大型网站技术架构(二):大型网站架构模式

每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题及该问题解决方案的核心。这样,你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复工作。

网站架构模式

分层

  • 分层是企业应用系统中最常见的一种架构模式,将系统在横向维度上切分成几个部分,每个部分负责一部分相对比较单一的职责,然后通过上层对下层的依赖和调用组成一个完整的系统。
  • 在大型网站架构中采用分层结构,将网站软件分为应用层、服务层、数据层。
  • 应用层负责具体业务和视图展示,如网站首页及搜索输入和结果展示等。
  • 服务层为应用层提供服务支持,如用户管理服务、购物车服务等。
  • 数据层提供数据存储访问服务,如数据库、缓存、文件、搜索引擎等。
  • 分层架构中必须合理规划层次边界和接口。在开发过程中,严格遵循分层架构的约束,禁止跨层次的调用(应用层直接调用数据层)及逆向调用(数据层调用服务层,或者服务层调用应用层)。
  • 在实践中,大的分层结构内可以继续分层,如应用层可以再细分为视图层(美工负责)和业务逻辑层(工程师负责);服务层也可以细分为数据接口层(适配各种输入和输出的数据格式)和逻辑处理层。
  • 分层架构是逻辑上的,在物理部署上,三层结构可以部署在同一个物理机器上,但是随着网站业务的发展,必然需要对已经分层的模块分离部署,即三层结构分别部署在不同的服务器上,使网站拥有更多的计算资源以应对越来越多的用户访问。

分割

  • 分割是在纵向方面对软件进行切分。
  • 网站越大,功能越复杂,服务和数据处理的种类也就越多,将这些不同的功能和服务分割开来,包装成高内聚低耦合的模块单元,一方面有助于软件的开发和维护;另一方面,便于不同模块的分布式部署,提高网站的并发处理能力和功能扩展能力。

分布式

  • 对于大型网站,分层和分割的一个主要目的是为了切分后的模块便于分布式部署,即将不同模块部署在不同的服务器上,通过远程调用协同工作。
  • 问题:首先,分布式意味着服务调用必须通过网络,这可能会对性能造成比较严重的影响;其次,服务器越多,服务器宕机的概率也就越大,一台服务器宕机造成的服务不可用可能会导致很多应用不可访问,使网站可用性降低;另外,数据在分布式的环境中保持数据一致性也非常困难,分布式事务也难以保证,这对网站业务正确性和业务流程有可能造成很大影响;分布式还导致网站依赖错综复杂,开发管理维护困难。
  • 分布式应用和服务:将分层和分割后应用和服务模块分布式部署
  • 分布式静态资源:网站资源如JS、CSS、Logo图片等资源独立分布式部署,并采用独立的域名,即动静分离。
  • 分布式数据和存储
  • 分布式计算:目前网站普遍使用Hadoop及其MapReduce分布式计算框架进行此类批处理计算,其特点是移动计算,将计算程序分发到数据所在的位置以加速计算和分布式计算。
  • 分布式部署:支持网站线上服务器配置实时更新。
  • 分布式锁:分布式环境下实现并发和协同
  • 分布式文件:支持云存储

集群

  • 将独立部署的服务器集群化,即多台服务器部署相同应用构成一个集群,通过负载均衡设备共同对外提供服务。
  • 服务集群有更多服务器提供相同服务,可以提供更好的并发特性,当有更多用户访问的时候,只需要向集群中加入新的机器即可。
  • 一个应用由多台服务器提供,当某台服务器发生故障时,负载均衡设备或者系统的失效转移机制会将请求转发到集群中其他服务器上,使服务器故障不影响用户使用。
  • 在网站应用中,即使是访问量很小的分布式应用和服务,也至少要部署两台服务器构成一个小的集群,目的就是提高系统的可用性。

缓存

  • 缓存就是将数据存放在距离计算最近的位置以加快处理速度。
  • CDN:即内容分发网络,部署在距离终端用户最近的网络服务商,用户的网络请求总是先到达他的网络服务商那里,在这里缓存网站的一些静态资源(较少变化的数据),可以就近以最快速度返回给用户。
  • 反向代理:反向代理属于网站前端架构的一部分,部署在网站的前端,当用户请求到达网站的数据中心时,最先访问到的就是反向代理服务器,这里缓存网站的静态资源,无需将请求继续转发给应用服务器就能返回给用户。
  • 本地缓存:在应用服务器本地缓存着热点数据,应用程序可以在本机内存中直接访问数据,而无需访问数据库。
  • 分布式缓存:将数据缓存在一个专门的分布式缓存集群中,应用程序通过网络通信访问缓存数据。
  • 使用缓存的前提条件:一是数据访问热点不均衡,某些数据会被更频繁的访问,这些数据应该放在缓存中;二是数据在某个时间段内有效,不会过期,否则缓存的数据就会因已经失效而产生脏读,影响结果的正确性。
  • 缓存除了可以加快数据访问速度,还可以减轻后端应用和数据存储的负载压力。

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转载自www.cnblogs.com/HNewa/p/Large_Website_Architecture_Model.html