為什麼要使用資源隔離技術

A. 為什麼要學習消毒隔離技術

醫院是病人密集的地方，病原微生物較集中，為了加強消毒隔離管理，防止醫院內感染，保障社會人群的身體健康，根據國家衛生部頒發的《消毒技術規范》和總後勤部衛生部頒發的《醫療護理技術操作常規》(第四版)，結合醫院廣大醫護人員多年實踐經驗，編寫出一套從病人入院到出院全過程的《消毒隔離管理》。1991年12月本書出版後，經臨床實踐，結合消毒學的發展，我們進行了改。

本書適用於醫院廣大醫、護、葯、技人員和後勤工作人員使用，也適用於護校教師作教學參考書。

B. 數據隔離在雲計算中的應用

雲計算中的數據隔離要使用虛擬化技術。虛擬化技術是雲計算的核心技術，通過虛擬化技術實現了計算和資源的共享，所有用戶的數據都位於共享的環境之中，這就意味著不同用戶的數據可能存放在一個共享的物理存儲設備中，如果惡意用戶通過不正當手段取得合法虛擬機許可權，就有可能威脅到同一台物理存儲設備上的其他虛擬機，進而威脅到其他用戶數據的安全，採用數據加密的方式能夠起到一定的保護作用，但是仍然不足以保證數據的安全性，而數據隔離技術能夠保障用戶間數據分開，防止上述事件的發生。
在雲計算系統中對客戶數據的存放可採用兩種方式實現：一種方式是採用單獨的存儲設備，這種方式從物理層面來對客戶的重要數據進行有效的隔離保護，但是這種方式缺點是對存儲資源不能進行有效利用；另一種存儲方式是採用共享的存儲設備，這種方式採用了虛擬化技術，以共享存儲的方式對用戶的數據進行存儲，這種方式能夠節約存儲空間並且統一管理，可以節省相關的管理費用，但是這種方式需要確保數據的隔離性，這就要求在存儲設備上部署數據隔離的相關措施。 目前已經有幾種相對成熟的資料庫架構來幫助實現數據隔離。

• 共享表架構（Shared Schema Multi-Tenancy） 即相同的資料庫實例和相同的資料庫表被所有的軟體系統客戶共享使用，而數據的從屬是通過欄位來進行區分的。這種方式的優點是由於它最大化地利用了單個資料庫實例的存儲能力使得硬體成本非常低廉，其缺點是由於多個客戶的數據共存於相同的資料庫表內，因此需要額外的業務邏輯來隔離各個客戶的數據，增加了開發的復雜度。此外，這種架構實現數據備份的成本也非常高，不但需要專門編寫代碼實現數據備份，而且在恢復數據時，需要對資料庫表進行大量的刪除和插入操作，因為資料庫表包含大量其他客戶的數據，勢必對系統性能和其他客戶的體驗帶來影響。
• 分離資料庫架構（Separated Database） 即每個軟體系統客戶單獨擁有自己的資料庫實例；相比共享表架構，由於每個客戶擁有單獨的資料庫實例，這種架構可以高效便捷地實現數據安全性和數據備份，但是隨之而來的缺點便是其硬體成本非常高昂。
• 分離表架構（Shared Database Separated Schema） 即軟體系統客戶共享相同的數據實例，但是每個用戶單獨擁有自己的由一系列資料庫表組成的模式。分離表架構是一種折中的多用戶方案，它的優點是實現數據分離和數據備份相對共享表架構更加容易一些，而且它的硬體成本也較分離資料庫架構低。
  在進行雲存儲設計部署的時候，系統架構師要對以上三種方式進行全面分析，綜合各方面的因素來選擇合適的多用戶模式（Multi-Tenancy）架構。一般來說，系統服務的客戶數量越多，則越適合使用共享表的架構；對數據隔離性和安全性要求越高，則越適合使用分離資料庫的架構。在超大型的雲系統中，一般都會採用復合型的多租戶模式架構，以平衡系統成本和性能。其中比較典型的實例就是Salesforce.com公司，Salesforce.com最初是基於共享表架構進行搭建，但是隨著新客戶的不斷增加，單純的共享表架構已經很難滿足日益增長的性能要求，Salesforce.com逐步開始在不同的物理區域搭建分布式系統。在全局上，Salesforce.com以類似於分離資料庫的架構運行，在單個區域內，系統則仍然按照共享表架構運行。

C. 涉密網路為什麼要與互聯網實施物理隔離

首先是實施物理隔離是國家強制執行的保密規定，我國2000年1月1日起實施的《計算機信息系統國際聯網保密管理規定》第二章第六條規定，「涉及國家秘密的計算機信息系統，不得直接或間接地與國際互聯網或其它公共信息網絡相連接，必須實行物理隔離」。
其次是安全國家安全保密的需要，防止涉密信息通過互聯網路外泄。由於以Internet為代表的計算機網路設計者主要目標是互聯、互通、共享，而不是安全，使用最廣泛的協議TCP/IP也是在網路技術並不成熟的情況下設計的，該協議己被發現許多安全漏洞和隱患，網路的技術基礎十分脆弱。

