大型网站架构演化

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1.大型网站软件系统的特点

　　大型互联网应用系统具有以下特点：

• 高并发，大流量：需要面对高并发用户，大流量访问。
• 高可用：系统7X24小时不间断服务。
• 海量数据：需要存储、管理海量数据。
• 用户分布广泛，网络情况复杂：许多大型互联网都是为全球用户提供服务的，用户分布范围广，各地网络情况千差万别。
• 网络环境恶劣：由于互联网的开放性，使得互联网站更容易受到攻击。
• 需求快速变更，发布频繁：和传统软件的版本发布频率不同，互联网产品为快速适应市场，满足用户需求，器产品发布频率是极高的。
• 渐进式发展：几乎所有的大型互联网站都是从小网站开始，逐渐地发展起来的。

2.大型网站架构演化发展历程

         大型网站的技术挑战主要来自于庞大的用户，高并发的访问和海量数据，大型网站架构主要就是解决这类问题。

• 初始阶段的网站架构

         小型网站访问量少，只需要一台服务器。应用程序、数据库、文件等所有的资源都在一台服务器上。

• 应用数据和数据服务分离

         越来越多的用户访问导致性能越来越差，越来越多的数据导致存储不足。此时需要将应用和数据分离，分离后网站使用三台服务器：应用服务器、文件服务器和数据库服务器。应用服务器需要处理大量的业务逻辑，应此需要更快更强大的CPU；数据库服务器需要快速硬盘检索和数据缓存，因此需要更快的硬盘和更大的存储空间；文件服务器需要存储大量用户上传的文件，因此需要更大的硬盘。应用和数据分离后，网络的并发能力和数据存储空间得到了很大的改善。

• 使用缓存改善网站性能

         数据库压力太大导致访问延迟，进而影响整个网站的性能。网站访问特点遵循二八定律：80%的业务访问集中在20%的数据上。网站使用的缓存可以分为两种：缓存在应用服务器的本地缓存和缓存在专门的分布式缓存服务器的远程缓存。本地缓存访问速度更快但是受应用服务器内存限制,其缓存数据有限,而且会出现和应用程序争用内存的情况.远程分布式缓存可以使用集群的方式,部署大内存的服务器作为专门的缓存服务器.可以做到理论上不受内存容量限制的缓存服务.

• 使用应用服务器集群改善网站的并发处理能力

         使用缓存后,数据访问压力得到有效缓解,但是单一应用服务器能够处理的请求连接有限,在网站访问高峰期,应用服务器成为整个网站的瓶颈.使用集群是网站解决高并发,海量数据问题的常用手段。对于网站架构而言，只要能通过增加一台服务器的方式改善负载压力，就可以以同样的方式持续增加服务器不断改善系统的性能，从而实现系统的可伸缩性。

         通过负载均衡调度服务，可以将来自用户浏览器的访问请求分发到应用服务器集群的任何一台服务器，如果有更多的用户，就在集群中加入更多的应用服务器，使应用服务器的负载压力不再成为整个网站的瓶颈。

• 数据库读写分离

         网站在使用缓存后，绝大多数数据访问都不通过数据库就可以完成，但仍然有一小部分的读操作和全部的写操作仍需要访问数据库，在网站达到一定规模后，数据库因为负载压力过高而成为系统的瓶颈。目前大部分的主流数据库都提供主从热备功能，通过配置两台主从关系的数据库，可以将一台数据库服务器的数据更新同步到另一台数据库服务器上。

         应用服务器在写数据的时候，访问主数据库，主数据库通过主从复制机制将数据更新同步到从数据库，这样应用服务器读数据的时候，就可以从从数据库获取数据。为了便于应用程序访问读写分离后的数据库，通常在应用服务器端使用专门的数据访问模块，使数据库读写分离对应用透明。

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