大型网站架构技术一览(文末送书)

大型网站的挑战主要来自庞大的用户,高并发的访问和海量数据,任何简单的业务一旦需要处理数以P计的数据和面对数以亿计的用户,问题就会变得棘手。大型网站架构主要就是解决这类问题。更多内容也可以阅读各大互联网公司架构演进之路汇总、大型网站架构演化历程两篇文章。

本文内容大部分来自《大型网站技术架构》,这本书很值得一看,强烈推荐。

网站系统架构层次如下图所示:

1.前端架构

前端指用户请求到达网站应用服务器之前经历的环节,通常不包含网站业务逻辑,不处理动态内容。

浏览器优化技术

并不是优化浏览器,而是通过优化响应页面,加快浏览器页面的加载和显示,常用的有页面缓存、合并HTTP减少请求次数、使用页面压缩等。

CDN

内容分发网络,部署在网络运营商机房,通过将静态页面内容分发到离用户最近最近的CDN服务器,使用户可以通过最短路径获取内容。

动静分离,静态资源独立部署

静态资源,如JS、CSS等文件部署在专门的服务器集群上,和Web应用动态内容服务分离,并使用专门的(二级)域名。

图片服务

图片不是指网站Logo、按钮图标等,这些文件属于上面提到的静态资源,应该和JS、CSS部署在一起。这里的图片指用户上传的图片,如产品图片、用户头像等,图片服务同样适用独立部署的图片服务器集群,并使用独立(二级)域名。

反向代理

部署在网站机房,在应用服务器、静态资源服务器、图片服务器之前,提供页面缓存服务。

DNS

域名服务,将域名解析成IP地址,利用DNS可以实现DNS负载均衡,配置CDN也需要修改DNS,使域名解析后指向CDN服务器。

2.应用层架构

应用层是处理网站主要业务逻辑的地方。

开发框架

网站业务是多变的,网站的大部分软件工程师都是在加班加点开发网站业务,一个好的开发框架至关重要。一个号的开发框架应该能够分离关注面,使美工、开发工程师可以各司其事,易于协作。同时还应该内置一些安全策略,防护Web用攻击。

页面渲染

将分别开发维护的动态内容和静态页面模板集成起来,组合成最终显示给用户的完整页面。

负载均衡

将多台应用服务器组成一个集群,通过负载均衡技术将用户请求分发到不同的服务器上,以应对大量用户同时访问时产生的高并发负载压力。

Session管理

为了实现高可用的应用服务器集群,应用服务器通常设计为无状态,不保存用户请求上下文信息,但是网站业务通常需要保持用户会话信息,需要专门的机制管理Session,使集群内甚至跨集群的应用服务器可以共享Session。

动态页面静态化

对于访问量特别大而更新又不很频繁的动态页面,可以将其静态化,即生成一个静态页面,利用静态页面的优化手段加速用户访问,如反向代理、CDN、浏览器缓存等。

业务拆分

将复杂而庞大的业务拆分开来,形成多个规模较小的产品,独立开发、部署、维护,除了降低系统耦合度,也便于数据库业务分库。按业务对关系数据库进行拆分,技术难度相对较小,而效果又相对较好。

虚拟化服务器

将一台物理服务器虚拟化成多态虚拟服务器,对于并发访问较低的业务,更容易用较少的资源构架高可用的应用服务器集群。

3.服务层架构

提供基础服务,供应用层调用,完成网站业务。

分布式消息

利用消息队列机制,实现业务和业务、业务和服务之间的异步消息发送及低耦合的业务关系。

分布式服务

提供高性能、低耦合、易复用、易管理的分布式服务,在网站实现面向服务架构(SOA)。

分布式缓存

通过可伸缩的服务器集群提供大规模热点数据的缓存服务,是网站性能优化的重要手段。

分布式配置

系统运行需要配置许多参数,如果这些参数需要修改,比如分布式缓存集群加入新的缓存服务器,需要修改应用程序客户端的缓存服务器列表配置,并重启应用程序服务器。分布式配置在系统运行期提供配置动态推送服务,将配置修改实时推送到应用系统,无需重启服务器。

4.存储层架构

提供数据、文件的持久化存储访问与管理服务。

分布式文件

网站在线业务需要存储的文件大部分都是图片、网页、视频等比较小的文件,但是这些文件的数量非常庞大,而且通常都在持续增加,需要伸缩性设计比较好的分布式文件系统。

关系数据库

大部分万丈的主要业务是基于关系数据库开发的,但是关系数据库对集群伸缩性的支持表较差。通过在应用程序的数据访问层增加数据库访问的路由功能,根据业务配置将数据库访问路由到不同的物理数据库上,可实现关系数据库的分布式访问。

NoSQL数据库

目前各种NoSQL数据库层出不穷,在内存管理、数据模型、集群分布式管理等方面各有优势,不过从社区活动性角度看,HBase无疑是目前最好的。

数据同步

在支持全球范围内数据共享的分布式数据库技术成熟之前,拥有多个数据中心的网站必须在多个数据中心之间进行数据同步,以保证每个数据中心都拥有完整的数据。在实践中,为了减轻数据库压力,将数据库的事物日志(或者NoSQL的写操作Log)同步到其他数据中心,根据Log进行数据重演,实现数据同步。

