如何打造一個高可用谚咬，高性能烘嘱，易擴展昆禽，可伸縮且安全的網(wǎng)站蝗蛙？這是很多大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和其架構(gòu)師們應(yīng)該關(guān)注的問題。在拜閱了李神的《大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)》一書以及結(jié)合自己對于互聯(lián)網(wǎng)的淺薄理解醉鳖，決定對其每一章做個學習筆記歼郭，供大家交流學習，也希望大家能夠做出批評和建議辐棒，在構(gòu)建大型網(wǎng)站以及成為架構(gòu)師之路上有所幫助~
第一章：大型網(wǎng)站架構(gòu)演化
九層之臺病曾，始于壘土；千里之行漾根，始于足下泰涂。
對于網(wǎng)站的發(fā)展，亦是如此辐怕，從上世紀90年代開始逼蒙，互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，發(fā)生了翻天覆地的變化寄疏，今天是牢，全球有一半的人使用互聯(lián)網(wǎng)，從信息檢索到實時通信陕截，從電子購物到文化娛樂驳棱，互聯(lián)網(wǎng)滲透到了生活的每一個角落。但是农曲，構(gòu)建一個高性能的網(wǎng)站社搅，絕非一朝一夕可以完成，我們來看下乳规，作為一個大型網(wǎng)站系統(tǒng)應(yīng)有的特點：
1.大型網(wǎng)站系統(tǒng)應(yīng)有的特點
高并發(fā)形葬，大流量：需要面對高并發(fā)用戶，大流量訪問暮的。舉個例子笙以，去往迪拜的飛機有200張票，但是有100w人都擠進系統(tǒng)買票冻辩，如何讓這100w人能夠看到票務(wù)的實時更新猖腕，以及順利的買到一張票，都是一個網(wǎng)站架構(gòu)師應(yīng)該考慮的問題微猖。這也許對于淘寶的“雙十一”1000w的一分鐘獨立訪問用戶量來說谈息，是個微不足道的數(shù)字，但是對于用戶的體驗以及網(wǎng)站的口碑來說凛剥，都是一項不小的挑戰(zhàn)侠仇。
高可用：相對于高并發(fā)來說，高可用并不是一個比較有規(guī)律的參數(shù)，7*24 是每個網(wǎng)站的夢想逻炊，但是你并不知道互亮，在某一刻，他就沒理由的宕機了余素。
海量數(shù)據(jù)：存儲豹休，管理海量的數(shù)據(jù)，需要使用大量的服務(wù)器桨吊。FaceBook每周上傳的照片接近10億威根，沒有一個大型的存儲服務(wù)器的支撐，相信用戶量不會一直飆升视乐。
用戶分布廣泛洛搀，網(wǎng)絡(luò)情況復雜：許多大型的互聯(lián)網(wǎng)都是為全球用戶提供服務(wù)的，用戶分布范圍廣佑淀，各地網(wǎng)絡(luò)情況千差萬別留美。各個運行商之間的互通，各個國家的數(shù)據(jù)連接等等伸刃。
安全環(huán)境惡劣：由于互聯(lián)網(wǎng)的開放性谎砾，使得互聯(lián)網(wǎng)更容易受到攻擊，包括各種省份證信息被竊取等事件屢見不鮮捧颅。
漸進式發(fā)展：幾乎所有的大型互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站都是從一個小網(wǎng)站開始景图，漸進發(fā)展起來的，好的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都是慢慢運營出來的隘道。
2.大型網(wǎng)站架構(gòu)演化發(fā)展歷程
大型網(wǎng)站的技術(shù)挑戰(zhàn)來自于龐大的用戶症歇，高并發(fā)的訪問和海量的數(shù)據(jù)，任何簡單的業(yè)務(wù)一旦需要處理數(shù)以P計的數(shù)據(jù)和面對數(shù)以億計的用戶谭梗，問題就會變的和棘手，我們來看下網(wǎng)站架構(gòu)發(fā)展的歷程：
階段1 ：初始階段的網(wǎng)站架構(gòu)：
小型網(wǎng)站最開始時沒有太多人訪問宛蚓，只需要一臺服務(wù)器綽綽有余激捏，此階段網(wǎng)站架構(gòu)如圖：
應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫凄吏，文件等所有資源都放在一臺服務(wù)器上远舅，通常服務(wù)器視野Linux,應(yīng)用程序使用PHP，然后部署在Apache上痕钢，數(shù)據(jù)庫MySQL.
