添加時間:2018/3/19 13:59:56 編輯:奇億網(wǎng)站建設(shè)公司
為了使網(wǎng)站這個虛擬的大建筑能夠應(yīng)對高并發(fā)訪問,海量數(shù)據(jù)處理,高可靠運行等一系列問題,架構(gòu)要素和分層架構(gòu)是必不可少的,就猶如蓋房子要用建筑材料一層一層蓋一樣。廣州網(wǎng)站建設(shè)公司奇億網(wǎng)絡(luò)接下來為您一一詳細解答。
整個架構(gòu)一般可以分為 應(yīng)用層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層。實踐中大的分層結(jié)構(gòu)中還可以繼續(xù)分層,比如應(yīng)用層還可以繼續(xù)分為視圖層和業(yè)務(wù)邏輯層,服務(wù)層也可以繼續(xù)細分為數(shù)據(jù)接口層、邏輯處理層等。
通過分層,把一個龐大的系統(tǒng)切分為不同的部分,便于分工開發(fā)和維護;各層之間相互有一定的獨立性,在網(wǎng)站的開發(fā)中可以根據(jù)不同的需求進行相應(yīng)的調(diào)整。邏輯上分層之后,在物理部署上也可以根據(jù)需求制定不同的策略,剛開始可以部署在同一臺物理機上,但是隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,必然要對不同的模塊進行分離部署
分層架構(gòu)不僅僅是為了規(guī)劃軟件的邏輯結(jié)構(gòu)以便于開發(fā)維護,隨著網(wǎng)站的發(fā)展,分層架構(gòu)對網(wǎng)站的高并發(fā)分布式架構(gòu)來說尤為重要,進行了分層以后,接下來可以從縱向進行業(yè)務(wù)分割,根據(jù)不同的業(yè)務(wù)模塊一個項目劃分成不同的模塊交給單獨的團隊去開發(fā)部署,完成后分別部署在不同的服務(wù)器上,通過鏈接進行互聯(lián)。再根據(jù)不同情況來對不同的節(jié)點進行冗余來保證網(wǎng)站的高可用性,接下來進行緩存,CDN,反向代理等等的優(yōu)化。
1、架構(gòu)要素
對于一個高訪問量,大數(shù)據(jù)量的網(wǎng)站我們考慮什么呢?
1.1、性能
首先就是性能了,性能是一個網(wǎng)站的的重要指標,除非是沒得選擇,就這一個網(wǎng)站,不然用戶是絕對不會忍受一個超級慢的網(wǎng)站。正因為性能問題無處不在,解決性能問題的方式也各種各樣,從用戶請求一個 url 開始,進行的每一個環(huán)節(jié)都可以進行優(yōu)化;根據(jù)上面的分層,可以大致從三個方面進行優(yōu)化,應(yīng)用層優(yōu)化,服務(wù)層優(yōu)化,數(shù)據(jù)層優(yōu)化。
涉及到的知識就是 web 前端的優(yōu)化,應(yīng)用服務(wù)器端的優(yōu)化和數(shù)據(jù)的存儲,索引,緩存等,這些在后面的內(nèi)容里會分別展開細說,但性能只是一個網(wǎng)站的必要條件,除此之外,因為無法預(yù)知網(wǎng)站可能會面臨的壓力或是攻擊,還要保證網(wǎng)站在各種情境下(高并發(fā),高負載,持續(xù)壓力不均勻等)保持穩(wěn)定的性能。包括以下各個方面:性能測試指標、性能測試方法、性能優(yōu)化策略。
性能測試指標
主要的性能測試指標有響應(yīng)時間、并發(fā)數(shù)、吞吐量、性能計數(shù)器等。
響應(yīng)時間
指的是從發(fā)出這個請求開始到接收到數(shù)據(jù)的時間,一般情況下這個時間都非常非常的小甚至小于測試的誤差值,所以我們可以采用重復(fù)請求的方式來獲取具體的響應(yīng)時間,比如請求十萬次,記錄總時間,然后計算出單次請求的時間
并發(fā)數(shù)
指能夠同時處理的請求數(shù)目,對于網(wǎng)站而言,即并發(fā)用戶數(shù)
吞吐量
是單位時間能能夠處理的請求數(shù),體現(xiàn)的系統(tǒng)的整體處理能力> 衡量指標有很多,可以是 請求數(shù)/秒 頁面數(shù)/秒 訪問人數(shù)/天 處理業(yè)務(wù)數(shù)/小時 等> 常用的量化指標有 TPS(每秒事務(wù)數(shù)) HPS(每秒 HTTP 請求數(shù)) QPS(每秒查詢數(shù))等
性能計數(shù)器
描述服務(wù)器或操作系統(tǒng)的一些性能指標,包括系統(tǒng)負載(System Load),線程數(shù),內(nèi)存使用,磁盤和網(wǎng)絡(luò) I/O 等,當(dāng)這些值超過警告值(安全臨界值)時,就會向開發(fā)人員報警,及時處理異常。
性能測試方法
性能測試是一個統(tǒng)稱,具體可以分為 性能測試,負載測試,壓力測試,穩(wěn)定性測試。
性能測試
以初期設(shè)計的指標為預(yù)期目標,不斷對系統(tǒng)施壓,看系統(tǒng)在預(yù)期的范圍內(nèi),能否達到預(yù)期的性能
負載測試
對系統(tǒng)不斷增加并發(fā)請求以增加系統(tǒng)壓力,直到系統(tǒng)某項或多項指標達到安全臨界值,這時繼續(xù)對系統(tǒng)施加壓力,系統(tǒng)的處理能力會有所下降
