大型網(wǎng)站體系架構(gòu)剖析

發(fā)布時間：2019-11-07 文章來源：本站瀏覽次數(shù)：2934

千萬級的注冊用戶，千萬級的帖子，nTB級的附件，還有巨大的日拜訪量，大型網(wǎng)站選用什么體系架構(gòu)確保功用和穩(wěn)定性？

首要討論一下大型網(wǎng)站需求注意和考慮的問題。

數(shù)據(jù)庫海量數(shù)據(jù)處理：負(fù)載量不大的情況下select、delete和update是呼應(yīng)很敏捷的，最多加幾個索引就能夠搞定，但千萬級的注冊用戶和一個規(guī)劃不好的多對多聯(lián)系將帶來十分嚴(yán)峻的功用問題。另外在高UPDATE的情況下，更新一個聚集索引的時刻基本上是不行忍耐的。索引和更新是一對天生的冤家。
高并發(fā)死鎖：平時咱們感覺不到，但數(shù)據(jù)庫死鎖在高并發(fā)的情況下的呈現(xiàn)的概率是十分高的。
文件存儲的問題：大型網(wǎng)站有海量圖片數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)等等，他們怎么存儲并被有用索引？高并發(fā)的情況下IO的瓶頸問題會敏捷顯現(xiàn)�；蛟S用RAID和專用存貯服務(wù)器能處理眼下的問題，但是還有個問題便是各地的拜拜訪題，或許咱們的服務(wù)器在北京，或許在云南或許***的拜訪速度怎么處理?如果做散布式，那么咱們的文件索引以及架構(gòu)該怎么規(guī)劃。

接下來討論大型網(wǎng)站的底層體系架構(gòu)，來有用的處理上述問題。

毋庸置疑，關(guān)于規(guī)模稍大的網(wǎng)站來說，其背面必定是一個服務(wù)器集群來供給網(wǎng)站服務(wù)。當(dāng)然，數(shù)據(jù)庫也必定要和運(yùn)用服務(wù)分開，有單獨的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群。關(guān)于像淘寶網(wǎng)這樣規(guī)模的網(wǎng)站而言，便是運(yùn)用也分紅許多組。

大型網(wǎng)站體系架構(gòu)剖析

下面，就從服務(wù)器操作體系與Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器集群與負(fù)載均衡、緩存、獨立的圖片服務(wù)器、其它等幾個方面來剖析大型網(wǎng)站的體系架構(gòu)。

服務(wù)器操作體系與Web服務(wù)器

最底層首要是操作體系。好的操作體系能進(jìn)步好的功用、穩(wěn)定性和安全性，而這些對大型網(wǎng)站的功用、安全性和穩(wěn)定性都是至關(guān)重要的。

淘寶網(wǎng)（阿里巴巴）: Linux操作體系 + Web 服務(wù)器: Apache
新浪：FreeBSD + Web 服務(wù)器：Apache
Yahoo：FreeBSD + Web 服務(wù)器：自己的
Google: 部分Linux + Web 服務(wù)器：自己的
百度：Linux + Web 服務(wù)器: Apache
網(wǎng)易：Linux + Web 服務(wù)器: Apache
eBay: Windows Server 2003/8 (許多) + Web 服務(wù)器：Microsoft IIS
MySpace: Windows Server 2003/8 + Web 服務(wù)器：Microsoft IIS

由此可見，開源操作體系做Web運(yùn)用是首選已經(jīng)是一個既定現(xiàn)實。在開源操作體系中Linux和FreeBSD差不太多，很難說哪個一定比另外一個要優(yōu)異許多、能夠全面的超越對手，應(yīng)該是各有所長。但了解Linux的技能人員更多些，利于體系辦理、優(yōu)化等，所以Linux運(yùn)用更廣泛。而Windows Server和IIS雖然有的網(wǎng)站運(yùn)用，但不開源，而且需求購買微軟的一系列運(yùn)用產(chǎn)品，約束了其運(yùn)用�？倸w，開源操作體系，尤其是Linux做Web運(yùn)用是首選已經(jīng)是一個既定現(xiàn)實。

常用的體系架構(gòu)是:

Linux + Apache + PHP + MySQL
Linux + Apache + Java (WebSphere) + Oracle
Windows Server 2003/2008 + IIS + C#/ASP.NET + 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫

