大型網(wǎng)站架構(gòu)演化【轉(zhuǎn)】

說道大型網(wǎng)站房轿,就的先說大型網(wǎng)站的特點:高并發(fā),大流量枉长,高可用冀续,海量數(shù)據(jù)等。下面就說說大型網(wǎng)站的架構(gòu)演化過程吧必峰。

總覽

1洪唐、初始階段的網(wǎng)站架構(gòu)

初始階段都比較簡單,通常一臺服務(wù)器就可以搞定一個網(wǎng)站了吼蚁,看圖凭需。

應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫肝匆、文件等所有資源都在一臺服務(wù)器上粒蜈,通常使用 Linux JDK MySQL Tomcat 就可以完成整個項目部署,然后再買個域名旗国,租一個廉價的服務(wù)器就可以開始我們的網(wǎng)站之旅了

2枯怖、應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)分離

隨著網(wǎng)站業(yè)務(wù)的發(fā)展,一臺服務(wù)器逐漸不能滿足需求能曾;這時候就需要將應(yīng)用和數(shù)據(jù)分離度硝,如圖。

對于這三臺服務(wù)器要求各不相同:

  • 應(yīng)用服務(wù)器 要處理大量的業(yè)務(wù)邏輯寿冕,所以需要更好更快更強大的 CPU
  • 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 需要快速的進(jìn)行磁盤檢索和數(shù)據(jù)緩存蕊程,因此需要更快的硬盤和更大的內(nèi)存
  • 文件服務(wù)器 需要存儲用戶上傳的文件資源,因此需要更大的硬盤存儲空間

應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離后驼唱,各個的職責(zé)變得更加專一藻茂,網(wǎng)站的性能得到進(jìn)一步的提升,但隨著用戶的繼續(xù)增加玫恳,我們需要對網(wǎng)站架構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化

3.使用緩存改善網(wǎng)站性能

毫無疑問辨赐,現(xiàn)在的網(wǎng)站基本上都會使用緩存,即:80%的業(yè)務(wù)訪問都會集中在20%的數(shù)據(jù)上京办。

網(wǎng)站的緩存可以分為兩種:緩存在應(yīng)用服務(wù)器上的本地緩存和緩存在專門的分布式緩存服務(wù)器上的遠(yuǎn)程緩存

  • 本地緩存 的訪問速度會快一些掀序,但是受應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)存限制,緩存數(shù)據(jù)量很有限臂港,而且會出現(xiàn)內(nèi)存爭用的情況
  • 遠(yuǎn)程分布式緩存 可以使用集群的方式,部署大內(nèi)存的服務(wù)器作為專門的緩存服務(wù)器,可以在理論上做到不受內(nèi)存容量限制的緩存服務(wù)

4审孽、使用應(yīng)用服務(wù)器集群改善網(wǎng)站的并發(fā)處理能力

因為單一應(yīng)用服務(wù)器能夠處理的請求連接有限县袱,在網(wǎng)站訪問高峰時期,應(yīng)用服務(wù)器會成為整個網(wǎng)站的瓶頸佑力。因此使用負(fù)載均衡處理器勢在必然式散。通過負(fù)載均衡調(diào)度服務(wù)器,可將來自瀏覽器的訪問請求分發(fā)到應(yīng)用的集群中的任何一臺服務(wù)器上打颤。

5暴拄、數(shù)據(jù)庫讀寫分離

在使用了緩存后,大多數(shù)的操作不經(jīng)過數(shù)據(jù)庫訪問就能完成编饺,但仍有一部分讀操作(緩存訪問未命中乖篷,緩存過期)和所有的寫操作需要訪問數(shù)據(jù)庫,在網(wǎng)站的用戶量達(dá)到一定時透且,數(shù)據(jù)庫的負(fù)載問題就來了

