От 0: Книги для малышей от 0 до 3 лет

Содержание

Math.random() — JavaScript | MDN

Метод Math.random() возвращает псевдослучайное число с плавающей запятой из диапазона [0, 1), то есть, от 0 (включительно) до 1 (но не включая 1), которое затем можно отмасштабировать до нужного диапазона. Реализация сама выбирает начальное зерно для алгоритма генерации случайных чисел; оно не может быть выбрано или сброшено пользователем.

Примечание: метод Math.random() не предоставляет криптографически стойкие случайные числа. Не используйте его ни для чего, связанного с безопасностью. Вместо него используйте Web Crypto API (API криптографии в вебе) и более точный метод window.crypto.getRandomValues().

Возвращаемое значение

Псевдослучайное число с плавающей запятой от 0 (включительно) до 1 (не считая).

Обратите внимание, что поскольку числа в JavaScript являются числами с плавающей запятой стандарта IEEE 754 с поведением при округлении к ближайшему чётному, все эти диапазоны (исключая диапазон с простым вызовом Math.random()), не точны. Если заданы очень большие границы (253 или выше), возможен крайне редкий случай вычисления обычно исключённой верхней границы.

Получение случайного числа от 0 (включительно) до 1 (не включая)

function getRandom() {
  return Math.random();
}

Получение случайного числа в заданном интервале

Этот пример возвращает случайное число в заданном интервале. Возвращаемое значение не менее (и может быть равно) min и не более (и не равно) max

.

function getRandomArbitrary(min, max) {
  return Math.random() * (max - min) + min;
}

Получение случайного целого числа в заданном интервале

Этот пример возвращает случайное целое число в заданном интервале. Возвращаемое значение не менее min (или следующее целое число, которое больше min, если min не целое) и не более (но не равно) max.

function getRandomInt(min, max) {
  min = Math.ceil(min);
  max = Math.floor(max);
  return Math.floor(Math.random() * (max - min)) + min; 
}

Может показаться заманчивым использовать Math.round() для округления, но это может сделать распределение неравномерным, что может оказаться неприемлемым для ваших нужд.

Получение случайного целого числа в заданном интервале, включительно

Функция getRandomInt() выше включает минимальное значение, но не включает максимальное. Но что если вам нужно, чтобы включалось и минимальное, и максимальное значение? Функция getRandomIntInclusive() решает этот вопрос.

function getRandomIntInclusive(min, max) {
  min = Math.ceil(min);
  max = Math.floor(max);
  return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min; 
}

BCD tables only load in the browser

Выставка «От 0 до 100» в музее Audi museum mobile

Модель Audi 100 была пять раз удостоена премии Golden Steering Wheel, дважды названа»Автомобилем года» (Car of the Year), а также признана Всемирным автомобилем года (World Car of the Year). Всего было продано 3,2 миллиона автомобилей Audi 100, что служит неоспоримым доказательством популярности и успеха модели. Дебюту Audi 100 в 1968 году предшествовала бурная история ее создания, в то время как начальная разработка велась фактически в секрете.

В середине 1960-х годов концерн Volkswagen AG приобрел компанию Auto Union GmbH, после чего разработка новых моделей компанией была прекращена. Однако технический директор Auto Union GmbH Людвиг Краус (Ludwig Kraus) проигнорировал указание продолжать работу только с существующим модельным рядом. В 1965 году он решил расширить линейку моделей, предлагавшихся под возрожденным брендом Audi. В то время завод компании в Ингольштадте занимался выпуском VW Beetle, и создание модели представительского класса Краус расценивал как единственный способ поддержания на плаву независимой Auto Union GmbH. Не поставив в известность Volkswagen, он разработал и представил концепцию нового автомобиля, который в конечном итоге был одобрен руководством концерна в Вольфсбурге и запущен в серию. Производственные мощности в Ингольштадте очень быстро оказались полностью загружены, вследствие чего в 1970 году компания Auto Union перенесла производство Audi 100 на завод в Неккарзульме (Neckarsulm). Первое же поколение модели разошлось восьмисоттысячным тиражом.

Автомобиль первого поколения представлен в экспозиции «От 0 до 100» наряду с 14 другими модификациями различных серий модели, в их числе: Audi 100 Cabrio 1969 года, электрический легковой автомобиль Audi 100 C1 1976 года и созданная в 1981 году опытная модель Audi. Эти автомобили демонстрируют революционный для того времени дизайн и целый ряд технических инноваций. В числе особенностей Audi 100 стоит отметить лучшие в мире показатели аэродинамики и систему постоянного полного привода quattro. Кроме этого, автомобиль стал первым представительским седаном с полностью оцинкованным кузовом. В рамках экспозиции также демонстрируется Audi Duo — первая гибридная модель бренда с четырьмя кольцами, оснащенная 136-сильным пятицилиндровым ДВС и электродвигателем. Эта концептуальная разработка, созданная на базе Audi 100, была представлена в марте 1990 года на Международном автосалоне в Женеве. С 1995 года успешную историю Audi 100 продолжает Audi A6. Завершает экспозицию «От 0 до 100» модель Audi A6 2.8 quattro первого поколения.

Смесь молочная SIMILAC Gold 1 от 0 до 6 месяцев, 800г, Дания, 800 г

Описание

Молочная смесь SIMILAC Gold 1, предназначенная для детей от рождения до 6 мecяцев, имеет уникальный состав. Олигосахариды грудного молока 2′-FL обеспечивают комфортное пищеварение и поддержку иммунитета, стимулируют рост полезных бактерий в кишечнике, где находится 70% клеток иммунной системы. Бифидобактерии В.lactis, хорошо изученный эффективный пробиотик, помогают развитию здоровой микрофлоры кишечника и поддержанию пищеварительной системы в целом. Нуклеотиды – строительный материал для ДНК всех клеток организма. Пребиотики FOS являются пищей для полезной микрофлоры кишечника, стимулируют мягкий стул. Жирные кислоты омега-3 и омега-6 важны для развития мозга и органов зрения. А отсутствие пальмового масла проявляется в уменьшении запоров и более высоком усвоении кальция. * Важно: грудное молоко – идеальное питание для ребенка, и его нужно сохранять как можно дольше. Перед применением проконсультируйтесь со специалистом. Возраст применения смеси указан на упаковке продукта.

Коллекция
Gold

Производитель
Abbott Laboratories

Страна производителя
Дания

Детский товар
Да

Возраст потребителя
С 0 месяцев

Назначение
Для питания детей

Вид упаковки
Железная банка

Условия хранения
Хранить при температуре не более +25 и относительной влажности воздуха не более 75%.

Молочная смесь SIMILAC Gold 1, предназначенная для детей от рождения до 6 мecяцев, имеет уникальный состав. Олигосахариды грудного молока 2′-FL обеспечивают комфортное пищеварение и поддержку иммунитета, стимулируют рост полезных бактерий в кишечнике, где находится 70% клеток иммунной системы. Бифидобактерии В.lactis, хорошо изученный эффективный пробиотик, помогают развитию здоровой микрофлоры кишечника и поддержанию пищеварительной системы в целом. Нуклеотиды – строительный материал для ДНК всех клеток организма. Пребиотики FOS являются пищей для полезной микрофлоры кишечника, стимулируют мягкий стул. Жирные кислоты омега-3 и омега-6 важны для развития мозга и органов зрения. А отсутствие пальмового масла проявляется в уменьшении запоров и более высоком усвоении кальция. * Важно: грудное молоко – идеальное питание для ребенка, и его нужно сохранять как можно дольше. Перед применением проконсультируйтесь со специалистом. Возраст применения смеси указан на упаковке продукта.

