大型高并發(fā)網(wǎng)站地系統(tǒng)架構(gòu)

實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案大型高并發(fā)網(wǎng)站的系統(tǒng)架構(gòu)從目錄中就可以看出來(lái) ,這是一本超越純粹代碼范疇的書(shū) .涉及到開(kāi)發(fā)工具 ,開(kāi)發(fā)方法,開(kāi)發(fā)過(guò)程,體系結(jié)構(gòu),應(yīng)用分層,常用web 功能舉例和注意事項(xiàng) ,性能瓶頸,擴(kuò)展并提出一些解決方法,最后還涉及到性能的監(jiān)控方法 .擴(kuò)展Web應(yīng)用程序一、概念簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)系統(tǒng)可擴(kuò)展， 那么你可以通過(guò)擴(kuò)展來(lái)提供系統(tǒng)的性能。 這代表著系統(tǒng)能夠容納更高的負(fù)載、更大的數(shù)據(jù)集，并且系統(tǒng)是可維護(hù)的。 擴(kuò)展和語(yǔ)言、某項(xiàng)具體的技術(shù)都是無(wú)關(guān)的。擴(kuò)展可以分為兩種：1.垂直擴(kuò)展（stadeup ），通俗的說(shuō)就是將某臺(tái)單一的機(jī)器的性能提升的更高， 如添加內(nèi)存、更換更強(qiáng)的處理器等等。水平擴(kuò)展（out），通俗的說(shuō)就是添加新的機(jī)器。對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，水平擴(kuò)展比垂直擴(kuò)展有更強(qiáng)大的擴(kuò)展性， 可以說(shuō)是“無(wú)限”擴(kuò)展， 畢竟單臺(tái)的機(jī)器的性能總是有限的，硬件的技術(shù)發(fā)展還趕不上 web的發(fā)展。但同時(shí)，水平擴(kuò)展也來(lái)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案了更高的維護(hù)成本。實(shí)際中，需要根據(jù)具體情況來(lái)尋求一個(gè)平衡點(diǎn)。二、冗余機(jī)器總可能會(huì)發(fā)生故障，而唯一的保證故障狀況下服務(wù)依然可用的辦法就是由多個(gè)硬件備份。備份可以分為熱備份和冷備份， 注意的區(qū)別在于數(shù)據(jù)服務(wù)是否在線， 數(shù)據(jù)在線服務(wù)的同時(shí)進(jìn)行的備份成為熱備份。例如將 mysql 服務(wù)器關(guān)閉，然后拷貝數(shù)據(jù)文件到備份位置，則是典型的冷備份行為。三、負(fù)載均衡當(dāng)我們使用了水平擴(kuò)展之后， 我們開(kāi)始考慮新的問(wèn)題了， 如何將大量的請(qǐng)求“均衡”到我們的擴(kuò)展機(jī)器上呢？?jī)煞N負(fù)載均衡模式：有狀態(tài)（如有攜帶 session）和無(wú)狀態(tài)兩種負(fù)載均衡方式：硬件均衡和軟件均衡硬件均衡比較簡(jiǎn)單，通常接入一個(gè)設(shè)備即可， 之后的均衡和故障檢測(cè)等等都由硬件自動(dòng)完成。成本較高。軟件均衡則是通過(guò)軟件來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)各種請(qǐng)求， 更加容易的定義轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則， 有較多的開(kāi)源產(chǎn)品選擇。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案第四層和第七層經(jīng)常在負(fù)載均衡中看到第四層和第七層這兩個(gè)名詞。 它們實(shí)際上是指它們各自工作時(shí)所處理的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層數(shù)（使用 ISO模型）。第四層是數(shù)據(jù)傳輸層，包括 TCP和UDP，第七層則是應(yīng)用層，通常 web中為HTTP應(yīng)用。如Apache、nginx等支持第七層的均衡，而且可配置性都相當(dāng)強(qiáng)大，能夠適應(yīng)較復(fù)雜的應(yīng)用。例如可以簡(jiǎn)單的將流量分擔(dān)到各個(gè)負(fù)載機(jī)上，也可以定義一套業(yè)務(wù)規(guī)則，將應(yīng)用劃分為不同的池，每個(gè)池處理某些固定規(guī)則的URL。對(duì)比軟件均衡與硬件均衡，可以發(fā)現(xiàn)它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)：硬件均衡成本比較高，軟件均衡多數(shù)可以使用免費(fèi)的開(kāi)源軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件均衡對(duì)于故障檢測(cè)比軟件均衡更加強(qiáng)大、快速。