壓力測試
在超過安全負載的情況下,繼續(xù)施壓,直到系統(tǒng)崩潰或不再能夠處理任何請求,以此來計算系統(tǒng)的最大壓力承受能力
穩(wěn)定性測試
在一定的壓力(不均勻施壓)下,系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運行較長時間
性能優(yōu)化策略
要定位問題產(chǎn)生原因,排查不同環(huán)節(jié)的日志,分析哪個環(huán)節(jié)的響應(yīng)時間與預(yù)期不相符,然后分析影響性能的原因,是代碼問題還是架構(gòu)設(shè)計不合理,或者系統(tǒng)資源不足,然后根據(jù)實際問題進行解決。
1.2、可用性
對于大型網(wǎng)站而言,出現(xiàn)宕機的情況是可怕的,因為可能有上千萬的用戶量,短短幾分鐘的宕機都有可能導(dǎo)致網(wǎng)站聲譽掃地,如果是電商類的網(wǎng)站,更可能會導(dǎo)致用戶的財產(chǎn)損失,甚至?xí)䲠偵瞎偎,那時候損失的就不僅是金錢和用戶了,因此要保證能夠提供每天 24 小時的可用,但實際中服務(wù)器并不能保證每天 24 小時都能平穩(wěn)的運行,可能出現(xiàn)硬件問題,也可能出現(xiàn)軟件問題,總之問題總是會有的。
所以我們高可用設(shè)計的目標就是在某些服務(wù)器宕機的情況下,也能夠保證服務(wù)或應(yīng)用正常運行,網(wǎng)站高可用的主要手段是冗余,應(yīng)用部署在多臺服務(wù)器上同時提供訪問,數(shù)據(jù)存儲在多臺數(shù)據(jù)服務(wù)器之間互相進行熱備份,這樣任何一臺服務(wù)器宕機都不會影響服務(wù)或應(yīng)用的整體,也不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失。
對于應(yīng)用服務(wù)器而言,多臺應(yīng)用服務(wù)器通過一個負載均衡設(shè)備組成一個集群同時對外提供服務(wù),當(dāng)一臺服務(wù)器宕機后,服務(wù)切換到其他服務(wù)器上繼續(xù)執(zhí)行,這樣就可以保證了網(wǎng)站的高可用性,前提是應(yīng)用服務(wù)器不允許存儲用戶會話信息,否則將會丟失,這樣即使用戶請求轉(zhuǎn)接到其他服務(wù)器上面也無法繼續(xù)執(zhí)行。
對于數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器,要提供服務(wù)器之間的實時備份,這樣當(dāng)一臺服務(wù)器宕機的時候,將數(shù)據(jù)訪問切換到其他服務(wù)器上,并進行數(shù)據(jù)恢復(fù)和備份,衡量一個系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計是否滿足高可用的目標,就是假設(shè)其中一臺或多臺服務(wù)器宕機以及出現(xiàn)各種不可預(yù)期的問題時,系統(tǒng)整體是否依然可用。
1.3、伸縮性
面對著大量用戶的高并發(fā)訪問和海量的數(shù)據(jù)存儲,不可能只用一臺服務(wù)器就能夠滿足全部需求,存儲全部數(shù)據(jù)。通過集群 的方式將多臺服務(wù)器組成一個整體共同提供服務(wù),所謂伸縮性就是指通過不斷向集群中加入服務(wù)器的手段來應(yīng)對不斷上升的用戶并發(fā)訪問壓力和不斷增長的數(shù)據(jù)存儲需求,對于應(yīng)用服務(wù)器集群,只要服務(wù)器上不存儲數(shù)據(jù),所有的服務(wù)器都是對等的,通過使用合適的負載均衡設(shè)備就可以向集群中不斷加入新的服務(wù)器。
對于緩存服務(wù)器而言,加入新的服務(wù)器可能會導(dǎo)致緩存路由失效,從而導(dǎo)致大部分的緩存數(shù)據(jù)都無法訪問,需要改進緩存路由算法來保證緩存數(shù)據(jù)可訪問,關(guān)系數(shù)據(jù)庫雖然支持數(shù)據(jù)復(fù)制,主從熱備份等機制,但是很難實現(xiàn)大規(guī)模集群的可伸縮性。
1.4、可擴展性
網(wǎng)站的擴展性直接關(guān)系到網(wǎng)站功能模塊的開發(fā),網(wǎng)站快速發(fā)展,功能也不斷的增加,網(wǎng)站架構(gòu)的可擴展性的主要目的是使其能夠快速的應(yīng)對需求變化,是為了能夠在增加新業(yè)務(wù)時,盡量實現(xiàn)對現(xiàn)有產(chǎn)品無影響,不需要改動或是改動很少現(xiàn)有業(yè)務(wù)就能夠上線新產(chǎn)品;不同的產(chǎn)品業(yè)務(wù)之間的耦合度很小,一個產(chǎn)品或業(yè)務(wù)的改動不會對其他造成影響。
1.5、安全性
最后的就是安全性了,互聯(lián)網(wǎng)是一個開放的平臺,任何人在任何地方都可以訪問網(wǎng)站,安全架構(gòu)就是保護網(wǎng)站不受惡意的訪問和攻擊,保護數(shù)據(jù)不被竊取。