Дальневосточная ипотека от 0,9%

Приобретение на территории Дальневосточного федерального округа, Магаданской области, Чукотского автономного округа:

Для категорий «Молодая семья» или «Участник программы повышения мобильности трудовых ресурсов» приобретение по договору купли-продажи:
  • Квартиры в многоквартирных домах и домах блокированной застройки;

  • Жилого дома с земельным участком, на котором он находится, год постройки жилого дома не ранее 1990 года
  • Части жилого дома блокированной застройки с земельным участком, на котором он находится

Инвестирование строительства (приобретение по договору участия в долевом строительстве или по договору уступки права требования по договору участия в долевом строительстве ) объекта недвижимости:
  • Квартиры в многоквартирных домах и домах блокированной застройки

Индивидуальное строительство жилого дома (с заключением договора подряда с юридическим лицом):

  • Индивидуальное строительство жилого дома с одновременным приобретением земельного участка, на котором строится или будет построен жилой дом
Для категории «Дальневосточный гектар»:
  • Индивидуальное строительство жилого дома

! Кредитование на цели индивидуальное строительство жилого дома возможно только под залог квартиры или апартаментов, максимальная сумма кредита – не более 85% от стоимости передаваемого в качестве залога объекта. Передаваемый в залог объект недвижимости должен находиться в собственности одного из заемщиков, среди собственников объекта недвижимости не должно быть несовершеннолетних детей, недееспособных (ограниченно дееспособных) лиц.

0,9 % минимальная ставка с учетом вычетов и скидок
Вычеты:
-0,4% — при подтверждении дохода выпиской из Пенсионного фонда РФ

(При отказе заемщиков от личного страхования ставка увеличивается на 0,7 п.п.)

Ставка 1,3% в остальных случаях

(При отказе заемщиков от личного страхования ставка увеличивается на 0,7 п.п.)

  • от 15% для наемных работников

  • от 35% при оформлении ипотеки по 2 документам

  • от 35% если при определении платежеспособности учитывается доход только от предпринимательской деятельности и/или доход заемщика-собственника бизнеса (полученный от этого бизнеса)

  • от 40% стоимости кредитуемого объекта недвижимости при предоставлении кредита на цели приобретения жилого дома с земельным участком, на котором он находится/части жилого дома блокированной застройки с земельным участком, на котором он находится

Можно использовать средства материнского капитала в счет первоначального взноса при оформлении в залог приобретаемого объекта недвижимости

  • Относится к категории «Молодая семья»

  • Относится к категории «Участник программы повышения мобильности трудовых ресурсов»

  • Является получателем Дальневосточного гектара


В состав заемщиков по кредитному договору могут быть включены дополнительно иные лица, на которых требования, указанные в настоящем разделе, не распространяются

Рефинансирование (полное погашение) предшествующих ипотечных кредитов/займов не допускается

ОТ 0 ДО 100

ДЕНЬ 1: грудь и пресс

3 тренировки | 21 мин.

ДЕНЬ 2: Ноги и пресс

2 тренировки | 13 мин.

ДЕНЬ 3: Отдых

ДЕНЬ 4: Спина и пресс

2 тренировки | 12 мин.

ДЕНЬ 5: Плечи и пресс

3 тренировки | 20 мин.

ДЕНЬ 6: ВСЕГО ТЕЛА и ОРУЖИЯ

2 тренировка | 18 мин.

ДЕНЬ 7: Отдых

ДЕНЬ 8: Плечи и спина

3 тренировки | 25 мин.

ДЕНЬ 9: Ноги Abs

3 тренировки | 24 мин.

ДЕНЬ 10: Отдых

ДЕНЬ 11: Плечи и спина

2 тренировки | 11 мин.

ДЕНЬ 12: ВСЕГО ТЕЛА

1 тренировка | 10 мин.

ДЕНЬ 13: пресс

1 тренировка | 8 мин.

ДЕНЬ 14: Ноги и пресс

2 тренировки | 18 мин.

ДЕНЬ 15: Руки, спина и пресс

3 тренировки | 21 мин.

ДЕНЬ 16: Ширина и пресс

3 тренировки | 26 мин.

ДЕНЬ 17: Отдых

ДЕНЬ 18: ВСЕГО ТЕЛА

1 тренировка | 10 мин.

ДЕНЬ 19: грудь, спина и пресс

3 тренировки | 22 мин.

ДЕНЬ 20: Отдых

ДЕНЬ 21: Ноги, ноги и руки

3 тренировки | 20 мин.

Повторение тренировки означает выполнение этой тренировки 2 раунда подряд (отдых между раундами по 3 минуты)

ДЕНЬ 22: ПОЛНОЕ ТЕЛО и пресс

2 тренировки | 18 мин.

ДЕНЬ 23: грудь, грудь и спина

3 тренировки | 17 мин.

Повторение тренировки означает выполнение этой тренировки 2 раунда подряд (отдых между раундами по 3 минуты)

ДЕНЬ 24: пресс

1 тренировка | 12 мин.

ДЕНЬ 25: Плечи, плечи, ноги и пресс

3 тренировки | 24 мин.

ДЕНЬ 26: Отдых

ДЕНЬ 27: Ноги, ноги и пресс

3 тренировки | 24 мин.

Повторение тренировки означает выполнение этой тренировки 2 раунда подряд (отдых между раундами по 3 минуты)

ДЕНЬ 28: Спина, плечи и руки

3 тренировки | 23 мин.

Повторение тренировки означает выполнение этой тренировки 2 раунда подряд (отдых между раундами по 3 минуты)

Повторение тренировки означает выполнение этой тренировки 2 раунда подряд (отдых между раундами по 3 минуты)

ОТ 0 К 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

F ROM 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 К 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

ОТ 0 ДО 100

От 0 до продажи 180 ETH искусства NFT за 1 минуту: история одного художника

GxngYxng — это история успеха художника NFT, о которой вы слышали.

Он продал первые NFT своего проекта Ghxsts в апреле и начале мая за 3 доллара в эквиваленте Ethereum. В своем последнем падении на прошлой неделе он продал баллы на общую сумму 180 ETH менее чем за минуту, или 475000 долларов в текущих ценах.

Эти оригиналы с апреля по май? Один только на этой неделе был продан за 10 ETH.

Все его работы нарисованы от руки и выходят с большой скоростью.

Мы сели с GxngYxng (произносится как Гун Янг), чтобы поговорить с ним о его работе и о том, как его жизнь изменилась с бумом NFT.

Не могли бы вы рассказать мне немного о своем творческом опыте?

GxngYxng: Когда я рос, я всегда мечтал работать в Pixar аниматором. Я специализировался на 3D- и 2D-анимации, а в конце концов перешел на работу в крупную анимационную компанию и работал полный рабочий день. Мне действительно нравилось работать каждый день, потому что это было очень творчески удовлетворяющим требованиям, но я всегда работал над чужой историей. Недавно я ушел, чтобы попробовать работать на себя, рассказывать свои истории, что до сих пор было работой моей мечты.

