分布式IT架構演進

1、 分布式IT架構演進一、分布式架構的發(fā)展歷史1946年,世界上第一臺電子計算機在美國的賓夕法尼亞大學誕生,它的名字是：ENICAC ,這臺計算機的體重比較大,計算速度也不快,但是而代表了計算機時代的到來,再以后的互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中也有基礎性的意義。計算機的組成是有五部分完成的,分別是:輸入設備,輸出設備,存儲器,存儲器里面由運算器和控制器,有一個馮諾依曼的模型非常形象的對象計算機的組成進行了描述,不過計算機也是有數(shù)據(jù)流,指令流,控制流來進行計算的和正常運轉的。如圖： ENIAC之后,電子計算機進入到了IBM主導的大型機的時代, 在1946年第一臺IBM大型機SYSTEM/360誕生,這使得IBM在

2、20世紀5060年代統(tǒng)治了整個大型計算機的工業(yè)，在大型主機時代,計算機架構向兩個方向發(fā)展CISC(微處理器執(zhí)行的計算機語言指令集)CPU為架構的價格便宜的個人PC和RISC(精簡指令集計算機)價格高的小型UNIX服務器。大型主機的出現(xiàn),憑借著計算能力和處理能力,高的穩(wěn)定性和安全性,在很長的一段時間內(nèi)引領到計算領域的發(fā)展。但是集中式的計算機系統(tǒng)來帶來了一些問題,來越來越不能滿足用戶的需求比如說： 1. 大型的主機非常貴,一般的小企業(yè)用不起。 2. 大型主機比較復雜，培養(yǎng)人才的成本比較高。 3. 單點問題,如過大型機出現(xiàn)故障,整個系統(tǒng)都掛了運行不了,使企業(yè)的損失非常大。 4. 隨著技術的進步,個人

3、PC電腦的性能越來越高,成本也越來越低。阿里巴巴在2009年發(fā)起了一項去“IOE”的驅動IOE指的是IBM的小型機,Oracle的數(shù)據(jù)庫和EMC的高端存儲設備，2009年的去IOE的運動,一直到2003的支付寶的最后一臺IBM的小型機的下線。為什么要去IOE阿里巴巴過去數(shù)據(jù)庫使用的是Oracle,并使用小型機和高端存儲設備提供高性能的數(shù)據(jù)處理和存儲服務。隨著公司的業(yè)務量的上升,用戶規(guī)模的不斷上漲,傳統(tǒng)的集中式的架構Oracle數(shù)據(jù)庫在擴展方面遭遇了瓶頸。向傳統(tǒng)的Oracle,DB2都是以集中式的為主,存在的缺點就是擴展性的不足,集中式的擴展主要是采用的是向上的擴展不是水平的擴展,這樣時間長了，

4、早晚都會遇到系統(tǒng)瓶頸。二、分布式架構的常見概念集群小飯店原來是一個廚師，切菜洗菜備料炒菜全干。后來客人多了，廚房一個廚師忙不過來，又請了個廚師，兩個廚師都能炒一樣的菜，這兩個廚師的關系就是集群。分布式為了讓廚師專心炒菜,把菜做到極致,又請了個配菜師負責切菜,備菜,備料,廚師和配菜師的關系就是分布式的,一個配菜師也忙不過來,有請了個配菜師,這兩個配菜師的關系就是集群了。所以說有分布式的架構中可能有集群,但集群不等于有分布式。 節(jié)點節(jié)點是指一個可以獨立按照分布式協(xié)議完成一組邏輯的程序個體。在具體的項目中,一個節(jié)點表示的是一個操作系統(tǒng)上的進程。副本機制副本指的是在分布式系統(tǒng)中為數(shù)據(jù)或服務提供冗余。數(shù)

