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【干貨】大型網(wǎng)站系統(tǒng)架構的演化

發(fā)布時間: 2021-01-12 文章分類: 技術干貨
閱讀量: 0

電商商城系統(tǒng)

一個成熟的大型網(wǎng)站(如淘寶、京東等)的系統(tǒng)架構并不是開始設計就具備完整的高性能、高可用、安全等特性,它總是隨著用戶量的增加,業(yè)務功能的擴展逐漸演變完善的,在這個過程中,開發(fā)模式、技術架構、設計思想也發(fā)生了很大的變化,就連技術人員也從幾個人發(fā)展到一個部門甚至一條產(chǎn)品線。所以成熟的系統(tǒng)架構是隨業(yè)務擴展而完善出來的,并不是一蹴而就;不同業(yè)務特征的系統(tǒng),會有各自的側重點。

例如淘寶,要解決海量的商品信息的搜索、下單、支付,例如騰訊,要解決數(shù)億的用戶實時消息傳輸,百度它要處理海量的搜索請求,他們都有各自的業(yè)務特性,電子商務平臺建設架構也有所不同。盡管如此我們也可以從這些不同的網(wǎng)站背景下,找出其中共用的技術,這些技術和手段可以廣泛運行在大型網(wǎng)站系統(tǒng)的架構中,下面就通過介紹大型網(wǎng)站系統(tǒng)的演化過程,來認識這些技術和手段。

一、最開始的網(wǎng)站架構

最初的架構,應用程序、數(shù)據(jù)庫、文件都部署在一臺服務器上,如圖:

【干貨】大型網(wǎng)站系統(tǒng)架構的演化

二、應用、數(shù)據(jù)、文件分離

隨著業(yè)務的擴展,一臺服務器已經(jīng)不能滿足性能需求,故將應用程序、數(shù)據(jù)庫、文件各自部署在獨立的服務器上,并且根據(jù)服務器的用途配置不同的硬件,達到最佳的性能效果。

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三、利用緩存改善網(wǎng)站性能

在硬件優(yōu)化性能的同時,同時也通過軟件進行性能優(yōu)化,在大部分的網(wǎng)站系統(tǒng)中,都會利用緩存技術改善系統(tǒng)的性能,使用緩存主要源于熱點數(shù)據(jù)的存在,大部分網(wǎng)站訪問都遵循28原則(即80%的訪問請求,最終落在20%的數(shù)據(jù)上),所以我們可以對熱點數(shù)據(jù)進行緩存,減少這些數(shù)據(jù)的訪問路徑,提高用戶體驗。

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緩存實現(xiàn)常見的方式是本地緩存、分布式緩存。當然還有CDN、反向代理等,這個后面再講。本地緩存,顧名思義是將數(shù)據(jù)緩存在應用服務器本地,可以存在內存中,也可以存在文件,OSCache就是常用的本地緩存組件。本地緩存的特點是速度快,但因為本地空間有限所以緩存數(shù)據(jù)量也有限。分布式緩存的特點是,可以緩存海量的數(shù)據(jù),并且擴展非常容易,在門戶類網(wǎng)站中常常被使用,速度按理沒有本地緩存快,常用的分布式緩存是Memcached、Redis。

四、使用集群改善應用服務器性能

應用服務器作為網(wǎng)站的入口,會承擔大量的請求,我們往往通過應用服務器集群來分擔請求數(shù)。應用服務器前面部署負載均衡服務器調度用戶請求,根據(jù)分發(fā)策略將請求分發(fā)到多個應用服務器節(jié)點。

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常用的負載均衡技術硬件的有F5,價格比較貴,軟件的有LVS、Nginx、HAProxy。LVS是四層負載均衡,根據(jù)目標地址和端口選擇內部服務器,Nginx是七層負載均衡和HAProxy支持四層、七層負載均衡,可以根據(jù)報文內容選擇內部服務器,因此LVS分發(fā)路徑優(yōu)于Nginx和HAProxy,性能要高些,而Nginx和HAProxy則更具配置性,如可以用來做動靜分離(根據(jù)請求報文特征,選擇靜態(tài)資源服務器還是應用服務器)。

