大型网站技术架构演变_互联网_IT计算机_专业资料.ppt
大型网站技术架构方案专业知识讲座
开发框架 多层设计 业务分割 。。。
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网站架构各子系统介绍
Web前 端系统 负 载均衡系统 数 据库集群系统 缓 存系统 分 布式存储系统 分 布式服务器管理系统 代 码分发系统
SVN: 管理方便,逻辑明确,符合一般人思维习惯; 易于管理,集中式服务器更能保证安全性; 代码一致性非常高,更新速度快; 适合开发人数不多的项目开发; 学习成本低,快速上手
Rsync (remote sync) 可以镜像保存整个目录树和文件系统; 可以很容易做到保持原来文件的权限、时间、软硬链接等等; 无须特殊权限即可安装; 快速、安全、支持匿名传输,以方便进行网站镜象。
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负载均衡系当统之处,: 请N联g系i本n人x或网站删除。
Http server Reverse Proxy Mail server LB server: >50,000 connection Bug free 7*24 Easy to upgrade …
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负载均衡系统 当之处,请联系本人或网站删除。
大型网站解决高负荷访问和大量并发请求采用的 终极解决办法
代码分发系统: SVN + Rsync 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不 当之处,请联系本人或网站删除。
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大型网站架构演变和知识体系
或 者静 态化 ,减 少对 数据库 的访 问。
态化可通过生成静态 h 方式实现。 t ml 实现 了此 步 方 案后, 系统 图示 如 图2 。这步 架 构 演 变对 于 技术 上 有 所 要 求:页面 缓 存技 术、模 板技 术 ,要 把这 两种 技术 发挥 好,还 得深 入学 习 缓 存实现 的原理 ( 包括缓存 实现方法 、
页面 缓存 或静 态 化后 ,数据 库连 接数 降低 了,而 且从 缓存 读取也 比从 数据库 读 快很 多, 因此 系统 整体 的 响 应 速 度快 了不 少,高 峰期 系统 的运 转 也 毫 不 费 劲, 于 是 A团 队心 满 意 足,
开 始 享 受 网 站 访 问 量 的 增 长 。 好 景 不 长 呀 , 系 统 又 慢 下 来 了, 这 次 是 为 什
些 ,但互 联 网 口碑 效应 的传 播效 果
变过程 ,并说 明每步架构演 变的动机 、 采 用 的方 案 以及 实现 方 案所需 掌握 的
知 识体 系 。
出乎 A团队意 料之 外 ,网站 的访 问量 迅猛 攀升 ,不 断创造 新高 。也就 在 这
个 时 候 , 系 统 的 响 应 开 始 变 慢 了 。 查 找 原 因 , 发 现 是 由 于 访 问 数 据 库 的 操
第 ~步 :物 理分 离应用
和 数据库
A团队有了一个很好的想法,于是 托 管 一台 主机 ,在 上 面部 署 了网站 应 用 和数 据库 ,正 式开 门营 业,对 外 提 供 访 问。网站 的特 色 吸引 了越 来越 多 的访客 ,A团队享 受着每 天 P V不 断增 长 的喜 悦,但 同时坏 消息也伴 随而至 。
