《系统架构设计》课件

《系统架构设计》欢迎来到《系统架构设计》的PPT课件本次课程将深入探讨系统架构设计的核心概念、流程、目标与原则，并通过丰富的案例分享，帮助您全面掌握系统架构设计的关键要点我们还将展望系统架构设计的未来发展趋势，以及如何应对不断变化的技术挑战希望能让您在系统架构设计的道路上更进一步什么是系统架构设计？定义核心要素系统架构设计是定义一个系统的组件、组件间的关系以及组件架构设计涉及到模块划分、接口设计、数据设计、安全设计、与环境之间交互的过程它不仅仅是技术选型，更是一种全局部署设计等多个方面，旨在构建一个稳定、高效、可扩展的系性的、战略性的规划统系统架构设计的重要性降低开发成本提高系统质量12良好的架构设计可以在项目合理的架构设计可以提高系初期发现潜在问题，避免后统的性能、安全性、可扩展期返工，从而降低开发成本性和可维护性，从而提高系统质量加速业务发展3优秀的架构设计可以快速适应业务变化，支持业务创新，从而加速业务发展系统架构设计的目标和原则目标原则指导思想满足业务需求、支持未来发展、降低维护成高内聚低耦合、单一职责、开放封闭、依赖架构设计需要全局思考，注重平衡，兼顾当本、提高系统质量倒置、接口隔离前需求和未来发展系统架构设计的流程需求分析明确业务需求、功能需求和非功能需求架构设计进行模块划分、接口设计、数据设计、安全设计、部署设计等实现与测试代码实现、单元测试、集成测试、系统测试、性能测试部署与上线部署方案设计、灰度发布、监控与运维持续优化需求变更管理、版本迭代、性能优化、扩展性优化、可维护性优化需求分析目的方法输出理解用户需求、明确系统目标、确定系用户访谈、问卷调查、竞品分析、需求需求文档、用例图、用户故事等统范围，为后续架构设计提供基础评审等功能需求分析定义1描述系统需要完成的具体功能，例如用户注册、登录、商品搜索、订单管理等方法2用例图、用户故事、流程图等重要性3功能需求是系统设计的核心，直接影响系统的可用性和用户满意度非功能需求分析性能系统响应时间、吞吐量、并发用户数等安全性身份认证、授权、数据加密、访问控制等可扩展性支持未来业务增长和流量增加的能力可维护性易于修改、调试、部署和监控的能力架构设计总体架构模块划分1确定系统的整体结构和组件之间的关系2将系统拆分成独立的、可管理的模块部署架构4技术选型3确定系统的部署方式和环境选择合适的技术栈和框架模块划分原则方法目标高内聚低耦合，模块职责单一，易于维领域驱动设计（DDD）、微服务架构等降低系统复杂性，提高开发效率，方便护和扩展团队协作接口设计定义协议安全性明确模块之间的交互方RESTful API、gRPC、身份认证、授权、数据式和数据格式消息队列等校验等数据设计数据模型1存储选型2数据安全3数据备份4数据治理5安全设计身份认证1验证用户身份，防止未授权访问授权2控制用户访问权限，防止越权操作数据加密3保护敏感数据，防止数据泄露漏洞扫描4定期扫描系统漏洞，及时修复部署设计物理架构服务器、网络、存储等硬件资源逻辑架构服务部署、负载均衡、容器化等自动化自动化部署、监控、运维等性能设计优化目标优化策略监控降低响应时间，提高吞吐量，减少资源缓存、异步处理、负载均衡、数据库优实时监控系统性能指标，及时发现和解消耗化等决问题可扩展性设计水平扩展垂直扩展增加服务器数量，提高系统处理提升单台服务器的硬件配置，提能力高系统处理能力服务拆分将大型系统拆分成独立的微服务，方便独立扩展可维护性设计自动化测试代码规范1编写单元测试、集成测试，保证代码质2统一代码风格，提高代码可读性量监控告警日志记录43实时监控系统状态，及时告警异常情况详细记录系统运行日志，方便问题排查可靠性设计容错1系统能够自动检测和修复错误冗余2部署多个备份系统，防止单点故障监控3实时监控系统状态，及时发现和解决问题灾备4建立灾难备份中心，保证系统在灾难情况下能够快速恢复实现与测试目