免费网站设计素材,网站信任 用户转化,企业网站开发 流程,酒店网站规划建设方案书今天我们来谈谈一个网站一般是如何一步步来构建起系统架构的#xff0c;虽然我们希望网站一开始就能有一个很好的架构#xff0c;但马克思告诉我们事物是在发展中不断前进的#xff0c;网站架构也是随着业务的扩大、用户的需求不断完善的#xff0c;下面是一个网站架构逐步…今天我们来谈谈一个网站一般是如何一步步来构建起系统架构的虽然我们希望网站一开始就能有一个很好的架构但马克思告诉我们事物是在发展中不断前进的网站架构也是随着业务的扩大、用户的需求不断完善的下面是一个网站架构逐步发展的基本过程读完后请思考你现在在哪个阶段。 架构演变第一步物理分离WebServer和数据库 最开始由于某些想法于是在互联网上搭建了一个网站这个时候甚至有可能主机都是租借的但由于这篇文章我们只关注架构的演变历程因此就假设这个时候已经是托管了一台主机并且有一定的带宽了。这个时候由于网站具备了一定的特色吸引了部分人访问逐渐你发现系统的压力越来越高响应速度越来越慢而这个时候比较明显的是数据库和应用互相影响应用出问题了数据库也很容易出现问题而数据库出问题的时候应用也容易出问题。于是进入了第一步演变阶段将应用和数据库从物理上分离变成了两台机器这个时候技术上没有什么新的要求但你发现确实起到效果了系统又恢复到以前的响应速度了并且支撑住了更高的流量并且不会因为数据库和应用形成互相的影响。 看看这一步完成后系统的图示 架构演变第二步增加页面缓存 好景不长随着访问的人越来越多你发现响应速度又开始变慢了查找原因发现是访问数据库的操作太多导致数据连接竞争激烈所以响应变慢。但数据库连接又不能开太多否则数据库机器压力会很高因此考虑采用缓存机制来减少数据库连接资源的竞争和对数据库读的压力。这个时候首先也许会选择采用squid等类似的机制来将系统中相对静态的页面例如一两天才会有更新的页面进行缓存当然也可以采用将页面静态化的方案这样程序上可以不做修改就能够很好的减少对WebServer的压力以及减少数据库连接资源的竞争OK于是开始采用squid来做相对静态的页面的缓存。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 前端页面缓存技术例如squid如想用好的话还得深入掌握下squid的实现方式以及缓存的失效算法等。 架构演变第三步增加页面片段缓存 增加了squid做缓存后整体系统的速度确实是提升了WebServer的压力也开始下降了但随着访问量的增加发现系统又开始变的有些慢了。在尝到了squid之类的动态缓存带来的好处后开始想能不能让现在那些动态页面里相对静态的部分也缓存起来呢因此考虑采用类似ESI之类的页面片段缓存策略OK于是开始采用ESI来做动态页面中相对静态的片段部分的缓存。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 页面片段缓存技术例如ESI等想用好的话同样需要掌握ESI的实现方式等 架构演变第四步数据缓存 在采用ESI之类的技术再次提高了系统的缓存效果后系统的压力确实进一步降低了但同样随着访问量的增加系统还是开始变慢。经过查找可能会发现系统中存在一些重复获取数据信息的地方像获取用户信息等这个时候开始考虑是不是可以将这些数据信息也缓存起来呢于是将这些数据缓存到本地内存改变完毕后完全符合预期系统的响应速度又恢复了数据库的压力也再度降低了不少。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 缓存技术包括像Map数据结构、缓存算法、所选用的框架本身的实现机制等。 架构演变第五步 增加WebServer 好景不长发现随着系统访问量的再度增加webserver机器的压力在高峰期会上升到比较高这个时候开始考虑增加一台webserver这也是为了同时解决可用性的问题避免单台的webserver down机的话就没法使用了在做了这些考虑后决定增加一台webserver增加一台webserver时会碰到一些问题典型的有 1、如何让访问分配到这两台机器上这个时候通常会考虑的方案是Apache自带的负载均衡方案nginx或LVS这类的软件负载均衡方案 2、如何保持状态信息的同步例如用户session等这个时候会考虑的方案有写入数据库、写入存储、cookie或同步session信息等机制等 3、如何保持数据缓存信息的同步例如之前缓存的用户数据等这个时候通常会考虑的机制有缓存同步或分布式缓存 4、如何让上传文件这些类似的功能继续正常这个时候通常会考虑的机制是使用共享文件系统或存储等 在解决了这些问题后终于是把webserver增加为了两台系统终于是又恢复到了以往的速度。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 负载均衡技术包括但不限于硬件负载均衡、软件负载均衡、负载算法、linux转发协议、所选用的技术的实现细节等、主备技术包括但不限于ARP欺骗、linuxheart-beat等、状态信息或缓存同步技术包括但不限于Cookie技术、UDP协议、状态信息广播、所选用的缓存同步技术的实现细节等、共享文件技术包括但不限于NFS等、存储技术包括但不限于存储设备等。 架构演变第六步分库 享受了一段时间的系统访问量高速增长的幸福后发现系统又开始变慢了这次又是什么状况呢经过查找发现数据库写入、更新的这些操作的部分数据库连接的资源竞争非常激烈导致了系统变慢这下怎么办呢此时可选的方案有数据库集群和分库策略集群方面像有些数据库支持的并不是很好因此分库会成为比较普遍的策略分库也就意味着要对原有程序进行修改一通修改实现分库后不错目标达到了系统恢复甚至速度比以前还快了。