淺析基于發(fā)量訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)站負(fù)載均衡設(shè)計(jì)

淺析基于發(fā)量訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)站負(fù)載均衡設(shè)計(jì)

隨著線(xiàn)上業(yè)務(wù)的發(fā)展，網(wǎng)站面臨高并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)和海量數(shù)據(jù)流的情況屢見(jiàn)不鮮，系統(tǒng)中的各個(gè)核心設(shè)備所負(fù)擔(dān)的處理能力和計(jì)算強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)增大，使得單一設(shè)備根本無(wú)法承擔(dān)。如果淘汰現(xiàn)有設(shè)備去做硬件升級(jí)，將造成資源的浪費(fèi)，而且如果以后面臨業(yè)務(wù)量的激增，又不得不再次投入高額的硬件升級(jí)成本，甚至性能再卓越的設(shè)備也不能滿(mǎn)足將來(lái)業(yè)務(wù)量的需求。在此種情況下，單純的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)就顯得捉襟見(jiàn)肘了，而負(fù)載均衡機(jī)制則應(yīng)運(yùn)而生。服務(wù)器負(fù)載均衡(ServerLoadBalancing)，其原理是將工作任務(wù)相對(duì)均衡地分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)(服務(wù)器集群)上執(zhí)行，從而提升整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的性能。諸如LVS、HAProxy等開(kāi)源軟件，可以在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)之上建立負(fù)載均衡機(jī)制，以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的需要，對(duì)于網(wǎng)站的來(lái)說(shuō)不啻為一種廉價(jià)且有效的擴(kuò)展性選擇。此外，針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上有可能影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鞣N環(huán)節(jié)，CDN(ContentDeliveryNetwork)內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)對(duì)方案也適時(shí)出現(xiàn)。CDN對(duì)網(wǎng)站內(nèi)容的處理，主要在于利用緩存技術(shù)將靜態(tài)內(nèi)容快速分發(fā)至邊緣節(jié)點(diǎn)，通過(guò)讓用戶(hù)就近取得所需內(nèi)容，解決Internet網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站的響應(yīng)速度，同時(shí)也減輕了網(wǎng)站自身系統(tǒng)的性能壓力。現(xiàn)在看來(lái)，貌似我們已經(jīng)解決了網(wǎng)站發(fā)布所面臨的所有瓶頸了，但是實(shí)際上問(wèn)題遠(yuǎn)沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。一方面，對(duì)于數(shù)據(jù)交互比較頻繁的動(dòng)態(tài)內(nèi)容而言，CDN只能在其中心節(jié)點(diǎn)與源數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)站自身系統(tǒng))之間做有限的傳輸優(yōu)化，加速效果遠(yuǎn)不如靜態(tài)內(nèi)容做緩存分發(fā)那般明顯。另一方面，隨著線(xiàn)上業(yè)務(wù)、電子商務(wù)等領(lǐng)域的Web內(nèi)容呈現(xiàn)日漸豐富，涌現(xiàn)出了愈發(fā)復(fù)雜的業(yè)務(wù)交付需求，這對(duì)網(wǎng)站的發(fā)布方而言也意味著將面臨更多的挑戰(zhàn)。因此，當(dāng)我們拋開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量、帶寬擁塞程度等外界因素來(lái)看的話(huà)，又不得不正視一個(gè)問(wèn)題——影響網(wǎng)站訪(fǎng)問(wèn)效果的最大瓶頸還是在于源數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)自身的處理性能。以電子商務(wù)網(wǎng)站這種典型的大型高并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)量的線(xiàn)上業(yè)務(wù)為例，其性能瓶頸最容易出現(xiàn)在聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTP)的環(huán)節(jié)，例如訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)進(jìn)行條目查閱、訂單確認(rèn)等場(chǎng)景。產(chǎn)生這種情況的原因在于，網(wǎng)站的運(yùn)營(yíng)方出于數(shù)據(jù)安全等因素的考慮，是不可能將后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)等資源完全向CDN服務(wù)商開(kāi)放的。由此造成，所有涉及到此類(lèi)動(dòng)態(tài)資源的訪(fǎng)問(wèn)就會(huì)頻繁地經(jīng)由CDN網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)上溯到源數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)(即網(wǎng)站自身系統(tǒng))來(lái)請(qǐng)求實(shí)時(shí)地響應(yīng)處理。在保障數(shù)據(jù)安全性的前提下，要解決網(wǎng)站的性能瓶頸問(wèn)題，必須提高源數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)處理效率，因此我們還得從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)著手。前文提到過(guò)，單臺(tái)服務(wù)器的處理能力有限，當(dāng)突發(fā)訪(fǎng)問(wèn)量驟然增加的時(shí)候，其性能就會(huì)成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸，導(dǎo)致用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的響應(yīng)緩慢甚至網(wǎng)站服務(wù)器癱瘓。為了滿(mǎn)足高并發(fā)量訪(fǎng)問(wèn)的需求，可以通過(guò)軟件手段實(shí)現(xiàn)服務(wù)器集群的多機(jī)負(fù)載均衡效果。然而，這種軟件式的負(fù)載均衡有一個(gè)不可避免的缺點(diǎn)，那便是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能方面受限于軟件所安裝運(yùn)行的服務(wù)器，一旦訪(fǎng)問(wèn)量過(guò)大時(shí)，該臺(tái)服務(wù)器就恰恰成了整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸所在。就一個(gè)發(fā)布線(xiàn)上業(yè)務(wù)的網(wǎng)站系統(tǒng)而言，前臺(tái)的Web服務(wù)器由于有外部的CDN服務(wù)作為靜態(tài)內(nèi)容的分流渠道，尚不至于產(chǎn)生明顯的系統(tǒng)瓶頸，而后臺(tái)處理動(dòng)態(tài)內(nèi)容的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)就難免會(huì)感到壓力巨大了。具體分析的話(huà)，當(dāng)前的業(yè)務(wù)系統(tǒng)多采用客戶(hù)端——中間件——數(shù)據(jù)庫(kù)的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通常多是利用WebLogic中間件軟件自帶的服務(wù)器集群功能來(lái)滿(mǎn)足高性能需求，其中一臺(tái)WebLogicServer作為管理服務(wù)器負(fù)責(zé)任務(wù)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡效果。但是，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)到達(dá)一定數(shù)目的時(shí)候，由于該服務(wù)器自身的硬件性能瓶頸，會(huì)造成整