、
资 源, 并避 免 硬 件 资 源 的 互相 争 抢 , 于是 进入 了架 构演 变 的第一 步,增 加
大型网站技术架构演变
分布式数据库及文件架构,就应用程序而言,不透明 一般需要与集群式、分布式架构中作出权限后才决定方案
使用NOSQL和搜索引擎
• •
数据存储和检索需求越来越复杂 传统关系型技术无法满足需求(存储、速度)
• • •
数据交互能力大大提升 一般都会涉及集群架构 对持久化、ACD需要有折冲
业务拆分
• • •
大型网站业务场景复杂,需要分而治之地解决不同业务(产品线问题)问题 根据业务划分多个不同产品线及板块,由不同业务团队负责,并最终提供不同服务 不同应用独立部署,通过链接、消息队列、接口服务进行交互通讯,最多的是通过共享同一存储系统实现关联
• 性能减弱
• •
可用性提升 维护更容易,项目更简单
分布式服务
•
•
请求再多也能通过扩展支撑
数据库读写分离
• •
存在不能缓存的情况多,数据库写入也不少的情况下,数据库负载压力成为网站瓶颈 利用热备功能,配置主-从关系,实现读-写分离,分摊单一节点数据库压力
•
利用独立数据库访问模块,实现读写分离调度,对应用透明 读、写分离调度模块,可以是独立硬件,也可以程序级调度 程序 主-从复制基于时间调度(简单但不够实时)或事件调度 (复杂但相对精准)
大型网站技术架构演变
黄若儒
大型网站软件系统的特点
• 高并发、大流量——需要面对高并发用户,大流量访问。 • 高可用——系统7x24小时不间断服务。 • 海量数据——需要存储、管理海量数据,需要使用大量服务器。 • 用户分布广泛,网络情况复杂——需要为全球范围的用户提供服务。 • 安全环境恶劣——互联网开放性,导致更容易受到攻击。 • 需求快速变更,发布频繁——需要快速适应市场,满足用户需求。 • 渐进式发展——没有全盘一篮子规划,只有基于实际的无限变更发展
大型网站技术架构
⼤型⽹站技术架构1. ⼤型⽹站架构演化发展历程1)初始阶段的⽹站架构应⽤程序、数据库、⽂件等所有资源都在⼀台服务器上。
Linux+PHP+Apache+MySQL。
初始阶段的⽹站架构2)应⽤服务和数据服务分离使⽤三台服务器:应⽤服务器、⽂件服务器、数据库服务器。
应⽤服务和数据服务分离3)使⽤缓存改善⽹站性能⽹站使⽤缓存4)使⽤应⽤服务器集群改善⽹站的并发处理能⼒应⽤服务器集群部署5)数据库读写分离数据库读写分离6)使⽤反向代理和CDN加速⽹站响应⽹站使⽤反向代理和CDN加速访问7)使⽤分布式⽂件系统和分布式数据库系统使⽤分布式⽂件和分布式数据库系统8)使⽤NoSQL和搜索引擎使⽤NoSQL和搜索引擎9)业务拆分垂直拆分,分⽽治之,按业务拆分成不同的应⽤。
业务拆分10)分布式服务⽔平拆分,提取公共组件,中台战略。
分布式服务2. ⼤型⽹站架构模式1)分层⽔平切分:应⽤层、服务层、数据层。
2)分割垂直切分:按业务切分。
3)分布式分布式应⽤和服务、分布式数据和存储、分布式计算、分布式锁、分布式⽂件系统。
4)集群5)缓存6)异步7)冗余8)⾃动化9)安全3. ⼤型⽹站核⼼架构要素软件架构:系统的各个重要组成部分及其关系构成了系统的架构,这些组成部分可以是具体的功能模块,也可以是⾮功能的设计与决策,他们相互关系组成⼀个整体,共同构成了软件系统的架构。
1)性能性能优化,前端:浏览器缓存、页⾯压缩、CDN缓存、反向代理缓存。
后端:缓存、异步、集群、多线程、改善内存管理、数据库索引、SQL优化。
2)可⽤性⾼可⽤的⼿段:冗余、负载均衡集群。
3)伸缩性关注点:⾮功能性需求(技术需求)。
