数据中心一体化最佳实践(设计仓储级计算机原书第3版)/数据科学与工程技术丛书

本书介绍了仓储级计算机（WSC）的设计。这类计算平台是云计算的核心，支撑着我们每天都在使用的各种强大的互联网服务。书中讨论了此类新型系统如何将数据中心本身当作一台超大规模的仓储级计算机来使用，同时又能使软硬件充分协同并提供高性能的互联网服务。每一章都涵盖多个真实世界的案例，其中包括详尽的谷歌在线服务的基础设施信息。 全书共分8章。第1章为绪论，概述仓储级计算机及其架构；第2章首先总体介绍WSC中运行的应用，以及包括平台层软件、集群层基础软件、监控和管理软件在内的系统基础设施技术栈；第3章涵盖关键的硬件组件，重点讨论服务器和加速器组件、存储架构和数据中心网络设计，以及计算、存储和网络之间的相互作用；第4章着眼于更底层的系统设计，重点关注数据中心电力、冷却基础设施和建筑的设计；第5章讨论能耗和能效相关的话题，包括稳定测定能效的挑战、衡量数据中心能效的电力使用效率以及电力超额配置的设计和好处；第6章讲解如何对WSC的TCO进行建模，其中包括资本支出和运营支出，并通过案例比较传统计算机和WSC计算机；第7章讨论正常运行时间和可用性，包括如何对故障进行分类以及故障处理、维修优化的方法；第8章总结历史趋势并展望未来——WSC和云计算将成为主流和中心。 本书主要面向当今WSC系统的架构师和程序开发人员，希望能为有志于在此重要领域发展的人员打下一个坚实的基础，同时相关的内容也适用于那些仅想了解互联网基础设施信息的人群。

译者序
致谢
作者简介
译者简介
第1章 绪论
1.1 仓储级计算机
1.2 规模化下的成本效益
1.3 不仅是服务器的简单堆砌
1.4 单个数据中心与多个数据中心
1.5 为什么WSC对你至关重要
1.6 WSC架构概述
1.6.1 服务器
1.6.2 存储
1.6.3 网络结构
1.6.4 建筑与基础设施
1.6.5 电力使用
1.6.6 故障与维修处理
1.7 本书概述
第2章 工作负载与基础软件
2.1 WSC系统栈
2.2 平台层软件
2.3 集群层基础软件
2.3.1 资源管理
2.3.2 集群基础软件
2.3.3 应用框架
2.4 应用层软件
2.4.1 工作负载多样性
2.4.2 网页搜索
2.4.3 视频服务
2.4.4 学术文章相似度搜索
2.4.5 机器学习
2.5 监控基础设施
2.5.1 服务层仪表盘
2.5.2 性能诊断工具
2.5.3 平台层健康监控
2.6 WSC软件的权衡
2.6.1 数据中心和台式机
2.6.2 性能与可用性工具箱
2.6.3 购买还是自建
2.6.4 长尾容忍
2.6.5 工程师应该知道的延迟数据
2.7 云计算
2.7.1 面向公有云服务的WSC和对内服务的WSC
2.7.2 云原生软件
2.8 仓储级信息安全
第３章 WSC硬件组件
3.1 服务器硬件
3.1.1 服务器和机架概述
3.1.2 大型SMP通信效率的影响
3.1.3 高性能服务器和低性能服务器
3.2 计算加速器
3.2.1 图形处理器
3.2.2 张量处理器
3.3 网络
3.3.1 集群网络
3.3.2 主机网络
3.4 存储
3.4.1 硬盘托盘与无盘服务器
3.4.2 WSC非结构化存储
3.4.3 WSC结构化存储
3.4.4 存储与网络技术相互作用
3.5 平衡的设计
3.5.1 平衡：存储层次结构
3.5.2 量化、带宽及容量
第4章 数据中心基础：建筑、电力与冷却
4.1 数据中心概述
4.1.1 等级分类与规格
4.1.2 建筑基础知识
4.2 数据中心电力系统
4.2.1 不间断电源系统
4.2.2 配电单元
4.2.3 交流与直流配电架构对比
4.3 应用实例：冗余径向配电
4.4 应用实例：中压电源层
4.5 数据中心冷却系统
4.5.1 机房空调系统
4.5.2 冷水机组
4.5.3 冷却塔
4.5.4 自然冷却
4.5.5 对气流的考量
4.5.6 机架内冷却、行级冷却和液体冷却
4.5.7 基于集装箱的数据中心
4.6 应用实例：谷歌数据中心顶部冷却系统
4.7 本章小结
第5章 能耗与能效
5.1 数据中心能效
5.1.1 PUE指标
5.1.2 PUE指标的问题
5.1.3 数据中心能效损失来源
5.1.4 提升数据中心能效
5.1.5 基础设施之外的因素
5.2 计算能效
5.2.1 能效的测量
5.2.2 服务器能效
5.2.3 WSC使用画像
5.3 能耗成比例计算
5.3.1 能耗成比例程度低的原因
5.3.2 提升能耗成比例的能力
5.3.3 系统其他部分的能耗成比例
5.3.4 低功耗模式的相对有效性
5.3.5 软件在能耗成比例中的作用
5.4 通过专用定制提高能效
5.5 数据中心供电
5.5.1 部署适量的设备
5.5.2 数据中心超额用电
5.6 服务器能量使用趋势
5.7 本章小结
第6章 成本建模
6.1 资本成本
6.2 运营成本
6.3 案例分析
6.4 实际数据中心成本
6.5 建模部分使用的数据中心
6.6 公有云成本
第7章 故障处理与维修
7.1 软件容错
7.2 故障分类
7.2.1 故障严重性分级
7.2.2 导致服务级故障的原因
7.3 机器级故障
7.3.1 导致机器级故障的原因
7.3.2 故障预测
7.4 维修
7.5 容错不是隐藏
7.6 集群系统设计的故障统计
第8章 结束语
8.1 硬件
8.2 软件
8.3 经济性与能效
8.4 打造响应快速的大规模系统
8.4.1 不断演进的工作负载
8.4.2 残酷的阿姆达尔定律
8.4.3 为微秒级系统优化
8.4.4 长尾
8.5 展望
8.5.1 摩尔定律的终结
8.5.2 加速器与全局系统设计
8.5.3 软件定义基础设施
8.5.4 计算机体系结构和WSC的新纪元
8.6 总结
参考文献