由于是千萬人一起拜訪的網(wǎng)站，所以一般是有許多個數(shù)據(jù)庫一起作業(yè)的，說明白一點便是數(shù)據(jù)庫集群和并發(fā)控制，數(shù)據(jù)散布到地理位置不同的數(shù)據(jù)中心，避免發(fā)生斷電事端。

主流的數(shù)據(jù)庫有Sun的是MySQL和Oracle。

Oracle是一款優(yōu)異的、廣泛選用的商業(yè)數(shù)據(jù)庫辦理軟件。有很強(qiáng)壯的功用和安全性，能夠處理相對海量的數(shù)據(jù)。而MySQL是一款十分優(yōu)異的開源數(shù)據(jù)庫辦理軟件，十分適合用多臺PC Server組成多點的存儲節(jié)點陣列(這兒我所指的不是MySQL自身供給的集群功用)，每單位的數(shù)據(jù)存儲成本也十分的低廉。用多臺PC Server裝置MySQL組成一個存儲節(jié)點陣列，經(jīng)過MySQL自身的Replication或許運(yùn)用自身的處理，能夠很好的確保容錯(答應(yīng)部分節(jié)點失效)，確保運(yùn)用的健壯性和可靠性。能夠這么說，在聯(lián)系數(shù)據(jù)庫辦理體系的挑選上，能夠考慮運(yùn)用自身的情況來決議。

MySQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的master-slave形式，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在主從服務(wù)器間進(jìn)行同步，運(yùn)用只把數(shù)據(jù)寫到主服務(wù)器，而讀數(shù)據(jù)時則依據(jù)負(fù)載挑選一臺從服務(wù)器或許主服務(wù)器來讀取，將數(shù)據(jù)按不同策略劃分到不同的服務(wù)器（組）上，渙散數(shù)據(jù)庫壓力。

服務(wù)器集群與負(fù)載均衡

服務(wù)器群集中每個服務(wù)結(jié)點運(yùn)行一個所需服務(wù)器程序的獨立仿制，而網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡則將作業(yè)負(fù)載在這些主機(jī)間進(jìn)行分配。負(fù)載均衡樹立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它供給了一種廉價有用的方法擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和添加吞吐量，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理才能，進(jìn)步網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。它首要完成以下使命:處理網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，服務(wù)就近供給，完成地理位置無關(guān)性 ;為用戶供給更好的拜訪質(zhì)量;進(jìn)步服務(wù)器呼應(yīng)速度;進(jìn)步服務(wù)器及其他資源的運(yùn)用功率;避免了網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵部位呈現(xiàn)單點失效。

常用的服務(wù)器集群和數(shù)據(jù)庫集群負(fù)載均衡完成方法：

CitrixNetScaler的硬件負(fù)載均衡交換機(jī)做服務(wù)器集群的負(fù)載均衡。
MySQL Proxy做MySQL服務(wù)器集群的負(fù)載均衡并完成讀寫別離。其完成讀寫別離的基本原理是讓主數(shù)據(jù)庫處理事務(wù)性查詢，而從數(shù)據(jù)庫處理SELECT查詢。數(shù)據(jù)庫仿制被用來把事務(wù)性查詢導(dǎo)致的變更同步到集群中的從數(shù)據(jù)庫。
CDN(Content Delivery Network): 幾乎在各大網(wǎng)站都有運(yùn)用該技能。例如，使得你的網(wǎng)站在各省市拜訪更快，其原理是采取了散布式網(wǎng)絡(luò)緩存結(jié)構(gòu)（即國際上流行的web cache技能），經(jīng)過在現(xiàn)有的Internet中添加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將網(wǎng)站的內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的cache服務(wù)器內(nèi)，經(jīng)過DNS負(fù)載均衡的技能，判別用戶來歷就近拜訪cache服務(wù)器獲得所需的內(nèi)容，處理Internet網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況，進(jìn)步用戶拜訪網(wǎng)站的呼應(yīng)速度，好像供給了多個散布在各地的加速器，以達(dá)到快速、可冗余的為多個網(wǎng)站加速的意圖。