D. VLAN隔離技術的定義

基於VLAN隔離技術的訪問控制方法在一些中小型企業和校園網中得到廣泛的應用。 VLAN是對連接到的第二層交換機埠的網路用戶的邏輯分段，不受網路用戶的物理位置限制而根據用戶需求進行網路分段。一個VLAN可以在一個交換機或者跨交換機實現。VLAN可以根據網路用戶的位置、作用、部門或者根據網路用戶所使用的應用程序和協議來進行分組。基於交換機的虛擬區域網能夠為區域網解決沖突域、廣播域、帶寬問題。一方面，VLAN建立在區域網交換機的基礎之上；另一方面，VLAN是局域交換網的靈魂。這是因為通過 VLAN用戶能方便地在網路中移動和快捷地組建寬頻網路，而無需改變任何硬體和通信線路。這樣，網路管理員就能從邏輯上對用戶和網路資源進行分配，而無需考慮物理連接方式。 VLAN充分體現了現代網路技術的重要特徵：高速、靈活、管理簡便和擴展容易。是否具有VLAN功能是衡量區域網交換機的一項重要指標。網路的虛擬化是未來網路發展的潮流。VLAN與普通區域網從原理上講沒有什麼不同，但從用戶使用和網路管理的角度來看，VLAN與普通區域網最基本的差異體現在：VLAN並不局限於某一網路或物理范圍，VLAN中的用戶可以位於一個園區的任意位置，甚至位於不同的國家。
傳統的共享介質的乙太網和交換式的乙太網中，所有的用戶在同一個廣播域中，會引起網路性能的下降，浪費可貴的帶寬；而且對廣播風暴的控制和網路安全只能在第三層的路由器上實現。
VLAN相當於OSI參考模型的第二層的廣播域，能夠將廣播風暴控制在一個VLAN內部，劃分VLAN後，由於廣播域的縮小，網路中廣播包消耗帶寬所佔的比例大大降低，網路的性能得到顯著的提高。不同的VLAN之間的數據傳輸是通過第三層（網路層）的路由來實現的，因此使用VLAN技術，結合數據鏈路層和網路層的交換設備可搭建安全可靠的網路。網路管理員通過控制交換機的每一個埠來控制網路用戶對網路資源的訪問，同時VLAN和第三層第四層的交換結合使用能夠為網路提供較好的安全措施。
另外，VLAN具有靈活性和可擴張性等特點，方便於網路維護和管理，這兩個特點正是現代區域網設計必須實現的兩個基本目標, 在區域網中有效利用虛擬區域網技術能夠提高網路運行效率.

E. 集成電路中為何要採用隔離技術

集成電路中採用隔離技術的原因是：
集成電路中的元件都是在一塊硅襯底上做的，而且距離非常近，只有幾個微米，如果不隔離，就會造成元件之間性能的相互干擾。隔離的原理，主要是利用了反向pn結的勢壘來阻礙電荷的運動。

集成電路（integrated circuit）是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然後封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母「IC」表示。集成電路發明者為傑克·基爾比（基於鍺（Ge）的集成電路）和羅伯特·諾伊思（基於硅（Si）的集成電路）。當今半導體工業大多數應用的是基於硅的集成電路。

F. 為什麼很多應用中需要使用隔離電源

主要有以下三點原因：
1、隔離電源失效後，對後級的影響干擾小；
2、提高抗干擾能力，I/O隔離，通訊隔離也屬於這一類；
3、強制性的安規要求，與市電接觸的AC-DC一般都需要採用隔離電源。
在隔離電源行業，ZLG隔離電源模塊是被使用的比較多的，選型時可以參考下。

G. 一文詳解HBase資源隔離相關的解決方案

易擴展性，准確來說是易橫向擴展性，一直是HBase引以為豪的優點之一，所以理論上HBase的集群規模可以做到很大，多個產品和業務的數據可以存在一個HBase中統一管理，節省運維資源和成本。

但是集群規模大了，數據量多了，處理負載變高了，加上各個產品和業務之間優先順序不同，負載不同，對不同資源的敏感性也不同，使得簡單粗暴的共用一個集群的效果並不是很好，面對這種業務場景早期的HBase版本並沒有相關的解決方案，所以更多的就是各自為戰，各自用各自的集群，這樣不僅使得HBase集群重復建設，增加硬體投入以及運維成本外，更是埋沒了HBase的易擴展型的特點，所以後續的HBase版本中慢慢加入了多租戶以及業務資源隔離相關的解決方案。

下面就從硬體資源隔離以及業務資源隔離兩個方面來說明下HBase的實現：

此功能用於將統一的大HBase 集群的 RegionServer 劃分為多個分組，管理員可以將不同的表放入不同分組進行資源隔離，避免無關系的業務之間互相影響。

同樣也可以根據不同的業務需求提供不同的硬體資源。對於於重點業務，可以分配更多的regionserver的機器，降低負載；而對於非重點業務，則可以更少的機器承擔負更多的業務。

