为什么要使用资源隔离技术

A. 为什么要学习消毒隔离技术

医院是病人密集的地方，病原微生物较集中，为了加强消毒隔离管理，防止医院内感染，保障社会人群的身体健康，根据国家卫生部颁发的《消毒技术规范》和总后勤部卫生部颁发的《医疗护理技术操作常规》(第四版)，结合医院广大医护人员多年实践经验，编写出一套从病人入院到出院全过程的《消毒隔离管理》。1991年12月本书出版后，经临床实践，结合消毒学的发展，我们进行了改。

本书适用于医院广大医、护、药、技人员和后勤工作人员使用，也适用于护校教师作教学参考书。

B. 数据隔离在云计算中的应用

云计算中的数据隔离要使用虚拟化技术。虚拟化技术是云计算的核心技术，通过虚拟化技术实现了计算和资源的共享，所有用户的数据都位于共享的环境之中，这就意味着不同用户的数据可能存放在一个共享的物理存储设备中，如果恶意用户通过不正当手段取得合法虚拟机权限，就有可能威胁到同一台物理存储设备上的其他虚拟机，进而威胁到其他用户数据的安全，采用数据加密的方式能够起到一定的保护作用，但是仍然不足以保证数据的安全性，而数据隔离技术能够保障用户间数据分开，防止上述事件的发生。
在云计算系统中对客户数据的存放可采用两种方式实现：一种方式是采用单独的存储设备，这种方式从物理层面来对客户的重要数据进行有效的隔离保护，但是这种方式缺点是对存储资源不能进行有效利用；另一种存储方式是采用共享的存储设备，这种方式采用了虚拟化技术，以共享存储的方式对用户的数据进行存储，这种方式能够节约存储空间并且统一管理，可以节省相关的管理费用，但是这种方式需要确保数据的隔离性，这就要求在存储设备上部署数据隔离的相关措施。 目前已经有几种相对成熟的数据库架构来帮助实现数据隔离。

• 共享表架构（Shared Schema Multi-Tenancy） 即相同的数据库实例和相同的数据库表被所有的软件系统客户共享使用，而数据的从属是通过字段来进行区分的。这种方式的优点是由于它最大化地利用了单个数据库实例的存储能力使得硬件成本非常低廉，其缺点是由于多个客户的数据共存于相同的数据库表内，因此需要额外的业务逻辑来隔离各个客户的数据，增加了开发的复杂度。此外，这种架构实现数据备份的成本也非常高，不但需要专门编写代码实现数据备份，而且在恢复数据时，需要对数据库表进行大量的删除和插入操作，因为数据库表包含大量其他客户的数据，势必对系统性能和其他客户的体验带来影响。
• 分离数据库架构（Separated Database） 即每个软件系统客户单独拥有自己的数据库实例；相比共享表架构，由于每个客户拥有单独的数据库实例，这种架构可以高效便捷地实现数据安全性和数据备份，但是随之而来的缺点便是其硬件成本非常高昂。
• 分离表架构（Shared Database Separated Schema） 即软件系统客户共享相同的数据实例，但是每个用户单独拥有自己的由一系列数据库表组成的模式。分离表架构是一种折中的多用户方案，它的优点是实现数据分离和数据备份相对共享表架构更加容易一些，而且它的硬件成本也较分离数据库架构低。
  在进行云存储设计部署的时候，系统架构师要对以上三种方式进行全面分析，综合各方面的因素来选择合适的多用户模式（Multi-Tenancy）架构。一般来说，系统服务的客户数量越多，则越适合使用共享表的架构；对数据隔离性和安全性要求越高，则越适合使用分离数据库的架构。在超大型的云系统中，一般都会采用复合型的多租户模式架构，以平衡系统成本和性能。其中比较典型的实例就是Salesforce.com公司，Salesforce.com最初是基于共享表架构进行搭建，但是随着新客户的不断增加，单纯的共享表架构已经很难满足日益增长的性能要求，Salesforce.com逐步开始在不同的物理区域搭建分布式系统。在全局上，Salesforce.com以类似于分离数据库的架构运行，在单个区域内，系统则仍然按照共享表架构运行。

C. 涉密网络为什么要与互联网实施物理隔离

首先是实施物理隔离是国家强制执行的保密规定，我国2000年1月1日起实施的《计算机信息系统国际联网保密管理规定》第二章第六条规定，“涉及国家秘密的计算机信息系统，不得直接或间接地与国际互联网或其它公共信息网络相连接，必须实行物理隔离”。
其次是安全国家安全保密的需要，防止涉密信息通过互联网络外泄。由于以Internet为代表的计算机网络设计者主要目标是互联、互通、共享，而不是安全，使用最广泛的协议TCP/IP也是在网络技术并不成熟的情况下设计的，该协议己被发现许多安全漏洞和隐患，网络的技术基础十分脆弱。

