能力更强,性能更高。例如NetScreen、FortiNet、Cisco等。这类防火墙由于是专用OS(操作系统),防火墙本身的漏洞比较少,不过价格相对比较高昂。 从防火墙的技术来分的话,防火墙可以分为包过滤型、应用代理型 (1) 包过滤(Packet filtering)型

疯狂DIY 1U硬件防火墙实录(图解)

疯狂DIY 1U硬件防火墙实录 硬件防火墙是指把防火墙程序做到芯片里面,由硬件执行这些功能,能减少CPU的负担,使路由更稳定。硬件防火墙是保障内部网络安全的一道重要屏障。它的安全和稳定,直接关系到整个内部网络的安全。目前市场上的防火墙种类繁多,而且质量和价格都相当不透明,一问价格,动辄几万元,甚至二十几万元,而其内在质量、用料却难以苟同。一不作二不休,干脆来个1U硬件防火墙DIY!欲知详情,请一品其文。 前言: 前些天,经理气乎乎找到我说,怎么咱们上网老掉线啊,是不是被攻击啦?咱们单位养着你这个电脑高手不能白养吧?我赶紧检查了一下,感觉主要是单位用了多年的那个宽带路由器可能有点不稳定了,所以常常掉线,这个宽带路由器是2000年那会儿花400元买的,典型的家用宽带路由器,却在公司一跑就是多年,带着整个公司的电脑上网,白天黑夜从来不关机,用的够狠的,上面落了厚厚一层土,估计快寿终正寝了。 可是听完我汇报之后领导依旧疑心重重,老是不踏实,非让我花点钱买个硬件防火墙,把单位局域网保护起来,我心中暗暗叫苦,那是花点钱能办的事儿吗?硬件防火墙多贵啊,动辄几万元,十几万元扔进去根本看不出好来,不过再为难,领导交给咱的任务还是必须完成好,没办法,还得发挥井冈山精神,自己动手丰衣足食吧。 过程: 我打算自己组装一台硬件防火墙,基本的要求是:第一,要能替代原有的宽带路由器作为大家共享上网的路由器;第二,要具有防火墙功能,抵御常见的网络攻击,对内部网络起到保护作用。基本调子定下了,具体怎么实施呢,其实一般的中小型企事业单位根本用不到“并发12000个连接”这么高的性能指标,常常也就是几十个连接而已,所以,这套硬件应付我们这样办公室的局域网保护,应该是绰绰有余了。 下面是我收集的几张硬件防火墙的图片,大家先看看这些名牌防火墙里外是啥样子,是不是看着确实有点眼熟啊?

分布式服务架构方案

高并发分布式服务架构方案 下图是一个非常全面的架构蓝图,针对不同的应用系统需要的模块各有不同。此架构方案主要包括以下几个方面的设计:数据存储和读取,基础服务,应用层(APP/业务/Proxy),日志监控等,下面对这些主要的问题提供具体的各项针对性技术方案。 数据的存储和读取 分布式系统应该根据应用对数据不同的一致性、可用性等要求和数据的不同特性,采用不同的数据存储和读取方案,主要有以下几种可选方案: 1)内存型数据库。内存型的数据库,以高并发高性能为目标,在事务性方面没那么严格, 适合进行海量数据的存储和读取。例如开源nosql数据库mongodb、redis等。 2)关系型数据库。关系型数据库在满足并发性能的同时,也需要满足事务性,可通过 读写分离,分库分表来应对高并发大数据量的情况。例如Oracle,Mysql等。 3)分布式数据库。对于数据的高并发的访问,传统的关系型数据库提供读写分离的方案, 但是带来的确实数据的一致性问题提供的数据切分的方案;对于越来越多的海量数据,传统的数据库采用的是分库分表,实现起来比较复杂,后期要不断的进行迁移维护;对

于高可用和伸缩方面,传统数据采用的是主备、主从、多主的方案,但是本身扩展性比较差,增加节点和宕机需要进行数据的迁移。对于以上提出的这些问题,分布式数据库HBase有一套完善的解决方案,适用于高并发海量数据存取的要求。 基础服务 基础服务主要是指数据层之上的数据路由,Cache,搜索等服务。 1)路由Router。对于数据库切分方案中的分库分表问题,需要解决在请求对应的数据时 定位需要访问的位置,可根据一致性Hash,维护路由表至内存数据库等方案解决。 2)Cache。对于高并发的系统来讲,使用Cache可以减轻对后端系统的压力,所有Cache 可承担大部分热数据的读操作。当前用的比较多的是redis和memcache,redis比memcache有丰富的数据操作的API,redis对数据进行了持久化,而memcache没有这个功能,因此memcache更加适合在关系型数据库之上的数据的缓存。 3)搜索。搜索可以支持应用系统的按照关键词的检索,搜索提示,搜索排序等功能。开源 开源的企业级搜索引擎主要有lucene, sphinx,选择搜索引擎主要考虑以下三个方面: a)搜索引擎是否支持分布式的索引和搜索,来应对海量的数据,支持读写分离,提高 可用性 b)索引的实时性 c)搜索引擎的性能 Solr是基于Lucene开发的高性能的全文搜索服务器,满足以上三个方面的考虑,而且目前在企业中应用非常广泛。 应用层 应用层主要包括面向用户的应用,网站、APP等,还包括相关的业务处理的运算等。 1)负载均衡-反向代理。一个大型的平台包括很多个业务域,不同的业务域有不同的集群, 可以用DNS做域名解析的分发或轮询,DNS方式实现简单。但是因存在cache而缺乏灵活性;一般基于商用的硬件F5、NetScaler或者开源的软负载lvs在做分发,当然会采用做冗余(比如lvs+keepalived)的考虑,采取主备方式。Nginx是基于事件驱动的、异步非阻塞的架构、支持多进程的高并发的负载均衡器/反向代理软件,可用作反向代理的工具。