Как вы открыли для себя NFT? Что вас в них волнует?

GxngYxng: Впервые я услышал о NFT от друга, у которого был небольшой проект. Он объяснил, что это новый уровень для арт-рынка. Что меня волнует в NFT, так это сотрудничество и сообщество. Так много художников собираются вместе, и их поддерживает приветливое сообщество. Мы все еще находимся в самом начале всего этого, и я так счастлив быть частью пути со всеми этими пионерами.

Расскажите о проекте Ghxsts.Чего вы хотели этим добиться?

GxngYxng: Идея заключалась в том, что 100 Ghxst были потеряны в блокчейне Ethereum в поисках дома. Я хотел, чтобы это могло поднять целое сообщество ранних коллекционеров. Я начал с установки цены около 0,001 ETH или 3 доллара США. Моя цель состояла в том, чтобы дать людям массу места на вторичном рынке, чтобы перевернуть все. Сегодня те же самые штуки продаются за 5 ETH или 11000 долларов США. Я получил письма от некоторых коллекционеров, в которых объяснялось, как их финансовому положению помогли Ghxsts, что для меня было главной целью проекта.Мы все в каком-то смысле Ghxsts, нуждаемся в помощи и поддержке.

Каждый Ghxst нарисован вручную GxngYxng. Этот, принадлежащий пользователю Twitter @socratesyear, доступен на OpenSea по адресу: http://bit.ly/Demxn39

Вы продали свой первый NFT в прошлом месяце, верно? Каково было видеть, как ваша работа набирает обороты?

GxngYxng: Наблюдение за сплочением сообщества вокруг Ghxsts много значило для меня на личном уровне. Я рисовал от всего сердца в том стиле, который всегда использовал с детства.Однажды в старшей школе мой учитель рисования затащил меня в кабинет директора, и они оба сказали мне, что если бы я не научился рисовать, как другие, я никогда не добился бы успеха как художник. Это был сокрушительный момент для меня, и в течение многих лет мне было трудно поверить в собственное видение. Ghxsts — это первый раз за много лет, когда я публично показываю свои рисунки, и поддержка для меня так много значит.

Вы делаете рисованные NFT в мире нативного цифрового искусства. Это сложно, учитывая размеры монетного двора? Как вы думаете, это отличает вас от коллекционирования NFT?

GxngYxng: Поскольку я вручную рисую каждую деталь, мне никогда не удалось достичь таких цифр чеканки, которые есть в некоторых из этих проектов, но я считаю, что это отличает проект от других.Создав всего 100 нарисованных от руки Ghxsts, я действительно смог сосредоточиться на каждом и сделать его совершенно уникальным.

Я понимаю, что все это происходит рано и быстро. Но думаете ли вы, что это существенно изменило и изменит вашу жизнь?

GxngYxng: Это полностью изменило мою жизнь. Я уволился со своей стабильной работы на полную ставку еще до того, как продал хотя бы один Ghxst, у меня просто было ощущение, что это может сработать. Я понятия не имел, сработает это или нет, но я хотел рискнуть на себя.Теперь я получил возможность работать каждый день как художник, рассказывая истории, которые были в моей голове годами.

Планируете ли вы развивать проект Ghxsts? Я видел, как сейчас возникают различные эволюции.

GxngYxng: За всем этим стоит история, которую я еще не раскрыл. Исходя из анимационного фона, нетрудно представить, чтобы эти персонажи попали в новые области комиксов и фильмов. Мы только в начале истории Ghxst, и я очень рад возможности рассказать эту историю.

От 0 до 1: SQL и базы данных — тяжелая работа

Предварительные требования : Предварительные требования не требуются для команд SQL и основ СУБД. Базовые знания программирования на Python будут полезны, если вы хотите запустить исходный код в завершающем курс проекте.

Преподавали бывших сотрудников Google, получивших образование в Стэнфорде. Эта команда имеет многолетний практический опыт в области количественной торговли, аналитики и электронной коммерции.

Ваш телохранитель, когда данные становятся слишком большими , этот курс — s сильный, но дружелюбный, забавный, но глубокий, оживленный, но вдумчивый.

Давайте разберем это.

Ваш телохранитель, когда данные становятся слишком большими : Большинство деловых людей (и немало инженеров) используют Excel в качестве основного инструмента для принятия решений и моделирования, но когда вы не можете поместить нужные данные в Excel электронную таблицу, которую вы можете легко открыть, пора перейти к базе данных.

Курс сильный, но дружелюбный : Этот курс поможет вам перейти к базе данных, не пугаясь новой среды.Не позволяйте никому говорить вам, что какой-либо набор данных слишком велик или слишком сложен для вашего понимания (и люди, скорее всего, попытаются)

Курс забавный, но глубокий : Он действительно глубоко изучает темы, которые людям часто трудно понять, такие как объединения, агрегатные операторы и взаимодействие с базами данных из языка программирования. Но никогда не воспринимает себя слишком серьезно 🙂

Курс очень visua l: большинство техник объясняются с помощью анимации, чтобы помочь вам лучше понять.

Этот курс — это и практический : запросы объяснены с мельчайшими подробностями, индексы демистифицированы, а ловушки, потенциально ограничивающие карьеру (Drop, Alter), отмечены яркими желтыми маркерами, чтобы вы могли держаться подальше.

Курс тоже причудливый . Примеры непочтительные. Множество мелких деталей: повторение, уменьшение масштаба, чтобы мы запомнили общую картину, активное обучение с множеством викторин. Есть также бодрый саундтрек и искусство, которые, как показали исследования, улучшают когнитивные способности и память.

Что покрывается:

SQL в большой глубине

Основы баз данных и достаточно теории

Практические примеры — запросы в MySQL и SQLite и код на Python

Произошла ошибка при установке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

PyTorch Lightning 1.0: от 0 до 600 тыс. | от команды PyTorch Lightning | PyTorch

Исследования в области искусственного интеллекта развивались намного быстрее, чем может успевать любой отдельный фреймворк. Область глубокого обучения постоянно развивается, в основном, в плане сложности и масштаба.Lightning обеспечивает пользовательский интерфейс, предназначенный для взаимодействия со сложными моделями, при этом абстрагируясь от всех отвлекающих деталей проектирования, таких как обучение с использованием нескольких графических процессоров и нескольких TPU, ранняя остановка, ведение журнала и т. Д. где исследования искусственного интеллекта были в основном посвящены сетевой архитектуре, то есть модулю nn., который может определять последовательность операций.

VGG16

И эти фреймворки делают невероятную работу, предоставляя все элементы для сборки чрезвычайно сложных моделей для исследований или производства.Но как только модели начинают взаимодействовать друг с другом, например GAN, BERT или автоэнкодер, эта парадигма ломается, и огромная гибкость вскоре превращается в шаблон, который трудно поддерживать при масштабировании проекта.

В отличие от предыдущих фреймворков, PyTorch Lightning был разработан для инкапсуляции набора взаимодействующих между собой моделей , которые мы называем системами глубокого обучения . Lightning создан для более сложных исследовательских и производственных задач современного мира, когда многие модели взаимодействуют друг с другом по сложным правилам.

