大型站點技術架構（二）--架構模式

大型站點技術架構（一）--大型站點架構演化

         每一個模式描寫敘述了一個在咱們周圍不斷反覆發生的問題及該問題解決方式的核心。這樣，你就能一次從新地使用該方案而沒必要作反覆工做。

          所謂站點架構模式即爲了解決大型站點面臨的高併發訪問、海量數據、高可靠執行燈一系列問題與挑戰。爲此，在實踐中提出了不少解決方式，以實現站點高性能、高可靠性、易伸縮、可擴展、安全等各類技術架構目標。

一、分層

        分詞是企業應用系統中最多見的一種架構牧師，將系統在橫向維度上切分紅幾個部分，每個部分負責一部分相對簡單並比較單一的職責，而後經過上層對下層的依賴和調度組成一個完整的系統。

        在站點的分層架構中，常見的爲3層，即應用層、服務層、數據層。應用層詳細負責業務和視圖的展現；服務層爲應用層提供服務支持；數據庫提供數據存儲訪問服務，如數據庫、緩存、文件、搜索引擎等。

       分層架構是邏輯上的，在物理部署上，三層架構可以部署在同一個物理機器上，但是隨着站點業務的發展，一定需要對已經分層的模塊分離部署，即三層結構分別部署在不一樣的server上，是站點擁有不少其它的計算資源以應對愈來愈多的用戶訪問。

      因此儘管分層架構模式最初的目的是規劃軟件清晰的邏輯結構以便於開發維護，但在站點的發展過程當中，分層結構對站點支持高併發向分佈式方向的發展相當重要。

二、分隔

       假設說分層是將軟件在橫向方面進行切分，那麼分隔就是在縱向方面對軟件進行切分。

       站點越大，功能越複雜，服務和數據處理的種類也越多，將這些不一樣的功能和服務分隔開來，包裝成高內聚低耦合的模塊單元，不只有助於軟件的開發維護也便於不一樣模塊的分佈式部署，提升站點的併發處理能力和功能擴展能力。

      大型站點分隔的粒度可能會很是小。比方在應用層，將不一樣業務進行分隔，好比將購物、論壇、搜索、廣告分隔成不一樣的應用，有對立的團隊負責，部署在不一樣的server上。

三、分佈式

       對於大型站點，分層和分隔的一個主要目的是爲了切分後的模塊便於分佈式部署，即將不一樣模塊部署在不一樣的server上，經過遠程調用協同工做。分佈式意味着可使用不少其它的計算機完相同的工做，計算機越多，CPU、內存、存儲資源就越多，能過處理的併發訪問和數據量就越大，進而能夠爲不少其它的用戶提供服務。

       在站點應用中，常用的分佈式方案有一下幾種.

       分佈式應用和服務：將分層和分隔後的應用和服務模塊分佈式部署，可以改善站點性能和併發性、加快開發和公佈速度、下降數據庫鏈接資源消耗。

       分佈式靜態資源：站點的靜態資源如JS、CSS、Logo圖片等資源對立分佈式部署，並採用獨立的域名，即人們常說的動靜分離。靜態資源分佈式部署可以減輕應用server的負載壓力；經過使用獨立域名加快瀏覽器併發載入的速度。

       分佈式數據和存儲：大型站點需要處理以P爲單位的海量數據，單臺計算機沒法提供如此大的存儲空間，這些數據庫需要分佈式存儲。

       分佈式計算：眼下站點廣泛使用Hadoop和MapReduce分佈式計算框架進行此類批處理計算，其特色是移動計算而不是移動數據，將計算程序分發到數據所在的位置以加速計算和分佈式計算。

四、集羣

       對於用戶訪問集中的模塊需要將獨立部署的server集羣化，即多臺server部署一樣的應用構成一個集羣，經過負載均衡設備共同對外提供服務。

       server集羣可以爲一樣的服務提供不少其它的併發支持，所以當有不少其它的用戶訪問時，僅僅需要向集羣中增長新的機器就能夠；另外可以實現噹噹中的某臺server發生問題時，可以經過負載均衡的失效轉移機制將請求轉移至集羣中其它的server上，所以可以提升系統的可用性。

五、緩存

       緩存目的就是減輕server的計算，使數據直接返回給用戶。在現在的軟件設計中，緩存已經無處不在。詳細實現有CDN、反向代理、本地緩存、分佈式緩存等。

       使用緩存有兩個條件：訪問數據熱點不均衡，即某些頻繁訪問的數據需要放在緩存中；數據在某個時間段內有效，只是很是快過時，否在會因爲數據過時而髒讀，影響數據的正確性。

六、異步

      使用異步，業務之間的消息傳遞不是同步調用，而是將一個業務操做分紅多個階段，每個階段之間經過共享數據的方法異步運行進行協做。

      詳細實現則在單一server內部可用經過多線程共享內存對了的方式處理；在分佈式系統中可用經過分佈式消息隊列來實現異步。

      異步架構的典型就是生產者消費者方式，二者不存在直接調用。

七、冗餘

      站點需要7×24小時連續執行，那麼就得有對應的冗餘機制，以防某臺機器宕掉時沒法訪問，而冗餘則可以經過部署至少兩臺server構成一個集羣實現服務高可用。數據庫除了按期備份還需要實現冷熱備份。甚至可以在全球範圍內部署災備數據中心。

八、本身主動化

      詳細有本身主動化公佈過程，本身主動化代碼管理、本身主動化測試、本身主動化安全檢測、本身主動化部署、本身主動化監控、本身主動化報警、本身主動化失效轉移、本身主動化失效恢復等。

九、安全

      站點在安全架構方面有不少模式：經過password和手機校驗碼進行身份認證；登陸、交易需要對網絡通訊進行加密；爲了防止機器人程序濫用資源，需要使用驗證碼進行識別；對常見的XSS攻擊、SQL注入需要編碼轉換；垃圾信息需要過濾等。