階段2：應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)庫分離：
隨著網(wǎng)站業(yè)務(wù)的發(fā)展图柏，一臺服務(wù)器逐漸不能滿足需求，越來越多的用戶訪問導致性能越來越差任连，越來越多的數(shù)據(jù)導致存儲空間不足蚤吹，這時候，就需要將應(yīng)用和數(shù)據(jù)分離，此時整個網(wǎng)站使用三臺服務(wù)器：應(yīng)用服務(wù)器裁着，文件服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器繁涂，三臺服務(wù)器對硬件資源要求各不相同：應(yīng)用服務(wù)器需要處理大量的業(yè)務(wù)邏輯，因此需要更快更強大的CPU二驰，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器需要快速磁盤檢索和數(shù)據(jù)緩存扔罪，因此需要更快的硬盤和更大的內(nèi)存，文件服務(wù)器需要存儲大量的用戶上傳文件桶雀，因此需要更大的硬盤矿酵。
階段3：使用緩存改善網(wǎng)站性能：
網(wǎng)站使用的緩存可以分為兩種：緩存在應(yīng)用服務(wù)器的本地緩存和緩存在專門的分布式緩存服務(wù)器上的遠程緩存。本地緩存的訪問速度更快一些矗积，但是受應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)存限制全肮，緩存數(shù)據(jù)量有限。遠程分布式緩存可以使用集群的方式漠魏，部署大內(nèi)存的服務(wù)器作為專門的緩存服務(wù)器倔矾，可以在理論上做到不受內(nèi)存容量的限制：
階段4：使用應(yīng)用服務(wù)器集群改善網(wǎng)站的并發(fā)處理能力：
當有一臺服務(wù)器的處理能力、存儲空間不足時柱锹，不要企圖去更換更強大的服務(wù)器哪自，對于大型網(wǎng)站而言，不管多么強大的服務(wù)器禁熏，都滿足不了網(wǎng)站持續(xù)增長的業(yè)務(wù)需求壤巷。此時，應(yīng)該考慮增加一臺服務(wù)器分擔原有服務(wù)器的訪問以及存儲壓力：
階段5：數(shù)據(jù)庫讀寫分離：
目前大部分的主流數(shù)據(jù)庫都提供主從熱備功能瞧毙，通過配置兩臺數(shù)據(jù)庫主從關(guān)系胧华，可以將一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)更新同步到另外一臺服務(wù)器上，網(wǎng)站利用這一功能宙彪，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫讀寫分離矩动，從而改善數(shù)據(jù)庫負載壓力：
階段6：使用反向代理和CDN加速網(wǎng)站響應(yīng)：
CDN和反向代理的基本原理都是緩存，區(qū)別在于CDN部署在網(wǎng)絡(luò)提供商的機房释漆，用戶在請求時悲没，能從最近的機房獲取到資源；反向代理部署在網(wǎng)站的中心機房男图，當用戶請求到達中心機房后示姿，首先訪問的是機房的反向代理服務(wù)器，如果反向代理服務(wù)器中存儲了用戶請求的資源逊笆，那么優(yōu)先返回該部分資源給用戶栈戳。
階段7：使用分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：
數(shù)據(jù)庫經(jīng)過讀寫分離后，從一臺服務(wù)器分成兩臺服務(wù)器难裆，但是隨著網(wǎng)站業(yè)務(wù)的發(fā)展子檀，依然不能滿足需求，這是就需要使用分布式數(shù)據(jù)庫，文件系統(tǒng)也是如此：