衡量架构伸缩性的主要标准:是否可以⽤多台服务器构建集群,是否容易向集群中添加新的服务器,新服务器是否可以提供和原服务器⽆差别的服务,集群可容纳的总的服务器数量是否有限制。
4)扩展性关注点:功能需求。
衡量架构扩展性的主要标准:增加新的业务产品时,是否可以实现对现有产品透明⽆影响,不需要改动或者很少改动既有业务功能就可以上线新产品,不同产品之间是否很少耦合,⼀个产品改动对其他产品功能⽆影响。
大型网站系统架构演化之路
大型网站系统架构演化之路前言一个成熟的大型网站(如淘宝、天猫、腾讯等)的系统架构并不是一开始设计时就具备完整的高性能、高可用、高伸缩等特性的,它是随着用户量的增加,业务功能的扩展逐渐演变完善的,在这个过程中,开发模式、技术架构、设计思想也发生了很大的变化,就连技术人员也从几个人发展到一个部门甚至一条产品线。
所以成熟的系统架构是随着业务的扩展而逐步完善的,并不是一蹴而就;不同业务特征的系统,会有各自的侧重点,例如淘宝,要解决海量的商品信息的搜索、下单、支付,例如腾讯,要解决数亿用户的实时消息传输,百度它要处理海量的搜索请求,他们都有各自的业务特性,系统架构也有所不同。
尽管如此我们也可以从这些不同的网站背景下,找出其中共用的技术,这些技术和手段广泛运用在大型网站系统的架构中,下面就通过介绍大型网站系统的演化过程,来认识这些技术和手段。
一、最开始的网站架构最初的架构,应用程序、数据库、文件都部署在一台服务器上,如图:二、应用、数据、文件分离随着业务的扩展,一台服务器已经不能满足性能需求,故将应用程序、数据库、文件各自部署在独立的服务器上,并且根据服务器的用途配置不同的硬件,达到最佳的性能效果。
三、利用缓存改善网站性能在硬件优化性能的同时,同时也通过软件进行性能优化,在大部分的网站系统中,都会利用缓存技术改善系统的性能,使用缓存主要源于热点数据的存在,大部分网站访问都遵循28原则(即80%的访问请求,最终落在20%的数据上),所以我们可以对热点数据进行缓存,减少这些数据的访问路径,提高用户体验。
缓存实现常见的方式是本地缓存、分布式缓存。
当然还有CDN、反向代理等,这个后面再讲。
本地缓存,顾名思义是将数据缓存在应用服务器本地,可以存在内存中,也可以存在文件,OSCache就是常用的本地缓存组件。
本地缓存的特点是速度快,但因为本地空间有限所以缓存数据量也有限。
分布式缓存的特点是,可以缓存海量的数据,并且扩展非常容易,在门户类网站中常常被使用,速度按理没有本地缓存快,常用的分布式缓存是Memcached、Redis。
大型网站架构
大型网站架构演变之前也有一些介绍大型网站架构演变的文章,例如LiveJournal的、ebay的,都是非常值得参考的,不过感觉他们讲的更多的是每次演变的结果,而没有很详细的讲为什么需要做这样的演变,再加上近来感觉有不少同学都很难明白为什么一个网站需要那么复杂的技术,于是有了写这篇文章的想法,在这篇文章中 将阐述一个普通的网站发展成大型网站过程中的一种较为典型的架构演变历程和所需掌握的知识体系,希望能给想从事互联网行业的同学一点初步的概念,:-),文中的不对之处也请各位多给点建议,让本文真正起到抛砖引玉的效果。
架构演变第一步:物理分离webserver和数据库最开始,由于某些想法,于是在互联网上搭建了一个网站,这个时候甚至有可能主机都是租借的,但由于这篇文章我们只关注架构的演变历程,因此就假设这个时候 已 经是托管了一台主机,并且有一定的带宽了,这个时候由于网站具备了一定的特色,吸引了部分人访问,逐渐你发现系统的压力越来越高,响应速度越来越慢,而这 个时候比较明显的是数据库和应用互相影响,应用出问题了,数据库也很容易出现问题,而数据库出问题的时候,应用也容易出问题,于是进入了第一步演变阶段: 将应用和数据库从物理上分离,变成了两台机器,这个时候技术上没有什么新的要求,但你发现确实起到效果了,系统又恢复到以前的响应速度了,并且支撑住了更 高的流量,并且不会因为数据库和应用形成互相的影响。