详细解读硬件防火墙的原理以及其与软件防火墙的区别

硬件防火墙的原理 至于价格高,原因在于,软件防火墙只有包过滤的功能,硬件防火墙中可能还有除软件防火墙以外的其他功能,例如CF(内容过滤)IDS(入侵侦测)IPS(入侵防护)以及VPN等等的功能。 也就是说硬件防火墙是指把防火墙程序做到芯片里面,由硬件执行这些功能,能减少CPU的负担,使路由更稳定。 硬件防火墙是保障内部网络安全的一道重要屏障。它的安全和稳定,直接关系到整个内部网络的安全。因此,日常例行的检查对于保证硬件防火墙的安全是非常重要的。 系统中存在的很多隐患和故障在暴发前都会出现这样或那样的苗头,例行检查的任务就是要发现这些安全隐患,并尽可能将问题定位,方便问题的解决。 (1)包过滤防火墙 包过滤防火墙一般在路由器上实现,用以过滤用户定义的内容,如IP地址。包过滤防火墙的工作原理是:系统在网络层检查数据包,与应用层无关。这样系统就具有很好的传输性能,可扩展能力强。但是,包过滤防火墙的安全性有一定的缺陷,因为系统对应用层信息无感知,也就是说,防火墙不理解通信的内容,所以可能被黑客所攻破。 图1:包过滤防火墙工作原理图 (2)应用网关防火墙 应用网关防火墙检查所有应用层的信息包,并将检查的内容信息放入决策过程,从而提高网络的安全性。然而,应用网关防火墙是通过打破客户机/服务器模式实现的。每个客户机/服务器通信需要两个连接:一个是从客户端到防火墙,另一个是从防火墙到服务器。另外,每个代理需要一个不同的应

用进程,或一个后台运行的服务程序,对每个新的应用必须添加针对此应用的服务程序,否则不能使用该服务。所以,应用网关防火墙具有可伸缩性差的缺点。(图2) 图2:应用网关防火墙工作原理图 (3)状态检测防火墙 状态检测防火墙基本保持了简单包过滤防火墙的优点,性能比较好,同时对应用是透明的,在此基础上,对于安全性有了大幅提升。这种防火墙摒弃了简单包过滤防火墙仅仅考察进出网络的数据包,不关心数据包状态的缺点,在防火墙的核心部分建立状态连接表,维护了连接,将进出网络的数据当成一个个的事件来处理。可以这样说,状态检测包过滤防火墙规范了网络层和传输层行为,而应用代理型防火墙则是规范了特定的应用协议上的行为。(图3)

东软防火墙配置过程

(一)初始化设备 1) 初始化配置步骤: 1.用超级终端通过串口控制台连接(RJ-45 null-modem 线缆)来完成初始配置。完成初始配置后,可不再使用控制台。 2.打开NetEye 设备的电源开关。 3.终端控制台将显示如下提示: LILO 22.7.1 1 NetEye_FW_4_2_build_200080.install 2 bootmgr Press key '2' to enter BOOTMGR command mode 该提示信息将显示约5 秒钟,在此期间输入1 并按回车。 4.配置设备。 Config the firewall or quit (y/n)(n)y 5.修改主机名。 Please input the host name for this system Host name: SZYCZ_FW5200 6.输入系统时间。 Please set the system time(YYYY-MM-DD HH:MM:SS) system time (2000-01-01 00:00:01):2012-07-04

10:22:36 7.设置系统语言。 Please set system language (1) English (2) Chinese Please input a choice[1-2,q](2) <1、2 或q> 选择2,中文,回车 8.更改根管理员口令。(此步骤可选,但东软强烈建议首次登录后修改口令。) Changing default password of root?(y/n)(y): Old password(6-128): neteye Password(6-128): < 新密码> Repeat Password(6-128): < 新密码> 这里我们不更改它的默认密码,选择n 9.添加根系统管理员及选择登录方式。 Creating an administrator?(y/n)(y): Username: < 用户名> Please select a login type (1) Web (2) Telnet (3) SSH

主流分布式系统架构分析

主流分布式系统架构分析 主流分布式---系统架构分析

目录 一、前言 (3) 二、SOA架构解析 (3) 三、微服务( Microservices )架构解析 (7) 四、SOA和微服务架构的差别 (9) 五、服务网格( Service Mesh )架构解析 (9) 六、分布式架构的基本理论 ......................................................................................... 1 1 七、分布式架构下的高可用设计 (15) 八、总结 .......................................................................................................... 1 9

、八、 、 》 本文我们来聊一聊目前主流的分布式架构和分布式架构中常见理论以及如何才能设计出高可用的分布式架构好了。分布式架构中,SOA和微服务架构是最常见两种分布式架构,而且目前服务网格的 概念也越来越火了。那我们本文就先从这些常见架构开始。 、SOA架构解析 SOA全称是:Service Oriented Architecture ,中文释义为"面向服务的架构",它是一种设计理念,其中包含多个服务,服务之间通过相互依赖最终提供一系列完整的功能。各个服务通常以独立 的形式部署运行,服务之间通过网络进行调用。架构图如下:

Appl 跟SOA 相提并论的还有一个 ESB (企业服务总线),简单来说ESB 就是一根管道,用来连接各个服 务节点。 ESB 的存在是为了集成基于不同协议的不同服务, ESB 做了消息的转化、解释以及路由的工 作,以此来让不 同的服务互联互通;随着我们业务的越来越复杂, 会发现服务越来越多,SOA 架构下, 它们的调用关系会变成如下形式: App 2 App 6 App 3 App 4

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