IT系統


當今,任何一家企業,無論大小,都要采用計算機來處理日常事務,如寫文檔、做表格、發郵件、管理庫存、管理客戶等。為此,企業需要建設計算機網絡,購買計算機設備,安裝各種平台軟件和應用軟件。

隨着公司的發展壯大,企業中的計算機網絡變得越來越復雜,計算機設備越來越多,安裝的軟件也五花八門,到后來各種問題就出現了:病毒肆虐、數據丟失、客戶流失、源代碼被盜、網速下降、數據孤島難以共享、運維復雜等。

為了搞清楚企業中復雜的 IT 系統結構,我們假設一家投資 8000 萬元的公司誕生了,他們購買了一棟辦公樓,現在需要計算機工程師們把 IT 系統搭建起來。工程師們制訂了如下工作計划:

  1. 機房基礎建設,包括機房選址、裝修、供電、溫濕度控制、監控、門禁等。
  2. 組建計算機網絡,包括大樓綜合布線、機櫃安裝、網絡設備購買安裝和調試。
  3. 安裝存儲磁盤櫃。
  4. 購買和配置服務器。注意,還可能是虛擬出來的服務器。
  5. 安裝操作系統。
  6. 安裝數據庫。
  7. 安裝各種中間件和運行庫。
  8. 安裝各種應用軟件。
  9. 導入公司的初始化業務數據。


至此,公司的整體 IT 系統搭建完畢,員工可以入駐辦公了。根據上面的工作計划,我們可以很容易地總結出企業 IT 系統的邏輯層次結構,如圖 1 所示。

IT系統的邏輯層次結構
圖 1  IT系統的邏輯層次結構


一個典型的 IT 系統從邏輯上分為九層,施工時也是嚴格按照從第 1 層到第 9 層的順序進行的,這就是所謂的“豎井”式施工。其中,第 1~4 層可歸並為基礎設施層,第 5~7 層可歸並為平台軟件層。

九層歸並之后形成四層結構,分別是基礎設施層、平台軟件層、應用軟件層和數據信息層,IT 系統的四層結構是最為普遍並被廣泛接受的划分方法。在后續章節中,我們將采用四層結構展開討論。

基礎設施層、平台軟件層、應用軟件層可以進一步歸並到 T(Technology 的首字母,表示技術),而數據信息層就是 I(Information 的首字母,表示信息),這就是 IT 的含義——信息技術。

對於一家企業而言,隨着時間的推移,積累的數據信息會越來越多,數據信息是企業的寶貴資產,甚至是關乎企業生死存亡的重要財富。“如果數據丟失,80% 的企業要倒閉。”此話並非是危言聳聽。

信息是目的,技術只是手段,如果一家企業沒有業務數據需要處理,那么花大量資金組建基礎設施層、平台軟件層、應用軟件層又有什么意義呢?

記住:IT 就是信息(Information)與技術(Technology),其中 I 是目的,T 是手段,T 是用來加工處理 I 的。T 廣義上還包括企業中的計算機技術人員。

這里要重點介紹平台軟件層的作用。很多計算機專業人士對平台軟件難以理解,平台軟件存在的唯一理由就是讓應用軟件能在計算機上運行。換句話說,平台軟件就是應用軟件運行時所依賴的環境。

比如,要想使用 QQ 這個應用軟件,就必須先安裝操作系統(如 Windows 10),QQ 需要的運行庫在安裝操作系統時會自動安裝,然后才可以安裝並運行 QQ 和朋友聊天。應用軟件與平台軟件的關系如圖 2 所示。

應用軟件與平台軟件的關系
圖 2  應用軟件與平台軟件的關系


從圖 2 可知,在操作系統平台上再搭中間件、運行庫和數據庫三個“台”,最后在最上層放置應用軟件。不過,中間件可能還需要運行庫和數據庫的支撐,數據庫可能還需要運行庫的支撐。

並不是每個應用軟件都要同時壓在中間件、運行庫和數據庫三個“台”上,有的應用軟件只需要運行庫(如 QQ),有的應用軟件只需要中間件,有的應用軟件同時需要運行庫和數據庫,但是不需要運行庫的應用軟件很少,靜態編譯的軟件運行時不需要運行庫。

運行庫有點像電工人員的工具袋,里面有螺絲刀、電筆、老虎鉗、剝線鉗等,應用軟件在運行時需要使用各種小工具(術語叫系統庫函數調用),操作系統提供了絕大多數常用的小工具,並分門別類地保存在硬盤的文件中。

Windows 操作系統中以 .dll 為擴展名的文件,通常保存在 C:\Windows\System32 下(比如文件 GDI32.dll 就是 QQ 軟件運行時要用到的工具箱之一,如果把此文件刪除,那么 QQ 就無法運行)。Linux 操作系統中一般以 .so 作為擴展名,保存在 /lib 目錄下。

不同操作系統提供的“工具”和使用方法也不同,所以能在 Windows 操作系統上運行的應用軟件不能在 Linux 操作系統上運行,也不能在蘋果計算機的 Macintosh 操作系統上運行,反之亦然。為此,應用軟件開發商會針對不同的操作系統發行不同的軟件版本,比如騰訊公司開發的 QQ,目前就有 4 種版本,分別針對 Windows、Linux、Mac OS(蘋果操作系統)和 Android 操作系統。

“中間件”是一個技術含義很強的概念,在家庭計算機和個人計算機上很少用到它,在企業中使用很普遍。中間件也就是“中間軟件”的意思,為一類軟件的統稱。

“中間”包含兩方面含義:一是指處於操作系統和應用軟件之間;二是指介於應用軟件與應用軟件之間,目的是為了隱藏差異,以便共享資源和通信。中間件有點類似於電源插座面板,不管插座里面是什么構造,面板上的插接孔都是一樣的,這樣插座面板一方面隱藏了插座內部結構,另一方面能接插所有的電源插頭。

中間件的引入目的就是要隱藏通信對端的內部結構,而呈現統一的調用界面。

掌握企業 IT 系統的四層邏輯結構很重要,這對於理解后續章節中的雲計算概念非常有幫助。


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