看看这一步完成后系统的图示:这一步涉及到了这些知识体系:这一步架构演变对技术上的知识体系基本没有要求。
架构演变第二步:增加页面缓存好景不长,随着访问的人越来越多,你发现响应速度又开始变慢了,查找原因,发现是访问数据库的操作太多,导致数据连接竞争激烈,所以响应变慢,但数据库连接又不能开太多,否则数据库机器压力会很高,因此考虑采用缓存机制来减少数据库连接资源的竞争和对数据库读的压力,这个时候首先也许会选择采用squid 等类似的机制来将系统中相对静态的页面(例如一两天才会有更新的页面)进行缓存(当然,也可以采用将页面静态化的方案),这样程序上可以不做修改,就能够 很好的减少对webserver的压力以及减少数据库连接资源的竞争,OK,于是开始采用squid来做相对静态的页面的缓存。
互联网架构的演变
互联⽹架构的演变互联⽹架构的演变:1 最初是前端⼀个web 加⼀个DB的结构这种结构,web容易挂掉,业务就会终⽌,由于⾼可⽤的需求,出现了下⾯这样的架构2 加了⼀个web,两个web之间是主备的关系,⼀个挂了,另⼀个来代替,⽤来解决⾼可⽤问题3 之后发现这样的架构⽀持的访问量不够了,前端撑不住那么⼤的访问量,因为前端的访问量和DB的落库有⼤概是10⽐1的⽐例,前端访问10个,会有1个能够落库,所以随着访问量的增加,前端先扛不住了,这个时候主、备结构已经不能解决⾼可⽤的问题,所以在web前⾯加了⼀个ngx,作为负载均衡进⾏访问的转发,这个时候,web和web之间的主备关系就不存在了,在ngx进⾏转发的时候会有⼀个session保持的操作,再后来就出现⽆状态的概念,在两个web之间进⾏轮询,给谁都⾏4当⽆状态的概念出来以后,web这⼀层就可以进⾏多次的横向扩展,这是第⼀次质的飞越后来⼈们觉得⼀个ngx也会出问题,就设计了主、备结构的ngx5 后来主、备ngx结构也不满⾜需求了,就在ngx前⾯加了⼀个lvs,lvs负责把请求转发给nginx这时nginx就解放出来了,不是主、备结构了,⽽是作为⼀个层级的结构,可以进⾏⽆限横向扩展;lvs这⾥是⼀个单点,它可以被设计成主、备的结构,⼀台挂了,另⼀台接管,但是不能横向扩展。
注意:lvs不能直接做负载集群,不能说⼀台不够了,再来⼀台,做不了负载集群,但是如果负载不够怎么办,它只能抗10到20万的访问量,怎么扩呢?可以⼀个ip放在⼀台lvs上,再来⼀个ip时放到另外⼀个lvs上边,⽤这种⽅式把它进⾏扩展;然后lvs本⾝的⾼可⽤怎么做呢,它做不了⾼负载,没法扩展它的吞吐量,但是⾼可⽤是可以做的,有主、备的结构,⼀个挂了,另⼀个接管,就可以了,实际上公司⾥边的做法,可以做两台lvs互为主、备,4个ip在⼀边,4个ip在另⼀边,两台共同提供业务,就做到了⾼负载,当⼀台出故障的时候,这个8个ip就可以集中到另外⼀台lvs上。
大型网站架构演变
大型网站架构演变今日我们来谈谈一个网站普通是如何一步步来构建起系统的,虽然我们希翼网站一开头就能有一个很好的架构,但马克思告知我们事物是在进展中不断前进的,网站架构也是随着业务的扩大、用户的需求不断完美的,下面是一个网站架构逐步进展的基本过程,读完后,请思量,你现在在哪个阶段。
