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1、“大型”网站技术架构探讨,余浩东 2011年6月,大型网站架构的目标与挑战 网站架构演变及其技术脉络 架构设计理论与原则 讨论及总结,大型网站架构的目标与挑战,何谓“大型”网站？,没有统一的判断标准，流量大小是一个重要指标,日均流量至少IP1,000,000才算大型网站,大型网站架构的目标与挑战,何谓“大型”网站？,网站内容是否“动态”才是关键,大型网站架构的目标与挑战,网站架构目标与挑战,每个目标背后面临着技术、设计、维护等诸多方面的挑战。而目标本身的期望值也会根据实际情况进行调整，这也意味着网站架构建设是个不断调整的过程。,负载均衡 数据备份 异地容灾 。,高速缓存 并行计算 异地镜像 。
2、,开发框架 多层设计 业务分割 。,大型网站架构的目标与挑战 网站架构演变及其技术脉络 架构设计理论与原则 讨论及总结,网站架构演变及其技术脉络,Step1Web动静态资源分离及其与DB物理分离,优点：“简单”、安全性提高 缺点：存在单点，谈不上高可用性（high availability架构目标） 技术点：应用设计要保证可扩展（framework很重要Spring/Beetle）、Web Server动/静态资源分离 Web Server（ApacheNginxIISJBoss）、 Database Server（MysqlOracleRedis）,Step1技术点Web动静态资源分离,im
3、g,doc,js,css等静态资源使用单独的Web HTTP Server处理请求 动态页面静态化处理,网站架构演变及其技术脉络,Step2采取缓存处理,优点：简单有效、维护方便 缺点：依然存在单点 技术点：客户端（浏览器）缓存、前端页面缓存、页面片段缓存、本地数据缓存/数据库缓存,网站架构演变及其技术脉络,减少对网站的访问,减少对Web应用服务器的请求,减少对数据库的查询,减少文件系统I/O操作,Step2技术点客户端（浏览器）缓存,能够让浏览器缓存的数据一定要缓存；浏览器能够处理的运算，决不放在服务器端来处理。,网站架构演变及其技术脉络,Step2技术点前端页面缓存,采用具备缓存功能的ht
4、tp反向代理服务器作前端页面缓存器， VarnishSquidNcacheAiCache(商业)【硬件F5】,网站架构演变及其技术脉络,Step2技术点页面片段缓存ESI(Edge Side Includes),ESI需要服务器端支持，常见apache(mod_esi)、WebLogic、 JSP标签库(JESI)等。,网站架构演变及其技术脉络,Step2技术点本地数据缓存,需要从数据库系统和Web应用服务器两个层面考虑缓存优化,网站架构演变及其技术脉络,Step3增加机器做HA、数据库读写分离,网站架构演变及其技术脉络,优点：增加服务器和HA机制，系统性能及可用性得到保证 缺点：读写分离，增
5、加程序难度，架构变复杂，维护难度增加 技术点：负载均衡、DAL、数据库读写分离,Step3技术点负载均衡,网站架构演变及其技术脉络,Step3技术点数据库读写分离及DAL,网站架构演变及其技术脉络,读写分离逻辑分批 负载均衡 失效转移（failover） 数据库分区透明支持 两大实现模式：独立Proxy服务器；单独API库文件,各个数据库厂商都有自己复制方案 常见通用方案：ETL、GoldenGate TJS,Step4CDN、分布式缓存、分库,网站架构演变及其技术脉络,优点：异地缓存有效解决不同地方用户访问过慢的问题；分库策略带来网站性能整体提升 缺点：成本大幅增加，架构进一步复杂化，也维护
6、难度进一步增大，架构开始臃肿了 技术点：CDN、分布式缓存、Shard分库,Step4技术点CDN,网站架构演变及其技术脉络,CDN(Content Delivery Network)内容分发网络 将网站的内容分发到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近获取，从而解决互联网网络拥挤的状况，提高用户访问的响应速度。 适合静态内容很多（如：静态页面、图片、视频等）及页面内容实时性要求不高的网站，如：新闻类门户网站 CDN构建可以做的很简单，也可以很复杂，主要根据自己网站实际情况而定,Step4技术点分布式缓存,网站架构演变及其技术脉络,本地缓存性能优秀，但容量有限，无伸缩性 采用分布式缓存方案突