目前datanode已經支持了分級存儲，甚至可以將重點業務使用不同的介質，比如SSD，從而達到硬體資源利用率和業務執行效率雙提升的目的。

下圖就是HBase中RsGroup的實現方式：

從上圖以及上面的描述可以看出，RsGroup的特點如下：

啟用過程修改所有節點的hbase-site.xml, 並重啟master即可，配置修改如下：

生產系統中的RsGroup的使用需要兼顧到很多硬體成本以及業務需求相關的限制，下面給出幾個相對通用的原則供大家參考：

最後說說RsGroup使用過程中相關的管理以及注意事項：

RegionServer 默認情況下只提供一個請求隊列給所有業務使用，該隊列處理所有的讀寫請求，導致部分延遲較高的請求影響其他對延遲敏感的業務，大量的寫請求影響了讀請求。針對這種情況，HBase 提供了讀寫隊列隔離方案。

HBase 有四種典型的數據API操作類型，分別為 get、scan 和put、delete，其中 get 和 scan 屬於 read 類型，put、delete屬於write類型。默認場景下，HBase 只提供一個隊列，所有請求都會進入該隊列進行優先順序排序。在一些場景下，我們要求這四種類型的訪問盡可能的互相不影響，那麼就需要在線上配置讀寫分離。

首先，我們可以根據HBase的業務特點，即讀多寫少還是寫多讀少來分配讀寫的比例：

HBase 中的相關配置如下：

該值在HBase中默認為0，代表讀寫資源不分離。如果將 hbase.ipc.server.callqueue.read.ratio 設置為0.5，則表示有50%的線程數處理讀請求，剩餘50%用於接收寫請求。如果讀多寫少，則將該值設置為0.5-1之間；如果寫多讀少，則將該值設置為0-0.5之間。

其次，在某些場景下，讀操作scan以及get也需要進行隔離，HBase也同樣提供scan以及get的比例：

HBase 中的相關配置如下：

該值在HBase中默認為0，代表scan和get資源不分離。如果將 hbase.ipc.server.callqueue.scan.ratio 設置為0.5，則代表在50%的讀線程之中，再有50%的線程處理 scan，也就是全部線程的25%。如果scan多get少，則將該值設置為0.5-1之間；如果get多scan少，則將該值設置為0-0.5之間。

H. 網路隔離技術的技術原理

網路隔離技術的核心是物理隔離，並通過專用硬體和安全協議來確保兩個鏈路層斷開的網路能夠實現數據信息在可信網路環境中進行交互、共享。一般情況下，網路隔離技術主要包括內網處理單元、外網處理單元和專用隔離交換單元三部分內容，其中，內網處理單元和外網處理單元都具備一個獨立的網路介面和網路地址來分別對應連接內網和外網，而專用隔離交換單元則是通過硬體電路控制高速切換連接內網或外網。網路隔離技術的基本原理通過專用物理硬體和安全協議在內網和外網的之間架構起安全隔離網牆，使兩個系統在空間上物理隔離，同時又能過濾數據交換過程中的病毒、惡意代碼等信息，以保證數據信息在可信的網路環境中進行交換、共享，同時還要通過嚴格的身份認證機制來確保用戶獲取所需數據信息。 網路隔離技術的關鍵點是如何有效控制網路通信中的數據信息，即通過專用硬體和安全協議來完成內外網間的數據交換，以及利用訪問控制、身份認證、加密簽名等安全機制來實現交換數據的機密性、完整性、可用性、可控性，所以如何盡量提高不同網路間數據交換速度，以及能夠透明支持交互數據的安全性將是未來網路隔離技術發展的趨勢。

I. 為什麼要用隔離 用隔離的原因

1、用隔離是因為隔離霜是能夠保護皮膚免受外界污染和傷害的重要保護層。使用隔離是保護皮膚的一個重要步驟。隔離霜除了能夠隔離化妝品殘留外，還能有效阻隔生活中的灰塵以及空氣中對皮膚造成的污染傷害。並且隔離還有能有效的防止紫外線對皮膚的侵蝕，所以如果不使用隔離會讓皮膚無法受到保護，並且還會加速皮膚的老化。另外，部分隔離霜含有滋養成分，在隔離污染的同時也能滋養肌膚。

2、隔離霜的只要作用就是隔離，隔離灰塵和空氣污染。化妝前塗一層防護霜，就像皮膚上的保護膜一樣，可以更好地保護皮膚免受傷害。

J. 集成電路中為何要採用隔離技術

集成電路是由許多元器件組成的，並且是製作在同一塊矽片上的，所以在有的元器件之間必須隔離開來，才能保證電路正常工作。
隔離要完全，即不能有大的漏電流。一般採取的隔離技術有pn結隔離、介質隔離、刻槽隔離等。