Система AutoEncoder

Второй ключевой принцип PyTorch Lightning состоит в том, что аппаратное обеспечение и «научный» код должны быть разделены. Lightning эволюционировал, чтобы использовать массовые вычисления в масштабе, не открывая пользователю какие-либо абстракции. Выполняя это разделение, вы получаете новые возможности, которые были недоступны до , такие как отладка вашего задания на 512 GPU на портативном компьютере с использованием центральных процессоров без необходимости изменения кода.

Наконец, Lightning был создан с целью стать фреймворком , управляемым сообществом, .

Создание хороших моделей глубокого обучения требует большого опыта и небольших уловок, которые заставят систему работать. По всему миру сотни невероятных инженеров и докторов наук реализуют один и тот же код снова и снова. Lightning теперь имеет растущее сообщество участников, включающее более 300+ самых талантливых людей, занимающихся глубоким обучением, , которые предпочитают выделять ту же энергию и выполнять точно такие же оптимизации, но вместо этого тысячи людей получают выгоду от своих усилий.

Зарядное устройство для телефона Xiaomi на 200 Вт разгоняется от 0 до 100% за 8 минут

Увеличить / Демонстрация зарядки Xiaomi.Это измеритель мощности слева.

Xiaomi

Xiaomi только что продемонстрировала новую высокую планку зарядки смартфонов: систему зарядки мощностью 200 Вт. Компания продемонстрировала «Xiaomi HyperCharge» в новом видео в Twitter на этих выходных, заявив, что новая технология может превратить телефон из пустого в полностью заряженный за восемь минут. Это примерно столько же, сколько поездка на заправку.

Эти системы быстрой зарядки не обеспечивают непрерывную скорость зарядки, но Xiaomi была достаточно любезна, чтобы подключить свое новое зарядное устройство к монитору потребления электроэнергии, чтобы мы могли видеть, что происходит.Телефон заряжается до 10 процентов всего за 44 секунды, а затем быстро увеличивается до 200 Вт. Телефон достигает 50 процентов заряда за три смешных минуты. Затем телефон медленно снижает мощность до 150 Вт и достигает 75 процентов заряда за пять с половиной минут. Наконец, система снижает мощность до 40 Вт на пути к полной зарядке за восемь минут.

Подобное поведение — аккуратное доливание заряда батареи в последней части цикла зарядки — предназначено для продления срока службы батареи, и это одна из причин, по которым нет никаких доказательств того, что быстрая зарядка ухудшает вашу батарею быстрее, чем обычная зарядка.

Xiaomi — не единственная компания, стремящаяся к более высокой скорости зарядки. Qualcomm анонсировала технологию зарядки 100 Вт в прошлом году (хотя по какой-то причине эта функция была очень низкой), а Oppo имеет мощность до 125 Вт. Лучшие коммерческие телефоны Xiaomi потребляют 120 Вт. Все эти системы правильно используют фирменные зарядные устройства. сейчас, но с недавним добавлением в USB-C поддержки мощности 240 Вт, может быть, мы все сможем договориться о стандарте? Пожалуйста?

В демонстрации зарядки Xiaomi

мощностью 200 Вт использовался «кастомный» Mi 11 Pro.Пока нет ни слова о коммерциализации зарядки 200 Вт, но зарядка Xiaomi мощностью 120 Вт появилась на коммерческом телефоне в том же году, когда она была продемонстрирована.

Масштабирование от 0 до миллионов пользователей

Разработка системы, поддерживающей миллионы пользователей, является сложной задачей, и это путь, требующий постоянного совершенствования и бесконечного улучшения. В этой главе мы создаем систему, которая поддерживает одного пользователя, и постепенно масштабируем ее для обслуживания миллионов пользователей.Прочитав эту главу, вы овладеете несколькими приемами, которые помогут вам ответить на вопросы собеседования по проектированию системы.

Настройка одного сервера

Путешествие в тысячу миль начинается с одного шага, и построение сложной системы не исключение. Начнем с чего-то простого: все работает на одном сервере. На рис. 1-1 показан пример настройки одного сервера, где все работает на одном сервере: веб-приложение, база данных, кеш и т. Д.

Чтобы понять эту настройку, полезно исследовать поток запросов и источник трафика.Давайте сначала посмотрим на поток запросов (рисунок 1-2).

1. Пользователи получают доступ к веб-сайтам через доменные имена, например api.mysite.com. Обычно система доменных имен (DNS) — это платная услуга, предоставляемая третьими сторонами и не размещаемая на наших серверах.

2. Адрес Интернет-протокола (IP) возвращается браузеру или мобильному приложению. В этом примере возвращается IP-адрес 15.125.23.214.

3. После получения IP-адреса запросы протокола передачи гипертекста (HTTP) [1] отправляются непосредственно на ваш веб-сервер.

4. Веб-сервер возвращает HTML-страницы или ответ JSON для рендеринга.

Теперь давайте исследуем источник трафика. Трафик на ваш веб-сервер поступает из двух источников: веб-приложение и мобильное приложение.

  • Веб-приложение: оно использует комбинацию серверных языков (Java, Python и т. Д.) Для обработки бизнес-логики, хранения и т. Д., А также клиентские языки (HTML и JavaScript) для представления.
  • Мобильное приложение: протокол HTTP — это протокол связи между мобильным приложением и веб-сервером.Нотация объектов JavaScript (JSON) — это широко используемый формат ответа API для передачи данных из-за его простоты. Пример ответа API в формате JSON показан ниже: GET / users / 12 — получить объект пользователя для id = 12

База данных

С ростом пользовательской базы одного сервера становится недостаточно, и нам нужно несколько серверов: один для веб / мобильного трафика, другой для базы данных (рис. 1-3). Разделение веб-трафика / мобильного трафика (веб-уровень) и серверов баз данных (уровень данных) позволяет масштабировать их независимо.
Какие базы данных использовать?

Вы можете выбирать между традиционной реляционной базой данных и нереляционной базой данных. Разберем их различия.

Реляционные базы данных также называют системой управления реляционными базами данных (СУБД) или базой данных SQL. Самыми популярными из них являются MySQL, база данных Oracle, PostgreSQL и т. Д. Реляционные базы данных представляют и хранят данные в таблицах и строках. Вы можете выполнять операции соединения с помощью SQL для разных таблиц базы данных.

Нереляционные базы данных также называются базами данных NoSQL.Популярные — CouchDB, Neo4j, Cassandra, HBase, Amazon DynamoDB и др. [2]. Эти базы данных сгруппированы в четыре категории: хранилища ключей и значений, хранилища графиков, хранилища столбцов и хранилища документов. Операции соединения обычно не поддерживаются в нереляционных базах данных.

Для большинства разработчиков реляционные базы данных — лучший вариант, потому что они существуют более 40 лет и исторически работали хорошо. Однако, если реляционные базы данных не подходят для ваших конкретных случаев использования, критически важно исследовать не только реляционные базы данных.Нереляционные базы данных могут быть правильным выбором, если:

  • Ваше приложение требует сверхнизкой задержки.
  • Ваши данные неструктурированы или у вас нет реляционных данных.
  • Вам нужно только сериализовать и десериализовать данные (JSON, XML, YAML и т. Д.).
  • Вам нужно хранить большой объем данных.

Вертикальное масштабирование и горизонтальное масштабирование

Вертикальное масштабирование, называемое «масштабированием», означает процесс увеличения мощности (ЦП, ОЗУ и т. Д.)) на свои серверы. Горизонтальное масштабирование, называемое «горизонтальным масштабированием», позволяет масштабировать, добавляя дополнительные серверы в пул ресурсов.

