导入方式定了(8.1-8.2),接下来是把"要买多大、放哪里、电够不够"算清楚:系统架构先画方框和箭头(谁连谁、单点在哪、扩到几台);性能预估走四步流水线——并发数 = 人数×在线比 → QPS = 并发÷请求间隔 → 核数 = QPS÷单核算力 → 留 30~50% 余量;虚拟化环境还要加一道题:所有 VM 加总 ≤ 物理底座 − Hypervisor 开销。设置场所挑的是电、冷、网、门四样,电源则三级接力:双路市电顶日常、UPS 顶停电瞬间、自发电接管长期。
这是全课程"算账"主线的大会师:1.7-1.9 的模型化在本篇正式上岗叫"系统架构";3.1-3.3 的性能预估三步公式在 8.4-8.5 展开成完整流程并加上虚拟化这一章的新变量;2.4-2.7 的机架与冗余、7.8-7.12 的 UPS/自发电都在"设置场所与电源"里归位。难度升到 ⭐⭐⭐——这几节不但要懂,还要会算。
一、系统架构:先画图,再花钱
系统架构就是把要建的系统画成方框和箭头:每个方框一台服务器(或一个角色),每条箭头一条数据流。第一章的"模型化三问"在这里正式上岗:
- 谁连谁——客户端连 Web?Web 连数据库?中间要不要加缓存和负载均衡?
- 单点在哪——哪台机器一坏全系统瘫痪?(那是接下来要上双机/集群的候选,7.8-7.12 的预案)
- 要几台够——一台全能 vs 分工多台:小系统一台虚拟机切三块;大系统按角色分工,坏一台只死一角
架构图是所有后续动作的底图——性能预估是往图里填数字,预算是给图里每个方框标价。跳过画图直接买机器,等于没量尺寸先下单西装。
二、性能的预估:四步流水线
3.1-3.3 的三步公式在这里补全成四步(含余量):
| 步骤 | 公式 | 例子 |
|---|---|---|
| ① 并发数 | 人数 × 在线比例 | 1000 人 × 20% = 200 人同时在线 |
| ② QPS | 并发数 ÷ 请求间隔 | 200 人 ÷ 2 秒/人 = 100 次/秒 |
| ③ 所需核数 | QPS ÷ 单核算力 | 100 次/秒 ÷ 单核 50 次/秒 = 2 核 |
| ④ 余量 | ×1.3~1.5 | 2 核 → 配 3~4 核(按峰值定容量、按平均算成本) |
两个纪律:用峰值不用平均(第四章爆发系的账,平时 20 人用、月末结账 500 人涌进来,得按 500 算);别只算 CPU——内存(每个连接吃一份)、磁盘 I/O(日志与数据读写)、网络带宽(大文件场景带宽先顶死)都要过一遍,瓶颈往往不在 CPU。
三、虚拟化环境中的预估:所有 VM 加总 ≤ 物理底座
8.4 的公式算出的是每台虚拟机的需求;虚拟化环境还要加一道总账题:
所有 VM 加总 ≤ 物理底座 − Hypervisor 自身开销(约 10~20%)
- 例:VDI 桌面 100 个,每个 2 核 4GB → 共需 200 核 400GB
- 底座若按"恰好 200 核"买,加上 Hypervisor 开销和峰值波动,所有虚拟机一起卡——虚拟化的"超分"(over-commit,多台 VM 共享超额分配的物理资源)允许轻度超卖,但只对"不会同时满载"的负载有效
- 一句话:虚拟机切片≠凭空多出资源,切得再碎,底座还是那个底座(3.7-3.11 的老话:虚拟化把风险也集中了)
四、设置场所:机器不挑风水,挑电、冷、网、门
服务器放哪,四个候选在 2.8-2.12 排过队(办公室/自建机房/托管/云)。若选前三档,现场要过四关:
- 冷——温度 22±2℃、湿度 40~60%;空调不是 comfort 是生存条件,机房制冷量常与设备发热量同量级(这就是 PUE 电费翻倍的来源)
- 电——见下一节
- 网——机房要有到运营商的光纤入口(多线路更稳),布线要理(标签、理线架)