在采用硬件均衡時(shí)，一旦某臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)故障，馬上就可以檢測(cè)出來(lái)并立即屏蔽。硬件均衡可以快速的添加機(jī)器（接入硬件接口即可），而軟件均衡除了添加機(jī)器外還要添加一些配置信息，以將某些流量導(dǎo)入到新的機(jī)器。軟件均衡可以定義非常復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則，而硬件均衡在這方面相對(duì)較弱。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案5.多數(shù)的硬件均衡方案都有捆綁附加的一些服務(wù)如 HTTPS加速、DOS防火墻等等。還有一種比較流行的方案： DNS解析。這種方式對(duì)解決用戶分布在不同地理位置、不同網(wǎng)絡(luò)的情況有著相當(dāng)好的效果，每個(gè)用戶都可以根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)得到一個(gè)較快速的訪問(wèn) IP。缺點(diǎn)也比較明顯： DNS更新緩慢，對(duì)于實(shí)時(shí)性的均衡幾乎沒(méi)有什么作用，因?yàn)?DNS的更新往往需要一兩個(gè)小時(shí)，甚至一兩天。四、使用緩存使用緩存將某些實(shí)時(shí)性要求不高的服務(wù)結(jié)果緩存起來(lái)是大型應(yīng)用解決方案的一個(gè)共識(shí)， 合理的使用緩存將極大的改善應(yīng)用體驗(yàn)和性能。常用的幾類(lèi)緩存：緩存數(shù)據(jù)：memcached memcachedb緩存HTTP請(qǐng)求： squid用戶瀏覽器緩存說(shuō)說(shuō)大型高并發(fā)高負(fù)載網(wǎng)站的系統(tǒng)架構(gòu)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案發(fā)布：倪海濤來(lái)自：BudiC更新：2010-03-1511:53:58轉(zhuǎn)帖：摘要：一個(gè)小型的網(wǎng)站，比如個(gè)人網(wǎng)站，可以使用最簡(jiǎn)單的 html 靜態(tài)頁(yè)面就實(shí)現(xiàn)了。隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷豐富，網(wǎng)站相關(guān)的技術(shù)經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，已經(jīng)細(xì)分到很細(xì)的方方面面，尤其對(duì)于大型網(wǎng)站來(lái)說(shuō)， 所采用的技術(shù)更是涉及面非常廣，從硬件到軟件、 編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、WebServer 、防火墻等各個(gè)領(lǐng)域都有了很高的要求， 已經(jīng)不是原來(lái)簡(jiǎn)單的 html 靜態(tài)網(wǎng)站所能比擬的。前言鄙人先后在 CERNET 做過(guò)撥號(hào)接入，在 Yahoo&3721 搞過(guò)搜索前端，在貓撲處理過(guò) 的架構(gòu)升級(jí)，在 6.cn視頻網(wǎng)站從事開(kāi)發(fā)工作，還在多年的工作中接觸和開(kāi)發(fā)過(guò)不少大中型網(wǎng)站的模塊，因此在大型網(wǎng)站應(yīng)對(duì)高負(fù)載和并發(fā)的解決方案上有一些積累和經(jīng)驗(yàn)，希望和大家一起探討。一個(gè)小型的網(wǎng)站，比如個(gè)人網(wǎng)站，可以使用最簡(jiǎn)單的 html 靜態(tài)頁(yè)面就實(shí)現(xiàn)了，配合一些圖片達(dá)到美化效果， 所有的頁(yè)面均存放在一個(gè)目錄下， 這樣的網(wǎng)站對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)、 性能的要求都很簡(jiǎn)單，隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷豐富， 網(wǎng)站相關(guān)的技術(shù)經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展， 已經(jīng)細(xì)分到很細(xì)的方方面面，尤其對(duì)于大型網(wǎng)站來(lái)說(shuō)，所采用的技術(shù)更是涉及面非常廣，從硬件到軟件、編精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、 WebServer 、防火墻等各個(gè)領(lǐng)域都有了很高的要求，已經(jīng)不是原來(lái)簡(jiǎn)單的html 靜態(tài)網(wǎng)站所能比擬的。大型網(wǎng)站，比如門(mén)戶網(wǎng)站。