數(shù)據(jù)中心一體化最佳實踐：設計倉儲級計算機（原書第3版）

定　價：￥79.00

作　者：	[美] 路易斯·安德烈·巴羅索著，徐凌杰譯譯
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：	數(shù)據(jù)科學與工程技術叢書
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111644866	出版時間：	2020-01-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	176	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書介紹了倉儲級計算機（WSC）的設計。這種計算平臺是云計算的核心，支撐著我們每天都在使用的各種強大的互聯(lián)網(wǎng)服務。書中討論了此類新型系統(tǒng)如何將數(shù)據(jù)中心本身當作一臺超大規(guī)模的倉儲級計算機來使用，同時又能使軟硬件充分協(xié)同并提供高性能的互聯(lián)網(wǎng)服務。每一章都涵蓋多個真實世界的案例，其中包括詳盡的谷歌在線服務的基礎設施信息全書共分8章。第1章為緒論，概述倉儲級計算機及其架構；第2章首先總體介紹WSC中運行的應用，以及包括平臺層軟件、集群層基礎軟件、監(jiān)控和管理軟件在內(nèi)的系統(tǒng)基礎設施技術棧；第3章涵蓋關鍵的硬件組件，重點討論服務器和加速器組件、存儲架構和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡設計，以及計算、存儲和網(wǎng)絡之間的相互作用；第4章著眼于更底層的系統(tǒng)設計，重點關注數(shù)據(jù)中心電力、冷卻基礎設施和建筑的設計；第5章討論能耗和能效相關的話題，包括穩(wěn)定測定能效的挑戰(zhàn)、衡量數(shù)據(jù)中心能效的電力使用效率以及電力超額配置的設計和好處；第6章講解如何對WSC的TCO進行建模，其中包括資本支出和運營支出，并通過案例比較傳統(tǒng)計算機和WSC計算機；第7章討論正常運行時間和可用性，包括如何對故障進行分類以及故障處理、維修優(yōu)化的方法；第8章總結歷史趨勢并展望未來——WSC和云計算將成為主流和中心。本書主要面向當今WSC系統(tǒng)的架構師和程序開發(fā)人員，希望能為有志于在此重要領域發(fā)展的人員打下一個堅實的基礎，同時相關的內(nèi)容也適用于那些僅想了解互聯(lián)網(wǎng)基礎設施信息的人群。

作者簡介

　　作者簡介路易斯·安德烈·巴羅索（Luiz André Barroso）谷歌研究員、ACM會士，也是AAAS會士。目前領導著谷歌地圖的工程基礎設施工作，曾是谷歌平臺工程團隊的*一任經(jīng)理，負責設計公司的計算平臺。在網(wǎng)頁搜索、基礎軟件、存儲可用性、能效和硬件設計多個工程領域都有涉獵。烏爾斯·霍爾茲勒（Urs Hölzle）谷歌首位工程副總裁，自1999年以來一直領導著谷歌技術基礎設施的開發(fā)。他目前的職責包括服務器、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心以及基礎軟件的設計與運維，以支持谷歌內(nèi)部和對外的云平臺。他是ACM和AAAS會士、瑞士技術科學院和國家工程院的成員，并在美國的世界自然基金會的董事會任職。帕塔薩拉蒂·蘭加納坦（Parthasarathy Ranganathan）谷歌計算和數(shù)據(jù)中心硬件領域的技術帶頭人。此前，他曾是惠普實驗室的研究員和首席技術專家，領導著系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心的研究。他發(fā)表了大量的論文，作為共同發(fā)明人的專利超過100項。他還是ACM SIGARCH Maurice Wilkes獎的獲得者以及萊斯大學杰出青年工程校友獎得主。Partha目前是谷歌的杰出工程師、IEEE和ACM會士。譯者簡介徐凌杰，阿里云資深技術專家，負責包括GPU和AI芯片在內(nèi)的數(shù)據(jù)中心異構計算基礎設施，專注于架構與應用的軟硬件協(xié)同。在加入阿里巴巴之前，他曾在NVIDIA、AMD和三星擔任過多個大型GPU芯片項目的高級管理和架構師職位。他本科就讀于上海交通大學信息工程專業(yè)，后赴美在德州大學奧斯汀分校獲計算機體系結構碩士學位，并擁有加州大學伯克利分校的MBA學位。