标重要性将架构设计转化为可执行的代码，并通过测试验证系统的正确实现与测试是系统开发的关键环节，直接影响系统的质量和可性和性能靠性代码实现编码版本控制代码评审遵循代码规范，编写使用版本控制系统管进行代码评审，提高高质量的代码理代码变更代码质量单元测试目的方法验证单个模块或函数的正确性编写测试用例，使用测试框架进行测试覆盖率提高测试覆盖率，减少潜在bug集成测试方法2搭建集成测试环境，模拟真实场景进行测试目的1验证模块之间的交互是否正确自动化3使用自动化测试工具提高测试效率系统测试目的验证整个系统的功能是否满足需求方法黑盒测试、白盒测试、灰盒测试等用户参与邀请用户参与测试，提高测试覆盖率性能测试目的方法工具评估系统的性能指标，例如响应时间、负载测试、压力测试、稳定性测试等JMeter、LoadRunner等吞吐量、并发用户数等部署与上线目的重要性12将测试完成的系统部署到生产环境，并保证系统的稳定运行部署与上线是系统发布的最后一步，直接影响系统的可用性和用户体验部署方案设计环境准备1部署策略2回滚计划3灰度发布定义优势逐步将新版本发布到小部分用户，降低发布风险，及时发现和解决观察系统运行情况，逐步扩大发问题布范围策略基于用户、IP、地域等进行灰度发布监控与运维实时监控告警机制124性能优化故障排查3实时监控指标工具可视化CPU利用率、内存利用率、磁盘IO、网Prometheus、Grafana、Zabbix等使用图表展示监控数据，方便分析和排络流量等查问题告警机制定义当系统出现异常情况时，自动发送告警通知方式邮件、短信、电话等规则设置合理的告警规则，避免误报和漏报故障排查日志分析工具12分析系统日志，定位问题原因使用调试工具、性能分析工具等经验3积累经验，提高问题解决能力持续优化监控1分析2优化3测试4部署5需求变更管理流程沟通建立规范的需求变更流程，评估加强沟通，及时了解用户需求变变更影响，控制变更风险化文档更新需求文档，保持文档一致性版本迭代周期计划质量制定合理的版本迭代周期，快速响应用制定版本迭代计划，明确迭代目标和范保证每个版本的质量，避免引入新的户需求围bug性能优化算法缓存数据库优化算法，降低时间使用缓存，减少数据优化数据库查询，提复杂度库访问高查询效率扩展性优化服务拆分将大型系统拆分成独立的微服务异步处理使用消息队列进行异步处理弹性伸缩根据负载自动调整资源可维护性优化自动化测试代码重构1编写自动化测试用例，保证代码质量2优化代码结构，提高代码可读性监控告警文档完善43实时监控系统状态，及时告警异常情况完善文档，方便维护人员理解系统系统架构设计案例分享目标意义通过实际案例，加深对系统架构设计的理解借鉴成功经验，避免重复踩坑电商系统架构特点高并发、高可用、可扩展关键技术缓存、消息队列、分库分表、微服务物流系统关键技术架构特点1GPS定位、地图服务、路径规划、大2实时性、准确性、可靠性数据分析金融系统安全1可靠2合规3云计算系统架构特点关键技术弹性伸缩、按需付费、资源共享虚拟化、容器化、服务编排、自动化运维物联网系统架构特点1海量设备、数据接入、实时处理关键技术2MQTT、CoAP、边缘计算、大数据分析总结系统架构设计的重要性系统架构设计的核心流12程是构建高质量、可扩展、可维护系统的关键包括需求分析、架构设计、实现与测试、部署与上线、持续优化系统架构设计的关键原则3高内聚低耦合、单一职责、开放封闭、依赖倒置、接口隔离系统架构设计的关键要点需求分析理解业务需求，明确系统目标架构设计合理划分模块，选择合适的技术栈质量保证编写测试用例，进行代码评审持续优化监控系统状态，及时发现和解决问题系统架构设计的未来发展趋势微服务服务拆分更加细粒度，独立部署和扩展Serverless无需管理服务器，按需付费AI使用AI进行系统优化和故障预测问答环节感谢各位的聆听，现在是问答环节，欢迎大家提出问题，共同探讨系统架构设计。