D. VLAN隔离技术的定义

基于VLAN隔离技术的访问控制方法在一些中小型企业和校园网中得到广泛的应用。 VLAN是对连接到的第二层交换机端口的网络用户的逻辑分段，不受网络用户的物理位置限制而根据用户需求进行网络分段。一个VLAN可以在一个交换机或者跨交换机实现。VLAN可以根据网络用户的位置、作用、部门或者根据网络用户所使用的应用程序和协议来进行分组。基于交换机的虚拟局域网能够为局域网解决冲突域、广播域、带宽问题。一方面，VLAN建立在局域网交换机的基础之上；另一方面，VLAN是局域交换网的灵魂。这是因为通过 VLAN用户能方便地在网络中移动和快捷地组建宽带网络，而无需改变任何硬件和通信线路。这样，网络管理员就能从逻辑上对用户和网络资源进行分配，而无需考虑物理连接方式。 VLAN充分体现了现代网络技术的重要特征：高速、灵活、管理简便和扩展容易。是否具有VLAN功能是衡量局域网交换机的一项重要指标。网络的虚拟化是未来网络发展的潮流。VLAN与普通局域网从原理上讲没有什么不同，但从用户使用和网络管理的角度来看，VLAN与普通局域网最基本的差异体现在：VLAN并不局限于某一网络或物理范围，VLAN中的用户可以位于一个园区的任意位置，甚至位于不同的国家。
传统的共享介质的以太网和交换式的以太网中，所有的用户在同一个广播域中，会引起网络性能的下降，浪费可贵的带宽；而且对广播风暴的控制和网络安全只能在第三层的路由器上实现。
VLAN相当于OSI参考模型的第二层的广播域，能够将广播风暴控制在一个VLAN内部，划分VLAN后，由于广播域的缩小，网络中广播包消耗带宽所占的比例大大降低，网络的性能得到显着的提高。不同的VLAN之间的数据传输是通过第三层（网络层）的路由来实现的，因此使用VLAN技术，结合数据链路层和网络层的交换设备可搭建安全可靠的网络。网络管理员通过控制交换机的每一个端口来控制网络用户对网络资源的访问，同时VLAN和第三层第四层的交换结合使用能够为网络提供较好的安全措施。
另外，VLAN具有灵活性和可扩张性等特点，方便于网络维护和管理，这两个特点正是现代局域网设计必须实现的两个基本目标, 在局域网中有效利用虚拟局域网技术能够提高网络运行效率.

E. 集成电路中为何要采用隔离技术

集成电路中采用隔离技术的原因是：
集成电路中的元件都是在一块硅衬底上做的，而且距离非常近，只有几个微米，如果不隔离，就会造成元件之间性能的相互干扰。隔离的原理，主要是利用了反向pn结的势垒来阻碍电荷的运动。

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

F. 为什么很多应用中需要使用隔离电源

主要有以下三点原因：
1、隔离电源失效后，对后级的影响干扰小；
2、提高抗干扰能力，I/O隔离，通讯隔离也属于这一类；
3、强制性的安规要求，与市电接触的AC-DC一般都需要采用隔离电源。
在隔离电源行业，ZLG隔离电源模块是被使用的比较多的，选型时可以参考下。

G. 一文详解HBase资源隔离相关的解决方案

易扩展性，准确来说是易横向扩展性，一直是HBase引以为豪的优点之一，所以理论上HBase的集群规模可以做到很大，多个产品和业务的数据可以存在一个HBase中统一管理，节省运维资源和成本。

但是集群规模大了，数据量多了，处理负载变高了，加上各个产品和业务之间优先级不同，负载不同，对不同资源的敏感性也不同，使得简单粗暴的共用一个集群的效果并不是很好，面对这种业务场景早期的HBase版本并没有相关的解决方案，所以更多的就是各自为战，各自用各自的集群，这样不仅使得HBase集群重复建设，增加硬件投入以及运维成本外，更是埋没了HBase的易扩展型的特点，所以后续的HBase版本中慢慢加入了多租户以及业务资源隔离相关的解决方案。

下面就从硬件资源隔离以及业务资源隔离两个方面来说明下HBase的实现：

此功能用于将统一的大HBase 集群的 RegionServer 划分为多个分组，管理员可以将不同的表放入不同分组进行资源隔离，避免无关系的业务之间互相影响。

同样也可以根据不同的业务需求提供不同的硬件资源。对于于重点业务，可以分配更多的regionserver的机器，降低负载；而对于非重点业务，则可以更少的机器承担负更多的业务。