Когда трафик низкий, вертикальное масштабирование — отличный вариант, а простота вертикального масштабирования — его главное преимущество. К сожалению, он имеет серьезные ограничения.

  • Вертикальное масштабирование имеет жесткие ограничения. Невозможно добавить неограниченные ЦП и память к одному серверу.
  • Вертикальное масштабирование не имеет резервирования и переключения при отказе.Если один сервер выходит из строя, веб-сайт / приложение полностью отключается.

Горизонтальное масштабирование более желательно для крупномасштабных приложений из-за ограничений вертикального масштабирования.

В предыдущем проекте пользователи напрямую подключались к веб-серверу. Пользователи не смогут получить доступ к веб-сайту, если веб-сервер отключен. В другом сценарии, если многие пользователи обращаются к веб-серверу одновременно и он достигает предела нагрузки веб-сервера, пользователи обычно испытывают более медленный ответ или не могут подключиться к серверу.Балансировщик нагрузки — лучший способ решить эти проблемы.

Балансировщик нагрузки

Балансировщик нагрузки равномерно распределяет входящий трафик между веб-серверами, которые определены в наборе с балансировкой нагрузки. На рис. 1-4 показано, как работает балансировщик нагрузки.

Как показано на рис. 1-4, пользователи напрямую подключаются к общедоступному IP-адресу балансировщика нагрузки. При такой настройке клиенты больше не могут получить доступ к веб-серверам напрямую. Для большей безопасности для связи между серверами используются частные IP-адреса.Частный IP-адрес — это IP-адрес, доступный только между серверами в одной сети; однако он недоступен через Интернет. Балансировщик нагрузки взаимодействует с веб-серверами через частные IP-адреса.

На рис. 1-4 после добавления балансировщика нагрузки и второго веб-сервера мы успешно решили проблему переключения при отказе и повысили доступность веб-уровня. Подробности объяснены ниже:

  • Если сервер 1 перейдет в автономный режим, весь трафик будет перенаправлен на сервер 2. Это предотвращает отключение веб-сайта.Мы также добавим новый исправный веб-сервер в пул серверов, чтобы сбалансировать нагрузку.
  • Если трафик веб-сайта быстро растет и двух серверов недостаточно для обработки трафика, балансировщик нагрузки может корректно справиться с этой проблемой. Вам нужно только добавить дополнительные серверы в пул веб-серверов, и балансировщик нагрузки автоматически начнет отправлять им запросы.

Теперь веб-уровень выглядит хорошо, а как насчет уровня данных? В текущем дизайне есть одна база данных, поэтому она не поддерживает отказоустойчивость и избыточность.Репликация базы данных — распространенный метод решения этих проблем. Давайте посмотрим.

Репликация базы данных

Цитата из Википедии: «Репликация базы данных может использоваться во многих системах управления базами данных, обычно с отношениями ведущий / ведомый между исходным (ведущим) и копиями (ведомыми)» [3].

Основная база данных обычно поддерживает только операции записи. Подчиненная база данных получает копии данных из главной базы данных и поддерживает только операции чтения.Все команды изменения данных, такие как вставка, удаление или обновление, должны быть отправлены в основную базу данных. Большинство приложений требует гораздо более высокого отношения чтения к записи; таким образом, количество подчиненных баз данных в системе обычно больше, чем количество главных баз данных. На рис. 1-5 показана главная база данных с несколькими подчиненными базами данных.

Преимущества репликации базы данных:
  • Лучшая производительность: в модели «главный-подчиненный» все записи и обновления происходят в главных узлах; тогда как операции чтения распределяются по подчиненным узлам.Эта модель повышает производительность, поскольку позволяет обрабатывать больше запросов параллельно.
  • Высокая доступность: реплицируя данные в разных местах, ваш веб-сайт остается в работе, даже если база данных отключена, поскольку вы можете получить доступ к данным, хранящимся на другом сервере базы данных. В предыдущем разделе мы обсудили, как балансировщик нагрузки помогает повысить доступность системы. Мы задаем здесь тот же вопрос: что, если одна из баз данных перейдет в автономный режим? Архитектурный проект, показанный на рис. 1-5, может справиться с этим случаем:
    • Если доступна только одна подчиненная база данных и она переходит в автономный режим, операции чтения будут временно направлены в главную базу данных.Как только проблема будет обнаружена, новая подчиненная база данных заменит старую. Если доступно несколько подчиненных баз данных, операции чтения перенаправляются на другие исправные подчиненные базы данных. Новый сервер базы данных заменит старый.
    • Если главная база данных переходит в автономный режим, подчиненная база данных будет назначена новой главной. Все операции с базой данных будут временно выполняться в новой главной базе данных. Новая подчиненная база данных немедленно заменит старую для репликации данных.В производственных системах продвижение нового мастера сложнее, поскольку данные в подчиненной базе данных могут быть устаревшими. Недостающие данные необходимо обновить, запустив сценарии восстановления данных. Хотя могут помочь некоторые другие методы репликации, например, с несколькими мастерами и круговая репликация, эти установки более сложны; и их обсуждение выходит за рамки этой книги. Заинтересованным читателям следует обратиться к перечисленным справочным материалам [4] [5].

На рис. 1-6 показана конструкция системы после добавления балансировщика нагрузки и репликации базы данных.

Взглянем на дизайн:
  • Пользователь получает IP-адрес балансировщика нагрузки от DNS.
  • HTTP-запрос направляется либо на сервер 1, либо на сервер 2.
  • Веб-сервер считывает данные пользователя из подчиненной базы данных.
  • Веб-сервер направляет любые операции изменения данных в главную базу данных. Сюда входят операции записи, обновления и удаления.

Теперь, когда у вас есть четкое представление об уровнях Интернета и данных, пришло время уменьшить время загрузки / отклика.Это можно сделать, добавив слой кеша и переместив статический контент (JavaScript / CSS / изображения / видеофайлы) в сеть доставки контента (CDN).

Кэш

Кэш — это область временного хранения, в которой хранятся результаты дорогостоящих ответов или часто используемых данных в памяти, чтобы последующие запросы обслуживались быстрее. Как показано на рис. 1-6, каждый раз, когда загружается новая веб-страница, для выборки данных выполняется один или несколько вызовов базы данных. На производительность приложения сильно влияет многократный вызов базы данных.Кэш может смягчить эту проблему.

Уровень кэша

Уровень кэша — это уровень временного хранилища данных, намного быстрее, чем база данных. Преимущества наличия отдельного уровня кэша включают лучшую производительность системы, возможность уменьшения рабочих нагрузок на базу данных и возможность независимого масштабирования уровня кэша. На рисунке 1-7 показана возможная настройка кэш-сервера:

После получения запроса веб-сервер сначала проверяет, есть ли в кэше доступный ответ. Если да, он отправляет данные обратно клиенту.В противном случае он запрашивает базу данных, сохраняет ответ в кеше и отправляет его обратно клиенту. Эта стратегия кэширования называется сквозным кешем. Доступны и другие стратегии кэширования в зависимости от типа данных, размера и шаблонов доступа. Предыдущее исследование объясняет, как работают разные стратегии кэширования [6].