5.后台架构

网站应用中,除了要处理用户的实时访问请求外,还有一些后台非实时数据分析要处理。

搜索引擎

即使是网站内部的搜索引擎,也需要进行数据增量更新及全量更新、构建索引等。这些操作通过后台系统定时执行。

数据仓库

根据离线数据,提供数据分析与数据挖掘服务。

推荐系统

社交网站及购物网站通过挖掘人与人之间的关系,人和商品之间的关系,发展潜在的人际关系和购物兴趣,为用户提供个性化推荐服务。

6.数据采集与监控

监控网站访问情况与系统运行情况,为网站运营决策和运维管理提供支持保障。

浏览器数据采集

通过在网站页面中嵌入JS脚本采集用户浏览器环境与操作记录,分析用户行为。

服务器业务数据采集

服务器业务数据包括两种,一种是采集在服务器端记录的用户请求操作日志;一种是采集应用程序运行期业务数据,比如待处理消息数目等。

服务器性能数据采集

采集服务器性能数据,如系统负载、内存使用率、网卡流量等。

系统监控

将前述采集的数据以图表的方式展示,以便运营和运维人员监控网站运行状况,做到这一步仅仅是系统监视。更先进的做法是根据采集的数据进行自动化运维,自动处理系统异常状况,是吸纳自动化控制。

系统报警

如果采集来的数据超过预设的正常情况的阀值,比如系统负载过高,就通过邮件、短信、语音电话等方式发出警报信号,等待工程师干预。

7.安全架构

保护网站免遭攻击及敏感信息泄露。

Web攻击

以HTTP请求的方式发起的攻击,危害最大的就是XSS和SQL注入攻击。但是只要措施得当,这两种攻击都是比较容易防范的。

数据保护

敏感信息加密传输与存储,保护网站和用户资产。

8.数据中心机房架构

大型网站需要的服务器规模数以十万计,机房物理架构也需要关注。

机房架构

对于一个拥有十万台服务器的大型网站,每台服务器耗电(包括服务器本身耗电及空调耗电)每年大约需要人民币2000元,那么网站每年机房电费就需要两亿人民币。数据中心能耗问题日趋严重,Google、Facebook选择数据中心地理位置的时候趋向选择散热良好,供电充裕的地方。

机柜架构

包括机柜大小,网线布局、指示灯规格、不间断电源、电压规格(是48V直流电还是220V民用交流电)等一系列问题。

服务器架构

大型网站由于服务器采购规模庞大,大都采用定制服务器的方式代替购买服务器整机。根据网站应用需求,定制硬盘、内存、甚至CPU,同时去除不必要的外设接口(显示器输出接口,鼠标、键盘输入接口),并使空间结构利于散热。

原文发布于微信公众号 - 精讲JAVA(toooooooozi)

原文发表时间:2018-03-03

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏DevOps时代的专栏

秘籍:微服务设计的六脉神剑

介绍 “微服务”是一种新的软件开发模式,它来源于提高软件开发和管理效率的一系列工程实践。敏捷方法、DevOps文化、PaaS、应用容器、CI/CD文化和技术的...

24750
来自专栏IT笔记

微服务化的基石——持续集成

在很多微服务化的文章中,很少会把持续集成放在第一篇,因为大多数的文章都会将如何拆的问题,例如拆的粒度,拆的时机,拆的方式。

60590
来自专栏架构之美

实施微服务架构的关键技术

15230
来自专栏Rainbond开源「容器云平台」

云帮社区版4月升级,支持主流Go版本,修复了若干Bug

14940
来自专栏FreeBuf

经验分享 | 企业如何做好安全基线配置

一、为什么要做基线配置管理 一个组织在不同的时期部署了不同的业务系统,承载业务系统的是不同的操作系统和支持系统。业务系统在运行期间,基本上很少做操作系统的升级或...

59450
来自专栏CSDN技术头条

Uber是如何通过Mesos和Cassandra实现跨多个数据中心每秒100万的写入速度的?

每隔三十秒就会有位置数据返回,包括来自于司机和乘客应用的各类数据,需要实时使用的实时数据非常之多,那么Uber是如何存储这些位置数据的呢? Uber的解决方案非...

23390
来自专栏竹清助手

如何构建高扩展性网站?

  本书从多个方面围绕高扩展性提出了50条建议,一个高扩展性的网站会随着业务的发展、用户的增加,自由的扩展架构,从而轻松的应付网站的快速发展。下面看看本书的具体...

17670
来自专栏BestSDK

全球首创API自动化测试,10大功能满足企业所有API 管理需求

eoLinker接口管理平台作为国内最大的在线接口管理平台,以及GDG的长期合作企业,以其强大的功能以及良好的用户体验深受国内外开发者的喜爱。eoLinker致...

488120
来自专栏Java架构沉思录

大家都在说的前后端分离到底是什么?

最近这一段时间由于Nodejs的逐渐成熟和日趋稳定,越来越多的公司中的前端团队开始尝试使用Nodejs来练一下手,尝一尝鲜。

22340
来自专栏java思维导图

大型分布式网站架构技术总结

#0 系列目录# 大型分布式网站架构 大型分布式网站架构技术总结 本文是学习大型分布式网站架构的技术总结。对架构一个高性能,高可用,可伸缩,可扩展的分布式网站进...

40540

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券