大型網(wǎng)站的架構演進

大型網(wǎng)站的技術問題主要來自于用戶多、同時訪問量大、數(shù)據(jù)量大。處理數(shù)以P計的數(shù)據(jù)和數(shù)以百萬計的用戶，問題就會變得非常困難。大型網(wǎng)站架構的主要目的就是解決這些問題。在面對一個大型網(wǎng)站時，首先要討論的是大型網(wǎng)站的特點：高并發(fā)性、大流量、高可用性、海量數(shù)據(jù)。我們今天就來了解一下大型網(wǎng)站架構演化發(fā)展歷程。

1.初始階段：大型網(wǎng)站都是從小型網(wǎng)站架構逐步演化而來。通常一臺服務器就綽綽有余。

2.采取應用數(shù)據(jù)分離：隨著網(wǎng)站業(yè)務的發(fā)展，服務器逐漸不能滿足需求，這時就需要應用和數(shù)據(jù)分離。應用與數(shù)據(jù)分離后，整個網(wǎng)站使用三個服務器：應用服務器、文件服務器和數(shù)據(jù)庫服務器。

3.使用緩存改善網(wǎng)站性能：80%的業(yè)務訪問集中在20%的數(shù)據(jù)上，將這一小部分數(shù)據(jù)存入內存就可以減少數(shù)據(jù)庫訪問的壓力。網(wǎng)站使用的緩存一般分為兩種：應用服務器上的本地緩存和分布式緩存服務器上的遠程緩存。

4.使用應用服務器集群：使用集群是解決高并發(fā)、數(shù)據(jù)量大等問題的常用手段。由于單個應用服務器處理能力有限，網(wǎng)站訪問高峰期會造成“擁堵”現(xiàn)象。因此，有必要使用負載均衡處理器?？梢詫⒃L問請求從瀏覽器分發(fā)到應用服務器集群中的任何服務器。

5.數(shù)據(jù)庫讀寫分離：目前主流數(shù)據(jù)庫大多提供主從設備功能。通過在一個數(shù)據(jù)庫中建立主從關系，一個數(shù)據(jù)庫服務器的數(shù)據(jù)更新可以同步到另一個服務器。利用這一特性，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫加載與寫入分離，減輕了數(shù)據(jù)庫的負載壓力

6.使用反向代理和CDN加速網(wǎng)站響應：CDN和逆代理的基本原理是緩存，不同之處在于，當用戶請求網(wǎng)站服務時，CDN可以部署到網(wǎng)絡提供商的機房，并從最近的網(wǎng)絡提供商機房獲取數(shù)據(jù)。當用戶的請求到達中央計算機室時，首先訪問的服務器是反向代理服務器。如果反向代理服務器中緩存用戶請求的資源，它將直接返回給用戶。

7.使用分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：只有當單個表的數(shù)據(jù)規(guī)模非常大時，才會使用分布式數(shù)據(jù)庫拆分網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。通常，更常用的數(shù)據(jù)庫分區(qū)方法是在不同的物理服務器上部署不同業(yè)務數(shù)據(jù)的業(yè)務部門。

8.使用NoSQL和搜索引擎：NoSQL和搜索引擎是一種互聯(lián)網(wǎng)技術手段，對可伸縮的分布式功能有更好的支持。應用服務器可以通過一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問模塊訪問所有類型的數(shù)據(jù)，減輕管理多個數(shù)據(jù)源的繁瑣。

9.業(yè)務拆分：大型網(wǎng)站被分成許多不同的應用，每個應用都是獨立部署和維護的?？梢酝ㄟ^超鏈接建立應用之間的關系，通過消息隊列進行數(shù)據(jù)分發(fā)。當然，最常見的方法是訪問同一個數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)以形成一個相關的完整系統(tǒng)。

10.分布式服務：每個應用系統(tǒng)需要執(zhí)行的相同的業(yè)務操作，可以連接到數(shù)據(jù)庫，提供通用的業(yè)務服務，而應用系統(tǒng)只需要管理一個用戶界面，并通過分布式服務調用一個通用的業(yè)務服務來完成特定的任務。

當一個大型網(wǎng)站演化到此，大多數(shù)技術問題，如跨數(shù)據(jù)中心的實時數(shù)據(jù)同步，以及特定的網(wǎng)站業(yè)務相關問題是現(xiàn)有的技術架構，都可以通過合并和改進現(xiàn)有技術架構來解決。