當(dāng)用戶達(dá)到一定規(guī)模后撕蔼,數(shù)據(jù)庫因為負(fù)載壓力過高而成為網(wǎng)站的瓶頸。而目前主流的數(shù)據(jù)庫都提供主從熱備功能秽誊,通過配置兩臺數(shù)據(jù)庫主從關(guān)系鲸沮,可以將一臺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)更新同步到另一臺服務(wù)器上。網(wǎng)站利用數(shù)據(jù)庫這一功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫讀寫分離锅论,從而改善數(shù)據(jù)庫負(fù)載壓力讼溺。

應(yīng)用服務(wù)器在寫操作的時候,訪問主數(shù)據(jù)庫最易,主數(shù)據(jù)庫通過主從復(fù)制機制把數(shù)據(jù)同步更新到從數(shù)據(jù)庫怒坯,這樣當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行讀操作的時候,就能訪問從數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)

6耘纱、使用反向代理和CDN加上網(wǎng)站相應(yīng)

提高網(wǎng)站的訪問速度敬肚,主要手段有使用CDN和反向代理。

CDN和反向代理的基本原理都是緩存束析,區(qū)別在于CDN部署在網(wǎng)絡(luò)提供商的機房艳馒,而反向代理是部署在網(wǎng)站的中心機房,當(dāng)用戶請求到達(dá)中心機房后员寇,首先訪問的反向代理弄慰,如果反向代理緩存著用戶請求的資源,則直接返回給用戶蝶锋。

7陆爽、使用分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

任何強大的單一服務(wù)器都滿足不了大型網(wǎng)站持續(xù)增長的業(yè)務(wù)需求。

分布式數(shù)據(jù)庫時網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫拆分的最后手段扳缕,只用在單表數(shù)據(jù)規(guī)模非常大的時候才使用慌闭。不到不得已時别威,網(wǎng)站更常用的數(shù)據(jù)庫拆分手段是業(yè)務(wù)拆分,將不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)部署在不同的物理服務(wù)器上驴剔。

8省古、使用NoSQL和搜索引擎

搜素引擎也基本已經(jīng)形成現(xiàn)在大型網(wǎng)站必須提供的功能了,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)如搜索引擎丧失。

9豺妓、業(yè)務(wù)拆分

對于大型網(wǎng)站,我們可以分而治之布讹,把整個網(wǎng)站的業(yè)務(wù)分為不同的模塊琳拭,比如大型的交易購物完整可以分為首頁、店鋪描验、訂單白嘁、買家等,分別交給不同的業(yè)務(wù)團隊來負(fù)責(zé)

同時我們將一個網(wǎng)站根據(jù)模塊劃分拆分成多個應(yīng)用挠乳,每個應(yīng)用進(jìn)行單獨的部署和維護(hù)权薯,應(yīng)用之間通過超鏈接建立關(guān)系(指向不同的應(yīng)用地址),最后通過相同的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)來構(gòu)成一個互相關(guān)聯(lián)的完整系統(tǒng)

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10睡扬、分布式服務(wù)

隨著業(yè)務(wù)拆分盟蚣,整個系統(tǒng)越來越大,應(yīng)用的整體復(fù)雜度呈指數(shù)級增加卖怜,部署維護(hù)越來越困難屎开,并且所有的應(yīng)用服務(wù)器都要與數(shù)據(jù)庫服務(wù)連接, 在數(shù)萬臺服務(wù)器規(guī)模的情況下马靠,這些連接的數(shù)目是服務(wù)器規(guī)模的平方奄抽,導(dǎo)致資源不足

這時候就要對相同的業(yè)務(wù)進(jìn)行提取,獨立部署甩鳄,把這些可重用的業(yè)務(wù)和連接數(shù)據(jù)庫等逞度,提取出來作為公共業(yè)務(wù)服務(wù),而應(yīng)用系統(tǒng)只需要通過分布式服務(wù)訪問公共業(yè)務(wù)服務(wù)完成業(yè)務(wù)操作

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