5、據(jù)副本指在不同的節(jié)點上持久化同一份數(shù)據(jù),當出現(xiàn)某一個節(jié)點的數(shù)據(jù)丟失時,可以從副本讀取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)副本是分布式系統(tǒng)中結果數(shù)據(jù)丟失的唯一手段。服務副本表示的是多個節(jié)點提供相同的服務,通過主從關系來實現(xiàn)服務的高可用方案。中間件中間件位與操作系統(tǒng)提供的服務之外,又不屬于應用,它是位與應用和系統(tǒng)層之間為開發(fā)者方便的處理通信,輸入和輸出的一類軟件,能夠讓用戶關心自己應用的一部分。架構的發(fā)展過程一個成熟的大型網(wǎng)站系統(tǒng)架構并不是一開始就設計的非常完美的,也不是一開始就具備高性能，高可用，安全性等特性，而是隨著用戶量的增加，業(yè)務功能的擴展慢慢完善演變過來的。在這個發(fā)展過程中,開發(fā)模式,技術架構等都會發(fā)生非常大的變

6、化。假如系統(tǒng)具備一下功能：用戶模塊：用戶注冊和管理商品模塊：商品展示和管理交易模塊：創(chuàng)建交易及支付結算階段一：單應用架構系統(tǒng)的初級都是應用和數(shù)據(jù)庫都放在一臺服務器上。 階段二：應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器分離隨著網(wǎng)站的用戶量增大，流量增大,對應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器單獨的部署機器,這樣可以增加系統(tǒng)的性能,提高訪問的效率,提高單機的負載能力和容災的能力。階段三：應用服務器集群-應用服務器負載告警隨著訪問量和流量的增加,假設數(shù)據(jù)庫沒有遇到瓶頸,對應用服務器集群來對請求進行分流,提高程序的性能。存在的問題:用戶的請求由誰來轉發(fā),session如何來管理的問題。 階段四：數(shù)據(jù)庫壓力變大-數(shù)據(jù)庫讀寫分離讀寫

7、分離的話,這樣以后的請求，查詢的請求就可以去從庫里面讀數(shù)據(jù),寫的數(shù)據(jù)可以到主庫中了,但是會帶來幾個問題： 1. 主從的數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)同步：可以使用mysql自帶的master-slave方式實現(xiàn)主從復制 2. 對應的數(shù)據(jù)源的選擇：采用第三方數(shù)據(jù)庫中間件，例如：mycat 階段五：使用搜索引擎緩解讀庫的壓力數(shù)據(jù)庫做讀庫的話,常常對模糊查詢的性能不是很好，特別是對于大型的互聯(lián)網(wǎng)公司來說，想搜索的模塊就比較核心了，這是可以使用搜索引擎了，雖然可以大幅度的提高查詢的速度,但是同時也會帶來一些問題比如索引的構建。 階段六：引入緩存機制緩解數(shù)據(jù)庫的壓力對一些熱點的數(shù)據(jù),可以使用redis，memcache來作為應用層的緩存;另外在某些場景下,可以使用mongodb來替代關系型數(shù)據(jù)庫來存儲。階段七：數(shù)據(jù)庫的水平/垂直拆分垂直拆分：把數(shù)據(jù)庫中不同的業(yè)務數(shù)據(jù)拆分到不同的數(shù)據(jù)庫中。水平拆分：把同一個表中的數(shù)據(jù)拆分到兩個甚至更多的數(shù)據(jù)庫中,水平拆分的原因是某些業(yè)務量數(shù)據(jù)量大的已經(jīng)達到了單個數(shù)據(jù)庫的瓶頸,這時候可以采取將表拆分到多個數(shù)據(jù)庫中。 階段八：應用的拆分隨著業(yè)務的發(fā)展，業(yè)務越來越多，應用的壓力越來越大。工程規(guī)模也越來越龐大。這個時候就可以考慮將應用拆分，按照領域模型將我們的用戶，商品，交易分拆成子系統(tǒng)。 這樣拆分以后，可能會有一些相同的代碼，比如用戶操