在面對(duì)大量用戶訪問(wèn)、 高并發(fā)請(qǐng)求方面，基本的解決方案集中在這樣幾個(gè)環(huán)節(jié)：使用高性能的服務(wù)器、高性能的數(shù)據(jù)庫(kù)、 高效率的編程語(yǔ)言、還有高性能的Web容器。但是除了這幾個(gè)方面，還沒(méi)法根本解決大型網(wǎng)站面臨的高負(fù)載和高并發(fā)問(wèn)題。上面提供的幾個(gè)解決思路在一定程度上也意味著更大的投入，并且這樣的解決思路具備瓶頸，沒(méi)有很好的擴(kuò)展性，下面我從低成本、高性能和高擴(kuò)張性的角度來(lái)說(shuō)說(shuō)我的一些經(jīng)驗(yàn)。1、HTML靜態(tài)化其實(shí)大家都知道，效率最高、消耗最小的就是純靜態(tài)化的 html 頁(yè)面，所以我們盡可能使我們的網(wǎng)站上的頁(yè)面采用靜態(tài)頁(yè)面來(lái)實(shí)現(xiàn)， 這個(gè)最簡(jiǎn)單的方法其實(shí)也是最有效的方法。 但是對(duì)于大量?jī)?nèi)容并且頻繁更新的網(wǎng)站， 我們無(wú)法全部手動(dòng)去挨個(gè)實(shí)現(xiàn)， 于是出現(xiàn)了我們常見(jiàn)的信息發(fā)布系統(tǒng) CMS，像我們常訪問(wèn)的各個(gè)門(mén)戶站點(diǎn)的新聞?lì)l道，甚至他們的其他頻道，都是通過(guò)信息發(fā)布系統(tǒng)來(lái)管理和實(shí)現(xiàn)的， 信息發(fā)布系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的信息錄入自動(dòng)生成靜態(tài)頁(yè)面，還能具備頻道管理、權(quán)限管理、自動(dòng)抓取等功能，對(duì)于一個(gè)大型網(wǎng)站來(lái)說(shuō)，擁有一套高效、可管理的 CMS是必不可少的。除了門(mén)戶和信息發(fā)布類(lèi)型的網(wǎng)站， 對(duì)于交互性要求很高的社區(qū)類(lèi)型網(wǎng)站來(lái)說(shuō)， 盡可能的靜態(tài)化也是提高性能的必要手段， 將社區(qū)內(nèi)的帖子、 文章進(jìn)行實(shí)時(shí)的靜態(tài)化， 有更新的時(shí)候再重新靜態(tài)化也是大量使用的策略，像 Mop 的大雜燴就是使用了這樣的策略，網(wǎng)易社區(qū)等也是精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案如此。目前很多博客也都實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)化，我使用的這個(gè) Blog 程序WordPress 還沒(méi)有靜態(tài)化，所以如果面對(duì)高負(fù)載訪問(wèn)， 一定不能承受同時(shí)，html 靜態(tài)化也是某些緩存策略使用的手段，對(duì)于系統(tǒng)中頻繁使用數(shù)據(jù)庫(kù)查詢但是內(nèi)容更新很小的應(yīng)用，可以考慮使用 html 靜態(tài)化來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如論壇中論壇的公用設(shè)置信息，這些信息目前的主流論壇都可以進(jìn)行后臺(tái)管理并且存儲(chǔ)再數(shù)據(jù)庫(kù)中， 這些信息其實(shí)大量被前臺(tái)程序調(diào)用，但是更新頻率很小，可以考慮將這部分內(nèi)容進(jìn)行后臺(tái)更新的時(shí)候進(jìn)行靜態(tài)化，這樣避免了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)請(qǐng)求。在進(jìn)行html 靜態(tài)化的時(shí)候可以使用一種折中的方法，就是前端使用動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)，在一定的策略下進(jìn)行定時(shí)靜態(tài)化和定時(shí)判斷調(diào)用， 這個(gè)能實(shí)現(xiàn)很多靈活性的操作， 我開(kāi)發(fā)的臺(tái)球網(wǎng)站故人居 就是使用了這樣的方法，我通過(guò)設(shè)定一些 html 靜態(tài)化的時(shí)間間隔來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)站內(nèi)容進(jìn)行緩存， 達(dá)到分擔(dān)大部分的壓力到靜態(tài)頁(yè)面上， 可以應(yīng)用于中小型網(wǎng)站的架構(gòu)上。故人居網(wǎng)站的地址： ，順便提一下，有喜歡臺(tái)球的朋友多多支持我這個(gè)免費(fèi)網(wǎng)站 :)、圖片服務(wù)器分離大家知道，對(duì)于 Web服務(wù)器來(lái)說(shuō)，不管是 Apache、IIS還是其他容器，圖片是最消耗資源的，于是我們有必要將圖片與頁(yè)面進(jìn)行分離， 這是基本上大型網(wǎng)站都會(huì)采用的策略， 他們都有獨(dú)立的圖片服務(wù)器， 甚至很多臺(tái)圖片服務(wù)器。 