7、破容量限制，具备良好伸缩性；但分布式涉及远程网络通信消耗其性能本地缓存来得优秀，并可涉及节点状态维护及数据复制问题，其稳定性和可靠性是个挑战。 目前流行分布式缓存方案：memcached、membase、redis等，基本上当前的NoSQL方案都可以用来做分布式缓存方案,Step4技术点分库,网站架构演变及其技术脉络,读写分离（简单有效，前面已介绍）,垂直分区,良好的松耦合的模块化设计是垂直分库的前提,Step4技术点分库,网站架构演变及其技术脉络,水平分区（Shard）,分片Key识别（划分检索依据）是关键,是否还有其它招？用NoSql数据库部分替换关系数据库,Step5多个数据中心，向分布
8、式存储和计算的架构体系迈进,网站架构演变及其技术脉络,优点：多数据中心，带来更高质量区域服务体验；分布式存储及计算架构有效解决pb级数据量存储、检索及计算性能问题 缺点：架构复杂、数据同步、一致性及系统维护、技能要求等成本十分高 技术点：分布式文件系统、Map/Reduce、Key-Value存储,Step5技术点向分布式存储计算解决方案DFS、Map/Reduce、Key-Value DB,网站架构演变及其技术脉络,DFS分布式文件系统，如：LustreHDFSGFSTFSFreeNas等 Map/Reduce算法（计算框架），基本上现有NoSQL数据库中都支持此算法。 Key-Value
9、DB，也作为NoSQL解决方案，如：BigTableTairHbase HyperTable等 提供完整解决方案：Google(GFS|Map/Reduce|BigTable)Apache Hadoop(HDFS|Map/Reduce|HBase),大型网站架构的目标与挑战 网站架构演变及其技术脉络 架构设计理论与原则 讨论及总结,架构设计理论与原则,网站架构设计的精神食粮,架构设计理论与原则,关于数据一致性ACID vs BASE,ACID（ Atomicity 、 Consistency 、 Isolation 、 Durability ）是关系型数据库的最基本原则，遵循ACID原则强调一
10、致性，对成本要求很高，对性能影响很大。,问题：ACID原则适用于互联网应用吗？可用性似乎比一致性重要些,BASE（ Basically Available 、 Soft state 、 Eventually consistent ）策略,BASE策略与ACID不同，其基本思想就是通过牺牲强一致性，以获得更好的可用性或可靠性,基本可用 数据能够保证80%一致性就够了，剩下20%就不要过于纠结了。可参考八二定律,软状态 在不过分追求数据一致性（强一致性）前提下可考虑软状态策略，例如把数据缓存（State）在客户端一段时间，过后若没有新请求的话，就清除此缓存（Soft）,最终一致性 在某一段短时间内
11、允许数据不一致，但经过一段较长时间，等所有节点上数据的拷贝都整合在一起的时候，数据会最终达到完全一致,架构设计理论与原则,关于分布式系统CAP理论,一致性 分布式系统中，数据一般会存储在不同节点，一致性就是要保证对数据操作的原子性,可用性 确保客户访问数据时可得到响应。不强调各个节点上数据要保持一致性。,分区容忍性 数据分区存储后，即使部分分区组件不可用，其施加的操作也能够完成,CAP理论指出：一个分布式系统不可能同时满足一致性、可用性 和分区容忍性这三项需求，最多只能同时满足其中两个。,架构设计理论与原则,无共享架构（Share Nothing Architecture）,架构设计理论与原则
12、,ED-SOA架构,ED-SOA，事件驱动，面向服务架构,SOA是系统组件化、模块化构建性理论；ED是系统组件之间同步通信，采取事件机制异步化，提高响应速度,基于ED-SOA构建松耦合系统可以显著改善网站可伸缩性,架构进化与退化-奥卡姆剃刀原理,进化寻找最适合的；退化简化不必要的,简单就好，慎防过渡设计,架构设计理论与原则,考量成本，先硬后软原则,大型网站架构的目标与挑战 网站架构演变及其技术脉络 架构设计理论与原则 讨论及总结,讨论及总结,大型网站架构是怎么样子的？,存在万能的架构吗？架构本质是什么？,网站架构如何选型？开发语言重要吗？,架构只是浮云？神马才是重要的？。,Thank you！- Q&A,
