Web架构的演化
web架構演化歷史就像中國歷史上下5000年一樣精彩,先來了解一下大型網站有哪些特點呢。
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1、高并發,大流量
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2、高可用
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3、海量數據
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4、用戶分布廣泛,網絡情況復雜
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5、安全環境惡劣
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6、需求快速變更,發布頻繁,產品發布頻率是極高的
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7、漸進式發展。好的互聯網產品都是慢慢運營出來的,不是一開始就開發好的。
1、演化過程
初始階段一臺服務器就綽綽有余,服務器操作系統用Linux,應用程序使用PHP開發,部署在apache上,數據庫使用Mysql,匯集各種免費開源軟件及一臺廉價服務器就可以開始網站的發展之路了。
2、應用服務和數據服務分離
三臺服務器:應用服務器、文件服務器和數據庫服務器;
應用服務器需要處理大量的邏輯,所以需要強大的CPU;
數據庫服務器需要快速磁盤檢索和數據緩存,所以需要更大的內存和更快的硬盤;
文件服務器需要存儲大量用戶上傳的文件,所以需要更大的硬盤;
3、使用緩存改善網站性能
隨著用戶量逐漸增大數據庫壓力太大導致訪問延遲,進而影響整個網站的性能,需要進行改進。先了解下二八定律:80%的業務訪問集中在20%的數據上。所以我們可以把這一小部分數據緩存在內存中,從而減小數據庫的訪問壓力。
緩存分為兩種:緩存在應用服務器上的本地緩存和緩存在專門的分布式服務器上的遠程緩存。本地緩存的訪問速度更快,但是受應用服務器內存限制,數據大小有限。遠程緩存可以以集群的方式,部署大內存的服務器作為專門的緩存服務器。
4、應用服務器集群改善并發能力
網站性能得到解決后,在網站訪問高峰期,應用服務器成為整個網站的瓶頸,對于網站架構而言,只要能通過增加一臺服務器的方式改善負載壓力,就可以以同樣的方式持續增加服務器不斷改善系統性能,從而實現系統的可伸縮性。通過負載均衡調度服務器進行負載均衡,如果很更多的用戶,就在集群中加入更多的應用服務器,使應用服務器的負載壓力不再成為整個網站的瓶頸。
5、數據庫讀寫分離
使用緩存后,還是有一部分讀操作和所有的寫操作需要經過數據庫服務器。用戶達到一定規模后,數據庫因為負載壓力過高會成為網站的瓶頸,利用主流數據庫自帶的主從熱備功能,通過配置兩臺數據庫主從關系,可以將一臺數據庫服務器的數據更新同步到另一臺服務器上,從而實現讀寫分離。
6、使用反向代理和CDN加速網站響應
CDN和反向代理的基本原理都是緩存,區別在于CDN部署在網絡提供商的機房,使用戶在請求網站服務時,可以從距離自己最近的網絡提供商機房獲取數據;而反向代理則部署在網站的中心機房,當用戶請求到達中心機房后,首先訪問的服務器是反向代理服務器,如果是就將其直接返回給用戶。
7、使用分布式文件系統和分布式數據庫系統
分布式數據庫是網站數據庫拆分的最后手段,只有在單表數據規模非常龐大的時候才使用。不到萬不得已的時候,網站更加常用的數據庫拆分手段是業務分庫,將不同業務的數據庫部署在不同的物理服務器上。
8、使用NoSQL和搜索引擎
隨著業務越來越復雜,對數據存儲和檢索的需求也越來越復雜,就需要用到搜索引擎了。
9、業務拆分
大型網站為了應對日益復雜的業務場景,通過使用分而治之的手段將整個網站業務分為不同的產品線,分歸不同的業務團隊負責,各應用之間可以通過一個超鏈接建立關系,也可以通過消息隊列進行數據分發,當然最多的還是通過訪問同一數據存儲系統來構成一個關聯的完整系統。
10、分布式服務
如果服務器數據過多,各種連接關系會很復雜,數據庫連接資源不足,拒絕服務。每一個應用系統都需要執行許多相同的業務操作,比如用戶管理、商品管理等。那么可以將這些共用的業務提取出來獨立部署。由這些可復用的業務連接數據庫,提供共用業務服務,而應用系統只需要管理用戶界面,通過分布式服務調用共用業務服務完成具體業務操作。
總結
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