Взаимодействие с кэш-серверами просто, потому что большинство кэш-серверов предоставляют API-интерфейсы для распространенных языков программирования. В следующем фрагменте кода показаны типичные API-интерфейсы Memcached:

Рекомендации по использованию кеша

Вот несколько соображений по использованию системы кеширования:
  • Решите, когда использовать кеш.Рассмотрите возможность использования кеша, когда данные часто читаются, но редко изменяются. Поскольку кэшированные данные хранятся в энергозависимой памяти, кэш-сервер не идеален для хранения данных. Например, при перезапуске кеш-сервера все данные в памяти теряются. Таким образом, важные данные следует сохранять в постоянных хранилищах данных.
  • Срок действия политики. Рекомендуется применять политику истечения срока действия. По истечении срока действия кэшированных данных они удаляются из кеша. Если политика истечения срока действия отсутствует, кэшированные данные будут постоянно храниться в памяти.Рекомендуется не делать срок истечения слишком коротким, так как это приведет к слишком частой перезагрузке данных из базы данных. Между тем, не рекомендуется увеличивать срок действия, так как данные могут устареть.
  • Согласованность: это включает в себя синхронизацию хранилища данных и кеша. Несогласованность может произойти из-за того, что операции по изменению данных в хранилище данных и кеше не входят в одну транзакцию. При масштабировании по нескольким регионам сложно поддерживать согласованность между хранилищем данных и кешем.Дополнительные сведения см. В статье «Масштабирование кэша памяти в Facebook», опубликованной Facebook [7].
  • Устранение сбоев: один кэш-сервер представляет собой потенциальную единую точку отказа (SPOF), определяемую в Википедии следующим образом: «Единая точка отказа (SPOF) — это часть системы, которая в случае сбоя остановит все система от работы »[8]. В результате рекомендуется использовать несколько серверов кэширования в разных центрах обработки данных, чтобы избежать использования SPOF. Другой рекомендуемый подход — избыточное выделение необходимой памяти на определенный процент.Это обеспечивает буфер по мере увеличения использования памяти.
  • Политика исключения: после заполнения кеша любые запросы на добавление элементов в кеш могут привести к удалению существующих элементов. Это называется вытеснением кеша. Наименее недавно использованный (LRU) — самая популярная политика вытеснения кеша. Другие политики выселения, такие как наименее часто используемые (LFU) или «первым пришел — первым обслужен» (FIFO), могут быть адаптированы для различных вариантов использования.

Сеть доставки контента (CDN)

CDN — это сеть географически разнесенных серверов, используемых для доставки статического контента.Серверы CDN кэшируют статический контент, такой как изображения, видео, файлы CSS, JavaScript и т. Д.

Кэширование динамического содержимого — относительно новая концепция, выходящая за рамки данной книги. Он позволяет кэшировать HTML-страницы, основанные на пути запроса, строках запроса, файлах cookie и заголовках запросов. Обратитесь к статье, упомянутой в справочном материале [9], чтобы узнать больше об этом. Эта книга посвящена тому, как использовать CDN для кэширования статического контента.

Вот как работает CDN на высоком уровне: когда пользователь посещает веб-сайт, ближайший к пользователю сервер CDN доставляет статический контент.Интуитивно понятно, что чем дальше пользователи от серверов CDN, тем медленнее загружается сайт. Например, если серверы CDN находятся в Сан-Франциско, пользователи в Лос-Анджелесе будут получать контент быстрее, чем пользователи в Европе. Рисунок 1-9 — отличный пример, показывающий, как CDN сокращает время загрузки.

На рис. 1-10 показан рабочий процесс CDN.
  1. Пользователь A пытается получить image.png, используя URL-адрес изображения. Домен URL предоставляется поставщиком CDN. Следующие два URL-адреса изображений представляют собой образцы, используемые для демонстрации того, как выглядят URL-адреса изображений в CDN Amazon и Akamai:
    • https: // mysite.cloudfront.net/logo.jpg
    • https://mysite.akamai.com/image-manager/img/logo.jpg
  2. Если на сервере CDN нет image.png в кеше, сервер CDN запрашивает файл у источника, которым может быть веб-сервер или онлайн-хранилище, такое как Amazon S3.
  3. Источник возвращает image.png серверу CDN, который включает необязательный HTTP-заголовок Time-to-Live (TTL), который описывает, как долго изображение хранится в кеше.
  4. CDN кэширует изображение и возвращает его пользователю A.Изображение остается кешированным в CDN, пока не истечет TTL.
  5. Пользователь B отправляет запрос на получение того же изображения.
  6. Изображение возвращается из кеша, пока не истек срок жизни.

Рекомендации по использованию CDN

  • Стоимость: сети CDN обслуживаются сторонними поставщиками, и с вас взимается плата за передачу данных в сеть CDN и из нее. Кэширование редко используемых ресурсов не дает существенных преимуществ, поэтому вам следует подумать о перемещении их из CDN.
  • Установка подходящего срока действия кэша: для чувствительного ко времени содержимого важно установить время истечения срока действия кеша. Срок действия кеша не должен быть ни слишком длинным, ни слишком коротким. Если он слишком длинный, контент может быть устаревшим. Если он слишком короткий, это может вызвать повторную перезагрузку контента с исходных серверов в CDN.
  • Откат
  • CDN: вам следует подумать, как ваш веб-сайт / приложение справляется с ошибкой CDN. Если происходит временный сбой CDN, клиенты должны иметь возможность обнаружить проблему и запросить ресурсы у источника.
  • Файлы с ошибкой: вы можете удалить файл из CDN до истечения срока его действия, выполнив одну из следующих операций:
    • Сделать объект CDN недействительным с помощью API, предоставляемых поставщиками CDN.
    • Используйте управление версиями объекта для обслуживания другой версии объекта. Чтобы версировать объект, вы можете добавить параметр к URL-адресу, например номер версии. Например, в строку запроса добавляется номер версии 2: image.png? V = 2.
На рис. 1-11 показан дизайн после добавления CDN и кеша.
  1. Статические ресурсы (JS, CSS, изображения и т. Д.) Больше не обслуживаются веб-серверами. Они берутся из CDN для лучшей производительности.
  2. Загрузка базы данных снижена за счет кэширования данных.

Веб-уровень без сохранения состояния

Теперь пора подумать о горизонтальном масштабировании веб-уровня. Для этого нам нужно переместить состояние (например, данные сеанса пользователя) из веб-уровня. Хорошая практика — хранить данные сеанса в постоянном хранилище, таком как реляционная база данных или NoSQL.Каждый веб-сервер в кластере может получать доступ к данным о состоянии из баз данных. Это называется веб-уровнем без сохранения состояния.

Архитектура с сохранением состояния

Сервер с отслеживанием состояния и сервер без отслеживания состояния имеют некоторые ключевые различия. Сервер с отслеживанием состояния запоминает данные (состояние) клиента от одного запроса к другому. Сервер без сохранения состояния не хранит информацию о состоянии.

На рис. 1-12 показан пример архитектуры с отслеживанием состояния.

На рис. 1-12 данные сеанса пользователя A и изображение профиля хранятся на сервере 1. Для аутентификации пользователя A HTTP-запросы должны быть перенаправлены на сервер 1.Если запрос отправляется на другие серверы, такие как Сервер 2, аутентификация не удастся, потому что Сервер 2 не содержит данных сеанса пользователя A. Точно так же все HTTP-запросы от пользователя B должны направляться на сервер 2; все запросы от пользователя C должны быть отправлены на Сервер 3.