目前datanode已经支持了分级存储，甚至可以将重点业务使用不同的介质，比如SSD，从而达到硬件资源利用率和业务执行效率双提升的目的。

下图就是HBase中RsGroup的实现方式：

从上图以及上面的描述可以看出，RsGroup的特点如下：

启用过程修改所有节点的hbase-site.xml, 并重启master即可，配置修改如下：

生产系统中的RsGroup的使用需要兼顾到很多硬件成本以及业务需求相关的限制，下面给出几个相对通用的原则供大家参考：

最后说说RsGroup使用过程中相关的管理以及注意事项：

RegionServer 默认情况下只提供一个请求队列给所有业务使用，该队列处理所有的读写请求，导致部分延迟较高的请求影响其他对延迟敏感的业务，大量的写请求影响了读请求。针对这种情况，HBase 提供了读写队列隔离方案。

HBase 有四种典型的数据API操作类型，分别为 get、scan 和put、delete，其中 get 和 scan 属于 read 类型，put、delete属于write类型。默认场景下，HBase 只提供一个队列，所有请求都会进入该队列进行优先级排序。在一些场景下，我们要求这四种类型的访问尽可能的互相不影响，那么就需要在线上配置读写分离。

首先，我们可以根据HBase的业务特点，即读多写少还是写多读少来分配读写的比例：

HBase 中的相关配置如下：

该值在HBase中默认为0，代表读写资源不分离。如果将 hbase.ipc.server.callqueue.read.ratio 设置为0.5，则表示有50%的线程数处理读请求，剩余50%用于接收写请求。如果读多写少，则将该值设置为0.5-1之间；如果写多读少，则将该值设置为0-0.5之间。

其次，在某些场景下，读操作scan以及get也需要进行隔离，HBase也同样提供scan以及get的比例：

HBase 中的相关配置如下：

该值在HBase中默认为0，代表scan和get资源不分离。如果将 hbase.ipc.server.callqueue.scan.ratio 设置为0.5，则代表在50%的读线程之中，再有50%的线程处理 scan，也就是全部线程的25%。如果scan多get少，则将该值设置为0.5-1之间；如果get多scan少，则将该值设置为0-0.5之间。

H. 网络隔离技术的技术原理

网络隔离技术的核心是物理隔离，并通过专用硬件和安全协议来确保两个链路层断开的网络能够实现数据信息在可信网络环境中进行交互、共享。一般情况下，网络隔离技术主要包括内网处理单元、外网处理单元和专用隔离交换单元三部分内容，其中，内网处理单元和外网处理单元都具备一个独立的网络接口和网络地址来分别对应连接内网和外网，而专用隔离交换单元则是通过硬件电路控制高速切换连接内网或外网。网络隔离技术的基本原理通过专用物理硬件和安全协议在内网和外网的之间架构起安全隔离网墙，使两个系统在空间上物理隔离，同时又能过滤数据交换过程中的病毒、恶意代码等信息，以保证数据信息在可信的网络环境中进行交换、共享，同时还要通过严格的身份认证机制来确保用户获取所需数据信息。 网络隔离技术的关键点是如何有效控制网络通信中的数据信息，即通过专用硬件和安全协议来完成内外网间的数据交换，以及利用访问控制、身份认证、加密签名等安全机制来实现交换数据的机密性、完整性、可用性、可控性，所以如何尽量提高不同网络间数据交换速度，以及能够透明支持交互数据的安全性将是未来网络隔离技术发展的趋势。

I. 为什么要用隔离 用隔离的原因

1、用隔离是因为隔离霜是能够保护皮肤免受外界污染和伤害的重要保护层。使用隔离是保护皮肤的一个重要步骤。隔离霜除了能够隔离化妆品残留外，还能有效阻隔生活中的灰尘以及空气中对皮肤造成的污染伤害。并且隔离还有能有效的防止紫外线对皮肤的侵蚀，所以如果不使用隔离会让皮肤无法受到保护，并且还会加速皮肤的老化。另外，部分隔离霜含有滋养成分，在隔离污染的同时也能滋养肌肤。

2、隔离霜的只要作用就是隔离，隔离灰尘和空气污染。化妆前涂一层防护霜，就像皮肤上的保护膜一样，可以更好地保护皮肤免受伤害。

J. 集成电路中为何要采用隔离技术

集成电路是由许多元器件组成的，并且是制作在同一块硅片上的，所以在有的元器件之间必须隔离开来，才能保证电路正常工作。
隔离要完全，即不能有大的漏电流。一般采取的隔离技术有pn结隔离、介质隔离、刻槽隔离等。