大型網站架構演化

如下內容來自《大型網站技術架構核心原理與案例分析》

1、初始階段的網站架構

　　大型網站都是從小網站發展而來，小網站開始沒有太多人訪問，只須要一臺服務器就綽綽有餘。應用程序、文件、數據庫都發布在這臺服務器上。

2、應用服務和數據服務分離

　　分離成三臺服務器：應用程序服務器，文件服務器，數據庫服務器。

　　這三臺服務器對硬件資源的要求各不相同，應用服務器須要處理大量的業務邏輯，所以須要更快更強大的CPU；數據庫服務器須要快速磁盤檢索和數據緩存，所以須要更快的硬盤和更大的內存；文件服務器須要存儲大量用戶上傳的文件，所以須要更大的硬盤。

3、使用緩存改善網站性能

　　網站使用的緩存能夠分爲兩種：緩存在應用服務器上的本地緩存和緩存在專門分佈式緩存服務器上的遠程緩存。

　　本地緩存的訪問速度更快一些，可是受應用服務器內存限制，其緩存數量有限，並且會出現和應用程序爭用內存的狀況。遠程分佈式緩存可使用集羣的方式，部署大內存的服務器做爲專門的緩存服務器，能夠在理論上作到不受內存容量限制的緩存服務。

4、使用應用服務器集羣改善網站的併發處理能力

　　使用集羣是網站解決高併發、海量數據問題的經常使用手段。當一臺服務器的處理能力、存儲空間不足時，不要企圖去換更強大的服務器，對大型網站而言，無論多麼強大的服務器，都知足不了網站持續增加的業務需求。在這種狀況下，更恰當的作法是增長一臺服務器分擔原有服務器的訪問和存儲壓力。應用服務器實現集羣是網站可伸縮集羣架構設計中較爲簡單成熟的一種。

　　經過負載均衡調度服務器，可未來自用戶瀏覽器的訪問請求分發到應用服務器集羣中的任何一臺服務器上，若是有更多的用戶，就在集羣中加入更多的應用服務器，使應用服務器的負載壓力再也不成爲整個網站的瓶頸。

5、數據庫讀寫分離

　　網站的用戶達到必定規模後，數據庫由於負載壓力太高而成爲網站的瓶頸

　　目前大部分的主流數據庫都提供主從熱備功能，經過配置兩臺數據庫主從關係，能夠將一臺數據庫服務器的數據更新同步到另外一臺服務器上。網站利用數據庫的這一功能，實現數據庫讀寫分離，從而改善數據庫負載壓力。

　　應用服務器在寫數據的時候，訪問主數據庫，主數據庫經過主從複製機制將數據更新同步到從數據庫，這樣當應用服務器讀數據的時候，就能夠經過從數據庫得到數據。

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，區別在於CDN部署在網絡提供商的機房，使用戶在請求網站服務時，能夠從距離本身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後，首先訪問的服務器是反向代理服務器，若是反向代理服務器中緩存着用戶請求的資源，就將其直接返回給用戶。

7、使用分佈式文件系統和分佈式數據庫系統

　　任何強大的單一服務器都知足不了大型網站持續增加的業務需求。數據庫通過讀寫分離後，從一臺服務器拆分紅兩臺服務器，可是隨着網站業務的發展依然不能知足需求，這時須要使用分佈式數據庫。文件系統也是同樣的。

　　分佈式數據庫是網站數據庫拆分的最後手段，只有在單標數據規模很是龐大的時候才使用。不到不得已時，網站更經常使用的數據庫拆分手段是業務分庫，將不一樣的數據庫部署在不一樣的物理服務器上。

8、使用NoSQL和搜索引擎

　　隨着網站業務愈來愈複雜，對數據存儲和檢索的需求也愈來愈複雜，網站須要採用一些非關係數據技術如NoSQL和非數據庫查詢技術如搜索引擎。

　　NoSQL和搜索引擎都是源自互聯網的技術手段，對可伸縮的分佈式特性具備更好的支持。應用服務器則經過一個統一數據訪問模塊訪問各類數據，減輕應用程序管理諸多數據源的麻煩。

9、業務拆分

　　大型網站爲了應對日益複雜的業務長江，經過使用分而治之的手段將整個網站業務分紅不一樣的產品線，如大型購物網站就會將首頁、商鋪、訂單、買家、賣家等拆分紅不一樣的產品線。

10、分佈式服務

　　既然每個應用系統都須要執行許多相同的業務操做，好比用戶管理、商品管理等，那麼能夠將這些公用的業務提取出來，獨立部署。由這些可複用的業務鏈接數據庫，提供公用業務服務，而應用系統只須要管理用戶界面，經過分佈式服務調用公用業務服務完成具體業務操做。