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 这一步更多的是需要从业务上做合理的划分以实现分库具体技术细节上没有其他的要求 但同时随着数据量的增大和分库的进行在数据库的设计、调优以及维护上需要做的更好因此对这些方面的技术还是提出了很高的要求的。 架构演变第七步分表、DAL和分布式缓存 随着系统的不断运行数据量开始大幅度增长这个时候发现分库后查询仍然会有些慢于是按照分库的思想开始做分表的工作。当然这不可避免的会需要对程序进行一些修改也许在这个时候就会发现应用自己要关心分库分表的规则等还是有些复杂的。于是萌生能否增加一个通用的框架来实现分库分表的数据访问这个在ebay的架构中对应的就是DAL这个演变的过程相对而言需要花费较长的时间。当然也有可能这个通用的框架会等到分表做完后才开始做。同时在这个阶段可能会发现之前的缓存同步方案出现问题因为数据量太大导致现在不太可能将缓存存在本地然后同步的方式需要采用分布式缓存方案了。于是又是一通考察和折磨终于是将大量的数据缓存转移到分布式缓存上了。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 分表更多的同样是业务上的划分技术上涉及到的会有动态hash算法、consistenthash算法等 DAL涉及到比较多的复杂技术例如数据库连接的管理超时、异常、数据库操作的控制超时、异常、分库分表规则的封装等 架构演变第八步增加更多的WebServer 在做完分库分表这些工作后数据库上的压力已经降到比较低了又开始过着每天看着访问量暴增的幸福生活了。突然有一天发现系统的访问又开始有变慢的趋势 了这个时候首先查看数据库压力一切正常之后查看webserver发现apache阻塞了很多的请求而应用服务器对每个请求也是比较快的看来是请求数太高导致需要排队等待响应速度变慢。这还好办一般来说这个时候也会有些钱了于是添加一些webserver服务器在这个添加webserver服务器的过程有可能会出现几种挑战 1、Apache的软负载或LVS软负载等无法承担巨大的web访问量请求连接数、网络流量等的调度了这个时候如果经费允许的话会采取的方案是购买硬件负载平衡设备例如F5、Netsclar、Athelon之类的如经费不允许的话会采取的方案是将应用从逻辑上做一定的分类然后分散到不同的软负载集群中 2、原有的一些状态信息同步、文件共享等方案可能会出现瓶颈需要进行改进也许这个时候会根据情况编写符合网站业务需求的分布式文件系统等 在做完这些工作后开始进入一个看似完美的无限伸缩的时代当网站流量增加时应对的解决方案就是不断的添加webserver。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 到了这一步随着机器数的不断增长、数据量的不断增长和对系统可用性的要求越来越高这个时候要求对所采用的技术都要有更为深入的理解并需要根据网站的需求来做更加定制性质的产品。 架构演变第九步数据读写分离和廉价存储方案 突然有一天发现这个完美的时代也要结束了数据库的噩梦又一次出现在眼前了。由于添加的webserver太多了导致数据库连接的资源还是不够用而这个时候又已经分库分表了开始分析数据库的压力状况可能会发现数据库的读写比很高这个时候通常会想到数据读写分离的方案。当然这个方案要实现并不容易另外可能会发现一些数据存储在数据库上有些浪费或者说过于占用数据库资源因此在这个阶段可能会形成的架构演变是实现数据读写分离同时编写一些更为廉价的存储方案例如BigTable这种。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 数据读写分离要求对数据库的复制、standby等策略有深入的掌握和理解同时会要求具备自行实现的技术 廉价存储方案要求对OS的文件存储有深入的掌握和理解同时要求对采用的语言在文件这块的实现有深入的掌握。 架构演变第十步进入大型分布式应用时代和廉价服务器群梦想时代 经过上面这个漫长而痛苦的过程终于是再度迎来了完美的时代不断的增加webserver就可以支撑越来越高的访问量了。对于大型网站而言人气的重要毋庸置疑随着人气的越来越高各种各样的功能需求也开始爆发性的增长。这个时候突然发现原来部署在webserver上的那个web应用已经非常庞大 了当多个团队都开始对其进行改动时可真是相当的不方便复用性也相当糟糕基本是每个团队都做了或多或少重复的事情而且部署和维护也是相当的麻烦。因为庞大的应用包在N台机器上复制、启动都需要耗费不少的时间出问题的时候也不是很好查另外一个更糟糕的状况是很有可能会出现某个应用上的bug就导 致了全站都不可用还有其他的像调优不好操作因为机器上部署的应用什么都要做根本就无法进行针对性的调优等因素根据这样的分析开始痛下决心将系统根据职责进行拆分于是一个大型的分布式应用就诞生了通常这个步骤需要耗费相当长的时间因为会碰到很多的挑战 1、拆成分布式后需要提供一个高性能、稳定的通信框架并且需要支持多种不同的通信和远程调用方式 2、将一个庞大的应用拆分需要耗费很长的时间需要进行业务的整理和系统依赖关系的控制等 3、如何运维依赖管理、运行状况管理、错误追踪、调优、监控和报警等好这个庞大的分布式应用。 经过这一步差不多系统的架构进入相对稳定的阶段同时也能开始采用大量的廉价机器来支撑着巨大的访问量和数据量结合这套架构以及这么多次演变过程吸取的经验来采用其他各种各样的方法来支撑着越来越高的访问量。 看看这一步完成后系统的图示 这一步涉及到了这些知识体系 这一步涉及的知识体系非常的多要求对通信、远程调用、消息机制等有深入的理解和掌握要求的都是从理论、硬件级、操作系统级以及所采用的语言的实现都有清楚的理解。 最后附上一张大型网站的架构图
