1. 大型网站
1.1. 一、大型网站系统特点
- 高并发、大流量:PV 量巨大
- 高可用:7*24 小时不间断服务
- 海量数据:文件数目分分钟 xxTB
- 用户分布广泛,网络情况复杂:网络运营商
- 安全环境恶劣:黑客的攻击
- 需求快速变更,发布频繁:快速适应市场,满足用户需求
- 渐进式发展:慢慢地运营出大型网站
1.2. 二、大型网站架构演化过程
初始阶段网站架构:一台 Server 就刚需—应用程序、数据库、文件等所有资源都集中在一台 Server 上,典型案例:基于 LAMP 架构的 PHP 网站
应用和数据服务分离:三台 Server 平天下—业务发展,单台不再适应业务的发展,将应用和数据分离后成三台 Sever(应用服务器、文件服务器与数据库服务器)。分离后三台 Server 对硬件资源的需求各不相同:应用服务器需要更快更强大的 CPU,而数据库服务器需要更快的硬盘和更大的内存,文件服务器则需要更大的硬盘;
缓存:3+X 的 Server 模式—减少数据库访问压力,提高网站的数据访问速度。缓存又可以分为:本地缓存和远程缓存(可以是分布式的),本地缓存访问速度快,但数据量有限;远程分布式缓存可以集群,因此容量不受限制;
使用应用服务器集群改善网站并发处理能力:集群—硬件方面解决高并发、海量数据问题的常用手段,实现系统的可伸缩性。通过负载均衡调度器,可将用户访问分发到集群中的某台 Server 上,应用服务器的负载压力不再成为整个网站的瓶颈。
数据库读写分离:使用缓存后绝大部分都可以不通过 DB 就能完成,但仍有一部分(缓存访问不命中、缓存过期)和全部的写操作需要访问 DB,在网站的用户达到一定规模后,DB 因为负载压力过高成为网站的瓶颈。大部分主流 DB 都提供主从热备功能,利用这一功能就可以配置两台 DB 主从关系,一台数据更新同步到另一台 Server 上。网站利用 DB 的这一功能,实现 DB 读写分离,从而改善 DB 负载压力。
使用反向代理和 CDN 加速网站响应:CDN 和反向代理的基本原理都是缓存,区别在于 CDN 部署在网络提供商的机房,而反向代理则部署在网站的中心机房。使用 CDN 和反向代理的目的都是尽早返回数据给用户,一方面加快用户访问速度,另一方面也减轻后端服务器的负载压力。
使用分布式文件系统和分布式数据库系统:随着网站业务的发展,两台 DB 服务器依然不能满足需求,文件系统也一样。
使用 NoSQL 和搜索引擎:NoSQL 和搜索引擎都是源自互联网的技术手段,对可伸缩的分布式特性具有更好的支持。应用服务器则通过一个统一数据访问模块访问各种数据,减轻应用程序管理诸多数据源的麻烦。
业务拆分:通过分而治之的手段将整个网站业务分成不同的产品线,如淘宝将首页、商铺、订单、卖家、买家等拆分成不同的产品线,分归不同的业务团队负责。各个应用之间可以通过建立一个超链接建立关系,也可以通过消息队列进行数据分发。
分布式服务:既然每一个应用系统都需要执行许多相通的业务操作,比如用户管理、商品管理等,那么可以将这些共用的业务提取出来,独立部署。