這樣的架構(gòu)可以降低提供頁(yè)面訪問(wèn)請(qǐng)求的服務(wù)器系統(tǒng)壓力，并且可以保證系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)閳D片問(wèn)題而崩潰。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案在應(yīng)用服務(wù)器和圖片服務(wù)器上，可以進(jìn)行不同的配置優(yōu)化，比如 Apache 在配置ContentType 的時(shí)候可以盡量少支持，盡可能少的 LoadModule ，保證更高的系統(tǒng)消耗和執(zhí)行效率。我的臺(tái)球網(wǎng)站故人居 8 也使用了圖片服務(wù)器架構(gòu)上的分離， 目前是僅僅是架構(gòu)上分離，物理上沒(méi)有分離，由于沒(méi)有錢(qián)買(mǎi)更多的服務(wù)器 :)，大家可以看到故人居上的圖片連接都是類(lèi)似 或者 的URL。另外，在處理靜態(tài)頁(yè)面或者圖片、 js等訪問(wèn)方面，可以考慮使用 lighttpd 代替Apache，它提供了更輕量級(jí)和更高效的處理能力。、數(shù)據(jù)庫(kù)集群和庫(kù)表散列大型網(wǎng)站都有復(fù)雜的應(yīng)用， 這些應(yīng)用必須使用數(shù)據(jù)庫(kù)， 那么在面對(duì)大量訪問(wèn)的時(shí)候， 數(shù)據(jù)庫(kù)的瓶頸很快就能顯現(xiàn)出來(lái)， 這時(shí)一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)將很快無(wú)法滿足應(yīng)用， 于是我們需要使用數(shù)據(jù)庫(kù)集群或者庫(kù)表散列。在數(shù)據(jù)庫(kù)集群方面， 很多數(shù)據(jù)庫(kù)都有自己的解決方案， Oracle、Sybase等都有很好的方案，常用的MySQL 提供的Master/Slave 也是類(lèi)似的方案，您使用了什么樣的 DB，就參考相應(yīng)的解決方案來(lái)實(shí)施即可。上面提到的數(shù)據(jù)庫(kù)集群由于在架構(gòu)、 成本、擴(kuò)張性方面都會(huì)受到所采用 DB類(lèi)型的限制，于是我們需要從應(yīng)用程序的角度來(lái)考慮改善系統(tǒng)架構(gòu)，庫(kù)表散列是常用并且最有效的解決方精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案案。我們?cè)趹?yīng)用程序中安裝業(yè)務(wù)和應(yīng)用或者功能模塊將數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分離， 不同的模塊對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)或者表， 再按照一定的策略對(duì)某個(gè)頁(yè)面或者功能進(jìn)行更小的數(shù)據(jù)庫(kù)散列， 比如用戶表，按照用戶 ID進(jìn)行表散列，這樣就能夠低成本的提升系統(tǒng)的性能并且有很好的擴(kuò)展性。sohu的論壇就是采用了這樣的架構(gòu)，將論壇的用戶、設(shè)置、帖子等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分離，然后對(duì)帖子、用戶按照板塊和 ID進(jìn)行散列數(shù)據(jù)庫(kù)和表，最終可以在配置文件中進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置便能讓系統(tǒng)隨時(shí)增加一臺(tái)低成本的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)來(lái)補(bǔ)充系統(tǒng)性能。、緩存緩存一詞搞技術(shù)的都接觸過(guò)， 很多地方用到緩存。 網(wǎng)站架構(gòu)和網(wǎng)站開(kāi)發(fā)中的緩存也是非常重要。這里先講述最基本的兩種緩存。高級(jí)和分布式的緩存在后面講述。架構(gòu)方面的緩存，對(duì) Apache 比較熟悉的人都能知道 Apache 提供了自己的 mod_proxy緩存模塊，也可以使用外加的 Squid 進(jìn)行緩存，這兩種方式均可以有效的提高 Apache 的訪問(wèn)響應(yīng)能力。網(wǎng)站程序開(kāi)發(fā)方面的緩存， Linux上提供的 Memcached 是常用的緩存方案，不少 web編程語(yǔ)言都提供 memcache 訪問(wèn)接口，php、perl、c和java都有，可以在web開(kāi)發(fā)中使用，可以實(shí)時(shí)或者 Cron的把數(shù)據(jù)、對(duì)象等內(nèi)容進(jìn)行緩存，策略非常靈活。一些大型社區(qū)使用了這樣的架構(gòu)。