架构演化第一步:物理分别WebServer和数据库最开头,因为某些主意,于是在互联网上搭建了一个网站,这个时候甚至有可能主机都是租借的,但因为这篇文章我们只关注架构的演化历程,因此就假设这个时候已经是托管了一台主机,并且有一定的带宽了。
这个时候因为网站具备了一定的特色,吸引了部分人拜访,逐渐你发觉系统的压力越来越高,响应速度越来越慢,而这个时候比较显然的是数据库和应用相互影响,应用出问题了,数据库也很简单浮现问题,而数据库出问题的时候,应用也简单出问题。
于是进入了第一步演化阶段:将应用和数据库从物理上分别,变成了两台机器,这个时候技术上没有什么新的要求,但你发觉的确起到效果了,系统又复原到以前的响应速度了,并且支撑住了更高的流量,并且不会由于数据库和应用形成相互的影响。
看看这一步完成后系统的图示:架构演化其次步:增强页面缓存好景不长,随着拜访的人越来越多,你发觉响应速度又开头变慢了,查找缘由,发觉是拜访数据库的操作太多,导致数据衔接竞争激烈,所以响应变慢。
但数据库衔接又不能开太多,否则数据库机器压力会很高,因此考虑采纳缓存机制来削减数据库衔接资源的竞争和对数据库读的压力。
这个时候首先大概会挑选采纳squ等类似的机制来将系统中相对静态的页面(例如一两天才会有更新的页面)举行缓存(固然,也可以采纳将页面静态化的计划),这样程序上可以不做修改,就能够很好的削减对WebServer的压力以及削减数据库衔接资源的竞争,OK,于是开头采纳squid来做相对静态的页面的缓存。
看看这一步完成后系统的图示:这一步涉及到了这些学问体系:前端页面缓存技术,例如squid,如想用好的话还得深化把握第1页共2页。
大型网站技术架构
大型网站架构演Βιβλιοθήκη 过程使用缓存改善网站性能问题:访问量持续增长,web性能再次变差;响应速度变慢
2-8定律:web的访问规律:80%业务访问集中在20%的数 据上;
增加应用服务器本地缓存,这个最直接,也最简单
增加远程分布式缓存集群:当本地的内存不足以放下需要的 缓存的数据时,就只能通过分布式
大型网站技术架构
演讲人
2 0 2 5 - 11 - 11
目录
01. 大型网站架构演变过程
02. 大型网站架构模式
03. 网站的高可用架构
04. 网站的可扩展性
05. 架构核心要素
06. 网站的高性能架构
07. 网站的伸缩性架构
08. 网站的安全性架构
ONE
01
大型网站架构演变过程
大型网站架构演变过程
大型网站架构演变过程
业务切分
按照业务来划分子系统,按产品线划分系统,通 过分布式服务来协同工作;
系统发展到最后都是一个拆分的过程,也不会像 三国一样合就必分,系统职能越来越单一化。这 也回到了面向对象编程的五项基本原则的单一职 责的原则。
业务切分
初始架构
02
应用、DB、文 件都在一块
03
经典的LAMP 模式
大型网站架构演变过程
应用服务和数据分离
问题:性能变差、 数据存储空间不 够
3台服务器
应用服务和数据分 离
问题:性能变差、数据存储空间 不够
3台服务器
应用服务器 数据服务器 文件服务器
需要处理大量业务逻辑,这需要更强的CPU;
需要快速磁盘检索和数据缓存,这需要更快 的硬盘和更大的内存;
大型网站架构演变
前言一个成熟的大型网站(如淘宝、京东等)的系统架构并不是开始设计就具备完整的高性能、高可用、安全等特性,它总是随着用户量的增加,业务功能的扩展逐渐演变完善的,在这个过程中,开发模式、技术架构、设计思想也发生了很大的变化,就连技术人员也从几个人发展到一个部门甚至一条产品线。