- 门——门禁、监控、消防(气体灭火);物理安全也是安全——机柜不上锁,U 盘病毒和整机失窃都能上门(7.6-7.7 的呼应)
外加容易漏的承重:满载机柜可超过 800 kg/m²,老写字楼的楼板未必扛得住——这是把机房放在三楼之前必须问结构的一句话。
五、电源供应:三级接力,谁来断都不怕
7.8-7.12 讲过 UPS 与自发电的接力,这里并入完整的供电清单:
- 双路市电——供电局拉两路独立线路,一路检修/故障走另一路
- 服务器双电源(N+1)——机器本身两个电源模块各接一路市电(2.4-2.7 的规格表第一栏)
- UPS——两路市电同时断的瞬间零间隙顶上,撑几分钟到几十分钟:够恢复供电最好,不够就安全关机(防数据写一半)
- 自发电——长时间停电的主力,启动空窗由 UPS 填
功率也要预估:单台 2U 服务器约 500W,一柜 20 台约 10kW,制冷再耗同等量级——电费和扩容上限都由它决定,这也是"设置场所"和"电源"必须一起算的原因。
六、常见误区
- "性能预估就是算 CPU"——内存、磁盘 I/O、带宽都是常见瓶颈;文件服务器卡几乎从不缺 CPU,缺的是磁盘队列(6.1-6.2 监控里那个 2.8 的告警就是它)。
- "虚拟机想切多少台切多少台"——超分不是魔法:所有 VM 加总超底座太多,Hypervisor 就开始"拆东墙补西墙",全体变卡;总账要留 10~20% 开销与波动。
- "机房就是找个空房间放机柜"——温度、湿度、承重、消防、门禁、供电,每一项都是硬指标;办公室角落放两台机器可以,放两柜就是定时炸弹。
- "有了 UPS 就不怕停电"——UPS 是电池不是发电机,分钟级续航只为"撑到恢复或安全关机";长时间停电靠自发电,两级缺一不可。
七、动手 Demo:给"虚拟化底座"算一笔账
用 PowerShell 查清底座规格,然后亲手做 8.5 那道总账题:
第一步:查底座(就用你这台机器当样板)
Get-CimInstance Win32_Processor | Select-Object Name, NumberOfCores, NumberOfLogicalProcessors
Get-CimInstance Win32_ComputerSystem | Select-Object @{n="内存GB";e={[math]::Round($_.TotalPhysicalMemory/1GB)}}
看到什么算成功:核数与内存数到手——假设 8 核 16GB。
第二步:做总账题:要在这台机器上切"2 核 4GB"的虚拟桌面,能切几个?
- 内存账:16GB − Hypervisor 开销 20% ≈ 12.8GB 可分配 → 3 个(12GB),切 4 个就超卖
- 核账:8 核按 2 倍超分可挂 8 台左右——但先卡住的往往是内存,所以底座瓶颈按最紧的资源算
看到什么算成功:答案"3 台"出自最紧的那项资源——这直觉就是虚拟化预估的全部:木桶装多少水,看最短那块板。
30 秒实验:把例子里的桌面内存改成 2GB 再算——变成 6 个。每个 VM 的规格假设,直接决定底座买多大;预估错一倍,预算就错一倍。
自测三问(点开对答案)
1. 性能预估四步?哪一步最容易被忽略?——并发数→QPS→核数→留 30~50% 余量;余量(以及"别只算 CPU")最容易被忽略。 2. 虚拟化环境的加试题是什么?——所有 VM 加总 ≤ 物理底座 − Hypervisor 开销(10~20%);超分只对不会同时满载的负载安全,瓶颈按最紧的资源算。 3. 机房四关与电源三级接力分别是什么?——冷(温湿度)、电、网、门(物理安全)+承重;双路市电→UPS(瞬间+安全关机)→自发电(长期)。- ☐ 8.8-8.11 人与流程(IT策略、服务器管理员、用户管理与开发模式)