圖書目錄

譯者序
致謝
作者簡介
譯者簡介
第1章　緒論1
1.1　倉儲級計算機2
1.2　規(guī)模化下的成本效益3
1.3　不僅是服務器的簡單堆砌4
1.4　單個數(shù)據(jù)中心與多個數(shù)據(jù)中心4
1.5　為什么WSC對你至關重要5
1.6　WSC架構概述6
1.6.1　服務器6
1.6.2　存儲7
1.6.3　網(wǎng)絡結構8
1.6.4　建筑與基礎設施9
1.6.5　電力使用11
1.6.6　故障與維修處理12
1.7　本書概述12
第2章　工作負載與基礎軟件15
2.1　WSC系統(tǒng)棧15
2.2　平臺層軟件16
2.3　集群層基礎軟件17
2.3.1　資源管理17
2.3.2　集群基礎軟件18
2.3.3　應用框架18
2.4　應用層軟件19
2.4.1　工作負載多樣性19
2.4.2　網(wǎng)頁搜索20
2.4.3　視頻服務22
2.4.4　學術文章相似度搜索23
2.4.5　機器學習24
2.5　監(jiān)控基礎設施27
2.5.1　服務層儀表盤27
2.5.2　性能診斷工具27
2.5.3　平臺層健康監(jiān)控28
2.6　WSC軟件的權衡29
2.6.1　數(shù)據(jù)中心和臺式機29
2.6.2　性能與可用性工具箱30
2.6.3　購買還是自建32
2.6.4　長尾容忍33
2.6.5　工程師應該知道的延遲數(shù)據(jù)33
2.7　云計算35
2.7.1　面向公有云服務的WSC和對內(nèi)服務的WSC36
2.7.2　云原生軟件36
2.8　倉儲級信息安全37
第３章　WSC硬件組件39
3.1　服務器硬件39
3.1.1　服務器和機架概述40
3.1.2　大型SMP通信效率的影響43
3.1.3　高性能服務器和低性能服務器45
3.2　計算加速器48
3.2.1　圖形處理器49
3.2.2　張量處理器50
3.3　網(wǎng)絡52
3.3.1　集群網(wǎng)絡52
3.3.2　主機網(wǎng)絡56
3.4　存儲57
3.4.1　硬盤托盤與無盤服務器57
3.4.2　WSC非結構化存儲58
3.4.3　WSC結構化存儲59
3.4.4　存儲與網(wǎng)絡技術相互作用60
3.5　平衡的設計61
3.5.1　系統(tǒng)平衡：存儲層次結構62
3.5.2　量化延遲、帶寬及容量62
第4章　數(shù)據(jù)中心基礎：建筑、電力與冷卻65
4.1　數(shù)據(jù)中心概述65
4.1.1　等級分類與規(guī)格65
4.1.2　建筑基礎知識66
4.2　數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)68
4.2.1　不間斷電源系統(tǒng)68
4.2.2　配電單元69
4.2.3　交流與直流配電架構對比70
4.3　應用實例：冗余徑向配電71
4.4　應用實例：中壓電源層72
4.5　數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)74
4.5.1　機房空調系統(tǒng)76
4.5.2　冷水機組77
4.5.3　冷卻塔77
4.5.4　自然冷卻79
4.5.5　對氣流的考量79
4.5.6　機架內(nèi)冷卻、行級冷卻和液體冷卻81
4.5.7　基于集裝箱的數(shù)據(jù)中心82
4.6　應用實例：谷歌數(shù)據(jù)中心頂部冷卻系統(tǒng)84
4.7　本章小結84
第5章　能耗與能效85
5.1　數(shù)據(jù)中心能效85
5.1.1　PUE指標86
5.1.2　PUE指標的問題88
5.1.3　數(shù)據(jù)中心能效損失來源89
5.1.4　提升數(shù)據(jù)中心能效90
5.1.5　基礎設施之外的因素91
5.2　計算能效92
5.2.1　能效的測量92
5.2.2　服務器能效92
5.2.3　WSC使用畫像93
5.3　能耗成比例計算95
5.3.1　能耗成比例程度低的原因96
5.3.2　提升能耗成比例的能力97
5.3.3　系統(tǒng)其他部分的能耗成比例98
5.3.4　低功耗模式的相對有效性99
5.3.5　軟件在能耗成比例中的作用100
5.4　通過專用定制提高能效103
5.5　數(shù)據(jù)中心供電105
5.5.1　部署適量的設備105
5.5.2　數(shù)據(jù)中心超額用電105
5.6　服務器能量使用趨勢107
5.7　本章小結109
第6章　成本建模111
6.1　資本成本111
6.2　運營成本113
6.3　案例分析114
6.4　實際數(shù)據(jù)中心成本116
6.5　建模部分使用的數(shù)據(jù)中心117
6.6　公有云成本118
第7章　故障處理與維修119
7.1　軟件容錯120
7.2　故障分類121
7.2.1　故障嚴重性分級122
7.2.2　導致服務級故障的原因123
7.3　機器級故障124
7.3.1　導致機器級故障的原因127
7.3.2　故障預測128
7.4　維修129
7.5　容錯不是隱藏錯誤130
7.6　集群系統(tǒng)設計的故障統(tǒng)計131
第8章　結束語135
8.1　硬件136
8.2　軟件137
8.3　經(jīng)濟性與能效138
8.4　打造響應快速的大規(guī)模系統(tǒng)139
8.4.1　不斷演進的工作負載139
8.4.2　殘酷的阿姆達爾定律139
8.4.3　為微秒級系統(tǒng)優(yōu)化140
8.4.4　長尾140
8.5　展望141
8.5.1　摩爾定律的終結141
8.5.2　加速器與全局系統(tǒng)設計141
8.5.3　軟件定義基礎設施142
8.5.4　計算機體系結構和WSC的新紀元143
8.6　總結144
參考文獻145