所以成熟的系统架构是随业务扩展而完善出来的,并不是一蹴而就;不同业务特征的系统,会有各自的侧重点,例如淘宝,要解决海量的商品信息的搜索、下单、支付,例如腾讯,要解决数亿的用户实时消息传输,百度它要处理海量的搜索请求,他们都有各自的业务特性,系统架构也有所不同。
尽管如此我们也可以从这些不同的网站背景下,找出其中共用的技术,这些技术和手段可以广泛运行在大型网站系统的架构中,下面就通过介绍大型网站系统的演化过程,来认识这些技术和手段。
一、最开始的网站架构最初的架构,应用程序、数据库、文件都部署在一台服务器上,如图:二、应用、数据、文件分离随着业务的扩展,一台服务器已经不能满足性能需求,故将应用程序、数据库、文件各自部署在独立的服务器上,并且根据服务器的用途配置不同的硬件,达到最佳的性能效果。
三、利用缓存改善网站性能在硬件优化性能的同时,同时也通过软件进行性能优化,在大部分的网站系统中,都会利用缓存技术改善系统的性能,使用缓存主要源于热点数据的存在,大部分网站访问都遵循28原则(即80%的访问请求,最终落在20%的数据上),所以我们可以对热点数据进行缓存,减少这些数据的访问路径,提高用户体验。
缓存实现常见的方式是本地缓存、分布式缓存。
当然还有CDN、反向代理等,这个后面再讲。
本地缓存,顾名思义是将数据缓存在应用服务器本地,可以存在内存中,也可以存在文件,OSCache就是常用的本地缓存组件。
本地缓存的特点是速度快,但因为本地空间有限所以缓存数据量也有限。
分布式缓存的特点是,可以缓存海量的数据,并且扩展非常容易,在门户类网站中常常被使用,速度按理没有本地缓存快,常用的分布式缓存是Memcached、Redis。
网站架构的演变PPT课件
问题:
解决方案:
是不是可以将系统常用的 将这些数据缓存到本地内
数据信息也缓存起来呢
存
MemCache
架构演变第四步:数据缓存
架构演变第四步:数据缓存
相关知识体系
缓存技术,包括像Map数据结构、缓存算法 MemCache
架构演变第四步:数据缓存
好景不长,发现随着系统访问量的再度增加, webserver机器的压力在高峰期会上升到比较高, 这个时候开始考虑增加一台webserver,这也是 为了同时解决可用性的问题,避免单台的 webserver down机的话就没法使用了
架构演变第六步:分库
问题:
解决方案:
数据库写入、更新等操作 的部分数据库连接的资源 竞争非常激烈
数据库集群 分库策略 对原有程序进行修改
架构演变第六步:分库
架构演变第六步:分库
相关知识体系
这一步更多的是需要从业务上做合理的划分,以 实现分库,具体技术细节上没有其他的要求
但同时随着数据量的增大和分库的进行,在数据 库的设计、调优以及维护上需要做的更好,因此 对这些方面的技术还是提出了很高的要求的
网站架构的演变及讨论
最开始,由于某些想法,于是在互联网上搭建了 一个网站,这个时候甚至有可能主机都是租借的, 但由于这篇文章我们只关注架构的演变历程,因 此就假设这个时候 已经是托管了一台主机,并且 有一定的带宽了,这个时候由于网站具备了一定 的特色,吸引了部分人访问,逐渐你发现系统的 压力越来越高,响应速度越来越慢,而这个时候 比较明显的是数据库和应用互相影响,应用出问 题了,数据库也很容易出现问题,而数据库出问 题的时候,应用也容易出问题
架构演变第八步:增加更多的webserver
大型网站技术架构演进
存储的瓶颈一,题记前不久公司请来了位互联网界的技术大牛跟我们做了一次大型网站架构的培训,两天12个小时信息量非常大,知识的广度和难度也非常大,培训完后我很难完整理出全部听到的知识,今天我换了个思路是回味这次培训,这个思路就是通过本人目前的经验和技术水平来思考下大型网站技术演进的过程。