另外，在使用 web 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的時(shí)候，各種語(yǔ)言基本都有自己的緩存模塊和方法， PHP有Pear的Cache模塊和eAccelerator 加速和Cache模塊，還要知名的 Apc、XCache（國(guó)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案人開(kāi)發(fā)的，支持?。﹑hp緩存模塊，Java就更多了，.net不是很熟悉，相信也肯定有。、鏡像鏡像是大型網(wǎng)站常采用的提高性能和數(shù)據(jù)安全性的方式， 鏡像的技術(shù)可以解決不同網(wǎng)絡(luò)接入商和地域帶來(lái)的用戶訪問(wèn)速度差異， 比如ChinaNet 和EduNet 之間的差異就促使了很多網(wǎng)站在教育網(wǎng)內(nèi)搭建鏡像站點(diǎn)， 數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)更新或者實(shí)時(shí)更新。 在鏡像的細(xì)節(jié)技術(shù)方面， 這里不闡述太深，有很多專業(yè)的現(xiàn)成的解決架構(gòu)和產(chǎn)品可選。 也有廉價(jià)的通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的思路，比如Linux上的rsync等工具。、負(fù)載均衡負(fù)載均衡將是大型網(wǎng)站解決高負(fù)荷訪問(wèn)和大量并發(fā)請(qǐng)求采用的終極解決辦法。負(fù)載均衡技術(shù)發(fā)展了多年， 有很多專業(yè)的服務(wù)提供商和產(chǎn)品可以選擇， 我個(gè)人接觸過(guò)一些解決方法，其中有兩個(gè)架構(gòu)可以給大家做參考。另外有關(guān)初級(jí)的負(fù)載均衡 DNS輪循和較專業(yè)的CDN架構(gòu)就不多說(shuō)了。6.1 硬件四層交換第四層交換使用第三層和第四層信息包的報(bào)頭信息， 根據(jù)應(yīng)用區(qū)間識(shí)別業(yè)務(wù)流， 將整個(gè)區(qū)間段的業(yè)務(wù)流分配到合適的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理。 第四層交換功能就象是虛 IP，指向物理服務(wù)器。它傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)服從的協(xié)議多種多樣，有 HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協(xié)議。這些業(yè)務(wù)在物理服務(wù)器基礎(chǔ)上，需要復(fù)雜的載量平衡算法。在 IP世界，業(yè)務(wù)類(lèi)型由終端 TCP或UDP端口地址來(lái)決定，在第四層交換中的應(yīng)用區(qū)間則由源端和終端 IP地址、TCP和UDP精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案端口共同決定。在硬件四層交換產(chǎn)品領(lǐng)域，有一些知名的產(chǎn)品可以選擇，比如 Alteon 、F5等，這些產(chǎn)品很昂貴，但是物有所值，能夠提供非常優(yōu)秀的性能和很靈活的管理能力。 Yahoo 中國(guó)當(dāng)初接近2000臺(tái)服務(wù)器使用了三四臺(tái) Alteon 就搞定了。6.2 軟件四層交換大家知道了硬件四層交換機(jī)的原理后， 基于OSI模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的軟件四層交換也就應(yīng)運(yùn)而生，這樣的解決方案實(shí)現(xiàn)的原理一致，不過(guò)性能稍差。但是滿足一定量的壓力還是游刃有余的，有人說(shuō)軟件實(shí)現(xiàn)方式其實(shí)更靈活，處理能力完全看你配置的熟悉能力。軟件四層交換我們可以使用 Linux上常用的LVS來(lái)解決，LVS就是LinuxVirtualServer ，他提供了基于心跳線 heartbeat 的實(shí)時(shí)災(zāi)難應(yīng)對(duì)解決方案，提高系統(tǒng)的魯棒性，同時(shí)可供了靈活的虛擬 VIP配置和管理功能，可以同時(shí)滿足多種應(yīng)用需求，這對(duì)于分布式的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)必不可少。一個(gè)典型的使用負(fù)載均衡的策略就是，在軟件或者硬件四層交換的基礎(chǔ)上搭建 squid 集群，這種思路在很多大型網(wǎng)站包括搜索引擎上被采用， 這樣的架構(gòu)低成本、 高性能還有很強(qiáng)的擴(kuò)張性，隨時(shí)往架構(gòu)里面增減節(jié)點(diǎn)都非常容易。 這樣的架構(gòu)我準(zhǔn)備空了專門(mén)詳細(xì)整理一下和大家探討。6.3 七層交換精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案大家都知道 TCP/I