五、數(shù)據(jù)庫讀寫分離和分庫分表

隨著用戶量的增加,數(shù)據(jù)庫成為最大的瓶頸,改善數(shù)據(jù)庫性能常用的手段是進行讀寫分離以及分表,讀寫分離顧名思義就是將數(shù)據(jù)庫分為讀庫和寫庫,通過主備功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。分庫分表則分為水平切分和垂直切分,水平切換則是對一個數(shù)據(jù)庫特大的表進行拆分,例如用戶表。垂直切分則是根據(jù)業(yè)務不同來切換,如用戶業(yè)務、商品業(yè)務相關的表放在不同的數(shù)據(jù)庫中。

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六、使用CDN和反向代理提高網(wǎng)站性能

假如我們的服務器都部署在成都的機房,對于四川的用戶來說訪問是較快的,而對于北京的用戶訪問是較慢的,這是由于四川和北京分別屬于電信和聯(lián)通的不同發(fā)達地區(qū),北京用戶訪問需要通過互聯(lián)路由器經(jīng)過較長的路徑才能訪問到成都的服務器,返回路徑也一樣,所以數(shù)據(jù)傳輸時間比較長。對于這種情況,常常使用CDN解決,CDN將數(shù)據(jù)內容緩存到運營商的機房,用戶訪問時先從最近的運營商獲取數(shù)據(jù),這樣大大減少了網(wǎng)絡訪問的路徑。比較專業(yè)的CDN運營商有藍汛、網(wǎng)宿。

而反向代理,則是部署在網(wǎng)站的機房,當用戶請求達到時首先訪問反向代理服務器,反向代理服務器將緩存的數(shù)據(jù)返回給用戶,如果沒有沒有緩存數(shù)據(jù)才會繼續(xù)走應用服務器獲取,也減少了獲取數(shù)據(jù)的成本。反向代理有Squid,Nginx。

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七、使用分布式文件系統(tǒng)

用戶一天天增加,業(yè)務量越來越大,產(chǎn)生的文件越來越多,單臺的文件服務器已經(jīng)不能滿足需求。需要分布式的文件系統(tǒng)支撐。常用的分布式文件系統(tǒng)有NFS。

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八、使用NoSql和搜索引擎

對于海量數(shù)據(jù)的查詢,我們使用nosql數(shù)據(jù)庫加上搜索引擎可以達到更好的性能。并不是所有的數(shù)據(jù)都要放在關系型數(shù)據(jù)中。常用的NOSQL有mongodb和redis,搜索引擎有l(wèi)ucene。

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九、將應用服務器進行業(yè)務拆分

隨著業(yè)務進一步擴展,應用程序變得非常臃腫,這時我們需要將應用程序進行業(yè)務拆分,如百度分為新聞、網(wǎng)頁、圖片等業(yè)務。每個業(yè)務應用負責相對獨立的業(yè)務運作。業(yè)務之間通過消息進行通信或者同享數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)。

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十、搭建分布式服務

這時我們發(fā)現(xiàn)各個業(yè)務應用都會使用到一些基本的業(yè)務服務,例如用戶服務、訂單服務、支付服務、安全服務,這些服務是支撐各業(yè)務應用的基本要素。我們將這些服務抽取出來利用分部式服務框架搭建分布式服務。淘寶的Dubbo是一個不錯的選擇。

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小結

大型網(wǎng)站的架構是根據(jù)業(yè)務需求不斷完善的,根據(jù)不同的業(yè)務特征會做特定的設計和考慮,本文只是講述一個常規(guī)大型網(wǎng)站會涉及的一些技術和手段。

 

文章來源:PHP老趙;

編者:云朵匠 | 數(shù)商云(微信ID:shushangyun_com)

【數(shù)商云www.zhimaihui.cn】致力于提供企業(yè)級的電子商務系統(tǒng)服務,長期為大中型企業(yè)打造數(shù)據(jù)化、商業(yè)化、智能化的電子商務建設方案,同時我們還提供B2B電子商務平臺、B2B2C多用戶商城系統(tǒng)、B2C電子商務系統(tǒng)、跨境進口電商平臺、供應商管理系統(tǒng)、新零售電商平臺、直播電商系統(tǒng)等一系列系統(tǒng)定制開發(fā)服務。

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