緩存

眾所周知，運(yùn)用緩存能有用應(yīng)對大負(fù)載，削減數(shù)據(jù)庫的壓力，并顯著進(jìn)步**運(yùn)用程序的功用，如果某個用戶屢次懇求同一資源，則能夠從緩存回來該資源，然后避免了從頭從服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫懇求該資源而發(fā)生的體系開銷。緩存能夠經(jīng)過削減獲取懇求的資源所需的時刻，進(jìn)步運(yùn)用程序功用。緩存還能夠經(jīng)過削減到服務(wù)器的往返次數(shù)，下降網(wǎng)絡(luò)通信量。雖然緩存能夠進(jìn)步功用，但它也添加了回來到運(yùn)用程序的資源或許變得陳腐的危險。這意味著，回來的資源或許與假設(shè)沒有運(yùn)用緩存的情況下，服務(wù)器有或許發(fā)送的資源并不徹底相同(即獲得“臟數(shù)據(jù)”)。

即便如此，簡單的緩存策略也能大大進(jìn)步網(wǎng)站功用。例如，Youtube把首頁最新的視頻列表緩存60秒，也便是說60秒內(nèi)并發(fā)的request都是從緩存讀取的，大大削減了數(shù)據(jù)庫壓力。再加上CDN，使得Youtube首頁的并發(fā)拜訪速度很快。

單機(jī)內(nèi)存緩存、文件緩存、數(shù)據(jù)庫緩存等的策略都是能夠很簡單的完成的，例如能夠運(yùn)用微軟的Caching Application Block，但怎么在集群環(huán)境中使多個緩存、**緩存并保存同步是個重大問題。大型網(wǎng)站一般都運(yùn)用緩存服務(wù)器群，并運(yùn)用**緩存。業(yè)內(nèi)最常用的有：

Squidcache，Squid服務(wù)器群，把它作為web服務(wù)器端前置cache服務(wù)器緩存相關(guān)懇求來進(jìn)步web服務(wù)器速度。Squid將大部分靜態(tài)資源(圖片，js，css等）緩存起來，直接回來給拜訪者，削減運(yùn)用服務(wù)器的負(fù)載
memcache，memcache服務(wù)器群，一款散布式緩存產(chǎn)品，許多大型網(wǎng)站在運(yùn)用; 它能夠應(yīng)對任意多個連接，運(yùn)用非堵塞的網(wǎng)絡(luò)IO。由于它的作業(yè)機(jī)制是在內(nèi)存中拓荒一塊空間，然后樹立一個HashTable，Memcached自辦理這些HashTable。由于一般網(wǎng)站運(yùn)用程序中最耗費(fèi)時刻的使命是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫的檢索，而多個用戶查詢相同的SQL時，數(shù)據(jù)庫壓力會增大，而經(jīng)過memcache的查詢緩存射中，數(shù)據(jù)直接從memcache內(nèi)存中取，每次緩存射中將替換到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的一次往返，到達(dá)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的懇求更少，間接地進(jìn)步了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的功用，然后使運(yùn)用程序運(yùn)行得更快。它經(jīng)過基于內(nèi)存緩存目標(biāo)來削減數(shù)據(jù)庫查詢的方式改進(jìn)網(wǎng)站體系的反響，其最吸引人的一個特性便是支持散布式布置。有關(guān)memcache，以下文章能夠參閱：參閱1，參閱2，參閱3官方站點。
e-Accelerator，比較特別，PHP的緩存和加速器。是一個免費(fèi)開源的PHP加速、優(yōu)化、編譯和動態(tài)緩存的項目，它能夠經(jīng)過緩存PHP代碼編譯后的成果來進(jìn)步PHP腳本的功用，使得一貫很雜亂和離咱們很遠(yuǎn)的 PHP腳本編譯問題徹底得到處理。經(jīng)過運(yùn)用eAccelerator，能夠優(yōu)化你的PHP代碼執(zhí)行速度，下降服務(wù)器負(fù)載，能夠進(jìn)步PHP運(yùn)用執(zhí)行速度最高達(dá)10倍。

獨立的圖片服務(wù)器

無論從辦理上，還是從功用上看，只要有或許，盡量布置獨立的圖片服務(wù)器。這幾乎成為知識了。具有獨立的圖片服務(wù)器或許服務(wù)器集群后，在 Web 服務(wù)器上就能夠有針對性的進(jìn)行裝備優(yōu)化。

其他

一個互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用，除了服務(wù)器的操作體系，Web Server軟件，運(yùn)用服務(wù)器軟件，數(shù)據(jù)庫軟件外，咱們還會涉及到一些其他的體系，比方一些中間件體系、文件存儲體系（圖片服務(wù)器，視頻服務(wù)器，辦理服務(wù)器，RSS和廣告服務(wù)器等等）、全文檢索、搜索、等等。會在今后介紹

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