Проблема в том, что каждый запрос от одного и того же клиента должен направляться на один и тот же сервер. Это можно сделать с помощью закрепленных сеансов в большинстве балансировщиков нагрузки [10]; однако это увеличивает накладные расходы. При таком подходе добавить или удалить серверы намного сложнее.Также сложно обрабатывать сбои сервера.

Архитектура без сохранения состояния

На рисунке 1-13 показана архитектура без сохранения состояния.

В этой архитектуре без сохранения состояния HTTP-запросы от пользователей могут быть отправлены на любые веб-серверы, которые извлекают данные о состоянии из общего хранилища данных. Данные состояния хранятся в общем хранилище данных и не попадают на веб-серверы. Система без сохранения состояния проще, надежнее и масштабируема.

На рис. 1-14 показан обновленный дизайн с веб-уровнем без сохранения состояния.

На рис. 1-14 мы перемещаем данные сеанса с веб-уровня и сохраняем их в постоянном хранилище данных.Совместно используемое хранилище данных может быть реляционной базой данных, Memcached / Redis, NoSQL и т. Д. Хранилище данных NoSQL выбрано, поскольку его легко масштабировать. Автомасштабирование означает автоматическое добавление или удаление веб-серверов в зависимости от нагрузки трафика. После удаления данных состояния с веб-серверов автоматическое масштабирование веб-уровня легко достигается путем добавления или удаления серверов в зависимости от нагрузки трафика.

Ваш веб-сайт быстро растет и привлекает значительное количество пользователей со всего мира. Для повышения доступности и удобства работы пользователей в более широких географических регионах решающее значение имеет поддержка нескольких центров обработки данных.

Дата-центры

На рис. 1-15 показан пример настройки с двумя центрами обработки данных. При нормальной работе пользователи направляются по гео-DNS, также называемой гео-маршрутизацией, к ближайшему центру обработки данных с разделением трафика x% на востоке США и (100 — x)% на западе США. geoDNS — это служба DNS, которая позволяет преобразовывать доменные имена в IP-адреса в зависимости от местонахождения пользователя.

В случае значительного сбоя в работе центра обработки данных мы направляем весь трафик в исправный центр обработки данных. На рис. 1-16 центр обработки данных 2 (запад США) отключен, и 100% трафика направляется в центр обработки данных 1 (восток США).

Для настройки нескольких центров обработки данных необходимо решить несколько технических проблем:
  • Перенаправление трафика: необходимы эффективные инструменты для направления трафика в нужный центр обработки данных. GeoDNS можно использовать для направления трафика в ближайший центр обработки данных в зависимости от того, где находится пользователь.
  • Синхронизация данных: пользователи из разных регионов могут использовать разные локальные базы данных или кеши. В случаях аварийного переключения трафик может быть направлен в центр обработки данных, где данные недоступны.Распространенной стратегией является репликация данных в нескольких центрах обработки данных. Предыдущее исследование показывает, как Netflix реализует асинхронную репликацию с несколькими центрами обработки данных [11].
  • Тестирование и развертывание. При настройке нескольких центров обработки данных важно протестировать свой веб-сайт / приложение в разных местах. Инструменты автоматического развертывания жизненно важны для обеспечения единообразия услуг во всех центрах обработки данных [11].

Для дальнейшего масштабирования нашей системы нам необходимо разделить различные компоненты системы, чтобы их можно было масштабировать независимо.Очередь сообщений — ключевая стратегия, используемая многими реальными распределенными системами для решения этой проблемы.

Очередь сообщений

Очередь сообщений — это надежный компонент, хранящийся в памяти, который поддерживает асинхронную связь. Он служит буфером и распределяет асинхронные запросы. Базовая архитектура очереди сообщений проста. Службы ввода, называемые производителями / издателями, создают сообщения и публикуют их в очереди сообщений. Другие службы или серверы, называемые потребителями / подписчиками, подключаются к очереди и выполняют действия, определенные сообщениями.Модель показана на Рисунке 1-17.

Decoupling делает очередь сообщений предпочтительной архитектурой для создания масштабируемого и надежного приложения. С помощью очереди сообщений производитель может отправить сообщение в очередь, когда потребитель недоступен для его обработки. Потребитель может читать сообщения из очереди, даже если производитель недоступен.

Рассмотрим следующий вариант использования: ваше приложение поддерживает настройку фотографий, включая обрезку, повышение резкости, размытие и т. Д.Для выполнения этих задач настройки требуется время. На рис. 1-18 веб-серверы публикуют задания по обработке фотографий в очереди сообщений. Работники по обработке фотографий выбирают задания из очереди сообщений и асинхронно выполняют задачи по настройке фотографий. Производителя и потребителя можно масштабировать независимо. Когда размер очереди становится большим, добавляются дополнительные рабочие процессы, чтобы сократить время обработки. Однако, если очередь большую часть времени пуста, количество рабочих может быть уменьшено.

Регистрация, метрики, автоматизация

При работе с небольшим веб-сайтом, который работает на нескольких серверах, ведение журнала, метрики и поддержка автоматизации являются хорошими практиками, но не необходимостью.Однако теперь, когда ваш сайт вырос для обслуживания крупного бизнеса, инвестиции в эти инструменты имеют важное значение.

Ведение журнала: мониторинг журналов ошибок важен, потому что он помогает выявлять ошибки и проблемы в системе. Вы можете отслеживать журналы ошибок на уровне сервера или использовать инструменты для их объединения в централизованную службу для удобного поиска и просмотра.

Metrics: Сбор различных типов показателей помогает нам получить представление о бизнесе и понять состояние работоспособности системы.Полезны некоторые из следующих показателей:

  • Метрики уровня хоста: ЦП, память, дисковый ввод-вывод и т. Д.
  • Агрегированные показатели уровня: например, производительность всего уровня базы данных, уровня кеша и т. Д.
  • Ключевые бизнес-метрики: ежедневные активные пользователи, удержание, доход и т. Д.

Автоматизация: когда система становится большой и сложной, нам необходимо создавать или использовать инструменты автоматизации для повышения производительности. Непрерывная интеграция — это хорошая практика, при которой каждая регистрация кода проверяется с помощью автоматизации, что позволяет командам обнаруживать проблемы на раннем этапе.Кроме того, автоматизация процесса сборки, тестирования, развертывания и т. Д. Может значительно повысить продуктивность разработчиков.

Добавление очередей сообщений и различных инструментов
На рис. 1-19 показан обновленный дизайн. Из-за нехватки места на рисунке показан только один центр обработки данных.
  1. Конструкция включает очередь сообщений, которая помогает сделать систему более слабосвязанной и отказоустойчивой.
  2. Включены средства ведения журнала, мониторинга, показателей и автоматизации.

Поскольку объем данных растет с каждым днем, ваша база данных становится все более перегруженной.Пришло время масштабировать уровень данных.

Масштабирование базы данных

Существует два основных подхода к масштабированию базы данных: вертикальное масштабирование и горизонтальное масштабирование.