分布式數(shù)據(jù)庫是網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫拆分的最后手段命锄，只有在單表數(shù)據(jù)規(guī)模非常大的時候才使用堰乔。一般情況下，網(wǎng)站更常用的數(shù)據(jù)庫拆分手段是業(yè)務(wù)分庫脐恩，將不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫部署在不同的服務(wù)器上镐侯。
階段8：使用NoSQL和搜索引擎：
隨著網(wǎng)站業(yè)務(wù)越來越復雜，對數(shù)據(jù)存儲和檢索的需求也越來越復雜驶冒，網(wǎng)站需要采用一些非關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)如NoSQL和非數(shù)據(jù)庫查詢技術(shù)如搜索引擎：
階段9：業(yè)務(wù)拆分：
大型網(wǎng)站為了應(yīng)對日益復雜的業(yè)務(wù)場景苟翻，通過使用分而治之的手段將整個網(wǎng)站業(yè)務(wù)分成不同的產(chǎn)品線，如大型購物網(wǎng)站會將首頁骗污，商鋪崇猫，訂單，買家等拆分成不通的產(chǎn)品線需忿，分歸不通的業(yè)務(wù)團隊負責诅炉。具體到技術(shù)上，也會根據(jù)產(chǎn)品線劃分屋厘，將一個網(wǎng)站拆分成許多不同的應(yīng)用涕烧，每個獨立部署維護。應(yīng)用之間可以通過一個超鏈接建立關(guān)系汗洒，也可以通過消息隊列進行數(shù)據(jù)分發(fā)议纯，當然最多的還是通過訪問同一個數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)來構(gòu)成一個關(guān)聯(lián)的完整系統(tǒng)：
階段10：分布式服務(wù)：
隨著業(yè)務(wù)拆分越來越小，存儲系統(tǒng)越來越龐大溢谤，應(yīng)用系統(tǒng)的整體復雜程度呈指數(shù)級增加瞻凤，部署維護越來越困難，由于所有的應(yīng)用要和所有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接世杀，在數(shù)萬臺服務(wù)器規(guī)模的網(wǎng)站中阀参，這些連接的數(shù)目是服務(wù)器規(guī)模的平方，導致數(shù)據(jù)庫連接資源不足瞻坝，拒絕服務(wù)结笨。
既然每一個應(yīng)用系統(tǒng)都需要執(zhí)行許多相同的業(yè)務(wù)操作，比如用戶管理湿镀，商品管理等，那么可以將這些共用的業(yè)務(wù)提取出來伐憾，獨立部署勉痴。由這些可復用的業(yè)務(wù)連接數(shù)據(jù)庫，提供共用業(yè)務(wù)服務(wù)树肃，而應(yīng)用系統(tǒng)只需要管理用戶界面蒸矛，通過分布式服務(wù)調(diào)用共用業(yè)務(wù)服務(wù)完成具體業(yè)務(wù)操作。
大型網(wǎng)站的架構(gòu)演化到這里，基本上大多數(shù)的技術(shù)問題都可以得到解決雏掠，諸如跨數(shù)據(jù)中心的實時數(shù)據(jù)同步和具體網(wǎng)站業(yè)務(wù)相關(guān)的問題也可以通過組合改進現(xiàn)有的技術(shù)架構(gòu)來解決斩祭。
3.總結(jié)：
這個世界沒有那個網(wǎng)站從誕生起就是大型網(wǎng)站，也沒有哪個網(wǎng)站從發(fā)布起就有龐大的用戶乡话，高并發(fā)的訪問以及海量的用戶摧玫，大型網(wǎng)站都是從小型網(wǎng)站發(fā)展而來的。大型網(wǎng)站架構(gòu)技術(shù)的核心價值不是從無到有建立一個網(wǎng)站绑青，而是能夠伴隨小型網(wǎng)站業(yè)務(wù)的逐步發(fā)展诬像，慢慢演化成一個大型網(wǎng)站，在此過程中闸婴，不需要放棄什么坏挠，不需要推翻什么，不需要劇烈的革命邪乍，就慢慢的把一個有=只有一臺服務(wù)器降狠，幾百個用戶的小網(wǎng)站演化成一個幾十萬臺服務(wù)器，數(shù)十億用戶的大型網(wǎng)站庇楞。