Вертикальное масштабирование

Вертикальное масштабирование, также известное как масштабирование, представляет собой масштабирование путем добавления дополнительной мощности (ЦП, ОЗУ, ДИСК и т. Д.) К существующей машине. Есть несколько мощных серверов баз данных. Согласно Amazon Relational Database Service (RDS) [12], вы можете получить сервер базы данных с 24 ТБ ОЗУ. Такой мощный сервер баз данных может хранить и обрабатывать большое количество данных.Например, у stackoverflow.com в 2013 году было более 10 миллионов уникальных посетителей в месяц, но у него была только одна основная база данных [13]. Однако вертикальное масштабирование имеет ряд серьезных недостатков:

  • Вы можете добавить больше ЦП, ОЗУ и т. Д. На свой сервер базы данных, но есть ограничения на оборудование. Если у вас большая база пользователей, одного сервера недостаточно.
  • Вы можете добавить больше ЦП, ОЗУ и т. Д. На свой сервер базы данных, но есть ограничения на оборудование. Если у вас большая база пользователей, одного сервера недостаточно.
  • Повышенный риск единой точки отказа.
  • Общая стоимость вертикального масштабирования высока. Мощные серверы намного дороже.

Горизонтальное масштабирование

Горизонтальное масштабирование, также известное как сегментирование, — это практика добавления дополнительных серверов. Рисунок 1-20 сравнивает вертикальное масштабирование с горизонтальным масштабированием.

Sharding разделяет большие базы данных на более мелкие, более легко управляемые части, называемые осколками. Каждый осколок использует одну и ту же схему, хотя фактические данные на каждом осколке уникальны для этого осколка.

На рис. 1-21 показан пример сегментированных баз данных. Пользовательские данные размещаются на сервере базы данных на основе идентификаторов пользователей. Каждый раз, когда вы обращаетесь к данным, для поиска соответствующего шарда используется хеш-функция. В нашем примере user_id% 4 используется как хеш-функция. Если результат равен 0, осколок 0 используется для хранения и выборки данных. Если результат равен 1, используется сегмент 1. Та же логика применима и к другим шардам.

На рис. 1-22 показана таблица пользователей в сегментированных базах данных.

Наиболее важным фактором, который следует учитывать при реализации стратегии сегментирования, является выбор ключа сегментирования.Ключ сегментирования (известный как ключ раздела) состоит из одного или нескольких столбцов, которые определяют способ распределения данных. Как показано на рис. 1-22, «user_id» — это ключ сегментирования. Ключ сегментирования позволяет эффективно извлекать и изменять данные, направляя запросы к нужной базе данных. При выборе ключа сегментирования одним из наиболее важных критериев является выбор ключа, который может равномерно распределять данные.

Sharding — отличный метод масштабирования базы данных, но это далеко не идеальное решение.Он привносит в систему сложности и новые задачи:

  • Изменение уровня данных: изменение масштаба данных необходимо, когда 1) один сегмент больше не может содержать больше данных из-за быстрого роста. 2) Некоторые шарды могут исчерпать себя быстрее, чем другие, из-за неравномерного распределения данных. Когда происходит исчерпание шарда, требуется обновить функцию шардинга и перемещать данные. Последовательное хеширование, которое будет обсуждаться в главе 5, является широко используемым методом для решения этой проблемы.
  • Проблема со знаменитостью: это также называется проблемой ключевой точки доступа. Чрезмерный доступ к определенному сегменту может вызвать перегрузку сервера. Представьте, что данные Кэти Перри, Джастина Бибера и Леди Гаги попадают в один и тот же сегмент. Для социальных приложений этот сегмент будет перегружен операциями чтения. Чтобы решить эту проблему, нам может потребоваться выделить шард для каждой знаменитости. Для каждого осколка может даже потребоваться дополнительный раздел.
  • Присоединение и денормализация: после того, как база данных была сегментирована на нескольких серверах, трудно выполнять операции присоединения между сегментами базы данных.Обычный обходной путь — денормализовать базу данных, чтобы запросы можно было выполнять в одной таблице.

На рис. 1-23 мы сегментируем базы данных для поддержки быстро растущего трафика данных. В то же время некоторые нереляционные функции перемещены в хранилище данных NoSQL, чтобы уменьшить нагрузку на базу данных. Вот статья, в которой рассказывается о многих случаях использования NoSQL [14].

Миллионы пользователей и не только

Масштабирование системы — это итеративный процесс. Повторение того, что мы узнали в этой главе, может увести нас далеко.Необходимы более тонкая настройка и новые стратегии для масштабирования за пределы миллионов пользователей. Например, вам может потребоваться оптимизировать вашу систему и разделить систему на еще более мелкие службы. Все методы, изученные в этой главе, должны стать хорошей основой для решения новых задач. В заключение этой главы мы кратко рассмотрим, как мы масштабируем нашу систему для поддержки миллионов пользователей:

  • Сохранять веб-уровень без состояния
  • Создание избыточности на каждом уровне
  • Кэшируйте столько данных, сколько сможете
  • Поддержка нескольких центров обработки данных
  • Размещать статические ресурсы в CDN
  • Масштабируйте уровень данных путем сегментирования
  • Разделение уровней на отдельные службы
  • Контролируйте свою систему и используйте инструменты автоматизации

Поздравляем! А теперь похлопайте себя по спине.Отличная работа!

Справочные материалы

  • [1] Протокол передачи гипертекста: https://en.wikipedia.org/wiki/Hypertext_Transfer_Protocol
  • [2] Стоит ли выходить за рамки реляционных баз данных ?: https://blog.teamtreehouse.com/should-you-go-beyond-relational-databases
  • [3] Репликация: https://en.wikipedia.org/wiki/Replication_(computing)
  • [4] Репликация с несколькими мастерами: https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-master_replication
  • [5] NDB Cluster Replication: Multi-Master and Circular Replication: https: // dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/mysql-cluster-replication-multi-master.html
  • [6] Стратегии кэширования и как выбрать правильный: https://codeahoy.com/2017/08/11/caching-strategies-and-how-to-choose-the-right-one/
  • [7] Р. Ништала, «Facebook, масштабирование Memcache на», 10-й симпозиум USENIX по проектированию и внедрению сетевых систем (NSDI ’13).
  • [8] Единая точка отказа: https://en.wikipedia.org/wiki/Single_point_of_failure
  • [9] Amazon CloudFront Dynamic Content Delivery: https: // aws.amazon.com/cloudfront/dynamic-content/
  • [10] Настройте закрепленные сеансы для классического балансировщика нагрузки: https://docs.aws.amazon.com/elasticloadbalancing/latest/classic/elb-sticky-sessions.html
  • [11] Active-Active для обеспечения отказоустойчивости в нескольких регионах: https://netflixtechblog.com/active-active-for-multi-regional-resiliency-c47719f6685b
  • [12] Экземпляры высокой памяти Amazon EC2: https://aws.amazon.com/ec2/instance-types/high-memory/
  • [13] Что нужно для запуска Stack Overflow: http: // nickcraver.com / blog / 2013/11/22 / what-it-take-to-run-stack-overflow
  • [14] Какого черта вы на самом деле используете NoSQL: http://highscalability.com/blog/2010/12/6/what-the-heck-are-you-actually-using-nosql-for.html

Этот сайт содержит всего 4 главы. Если вам нравится контент и вы хотите узнать больше, вы можете пройти текстовый курс или купить книгу на Amazon.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.