二,什么网站是大型网站首先思考的一个问题,什么样的网站才是大型网站,从网站的技术指标角度考虑这个问题人们很容易犯一个毛病就是认为网站的访问量是衡量的指标,懂点行的人也许会认为是网站在单位时间里的并发量的大小来作为指标,如果按这些标准那么像hao123这样的网站就是大型网站了,如下图所示:其实这种网站访问量非常大,并发数也非常高,但是它却能用最为简单的web技术来实现:我们只要保持网站的充分的静态化,多部署几台服务器,那么就算地球上所有人都用它,网站也能正常运行。
我觉得大型网站是技术和业务的结合,一个满足某些用户需求的网站只要技术和业务二者有一方难度很大,必然会让企业投入更多的、更优秀的人力成本实现它,那么这样的网站就是所谓的大型网站了。
三,初建的网站一个初建的网站往往用户群都是很小的,最简单的网站架构就能解决实际的用户需求,当然为了保证网站的稳定性和安全性,我们会把网站的应用部署到至少两台机器上,后台的存储使用数据库,如果经济实力允许,数据库使用单台服务器部署,由于数据是网站的生命线,因此我们常常会把部署数据库的服务器使用的好点,这个网站结构如下所示:这个结构非常简单,其实大部分初建网站开发里往往业务逻辑没有企业级系统那么复杂,所以只要有个好的idea,建设一个新网站的成本是非常低的,所使用的技术手段也是非常的基本和简单,不过该图我们要准备三台服务器,而且还要租个机房放置我们的服务器,这些成本对于草根和屌丝还是非常高的。
幸运的是当下很多大公司和机构提供了云平台,我们可以花费很少的钱将自己的应用部署到云平台上,这种做法我们甚至不用去考虑把应用、数据库分开部署的问题,更加进一步的降低了网站开发和运维的成本,但是这种做法也有一个问题,就是网站的小命被这个云平台捏住了,如果云平台挂了,俺们的网站服务也就跟着挂了。
大型互联网架构演变历程
大型互联网架构演变历程大型互联网架构的演变历程可以追溯到20世纪90年代中期的互联网初期阶段。
在那个时候,互联网是一个相对较小的网络,主要用于学术研究和军事应用。
随着商业互联网的发展,大型互联网架构逐渐成为了互联网发展的关键因素之一、本文将就大型互联网架构的演变历程进行探讨。
第一阶段:单一服务器架构在互联网的初期阶段,大多数网站都采用了单一服务器架构。
这种架构将所有的资源都放置在一台服务器上,包括网络服务、数据库、应用程序等。
这种架构简单易用,适合小规模的网站,但是当访问量增加时,单一服务器很快就会达到其性能极限,导致网站的响应速度下降。
第二阶段:分布式服务器架构为了解决单一服务器架构的性能瓶颈问题,出现了分布式服务器架构。
这种架构将网站的资源分布到多个服务器上,通过负载均衡来提高网站的性能和可靠性。
这种架构还引入了分布式文件系统,用于存储和管理大量的数据。
分布式服务器架构提供了更高的吞吐量和更好的扩展性,适合处理大规模的访问量。
第三阶段:多层架构随着互联网发展的趋势,网站的规模和复杂性也不断增加。
为了应对这种情况,出现了多层架构。
这种架构将网站的功能划分为多个层次,每个层次都有特定的职责。
常见的多层架构包括:负载均衡层、应用层、数据层等。
负载均衡层负责将访问流量分发到不同的服务器上,应用层负责处理业务逻辑,数据层负责存储和管理数据。
多层架构提供了更好的可扩展性和灵活性,使得各个层次可以独立扩展和升级。
第四阶段:微服务架构随着互联网应用的进一步发展,出现了大量的互联网服务和API。
为了更好地组织和管理这些服务和API,出现了微服务架构。
微服务架构将应用拆分成小的、独立的服务单元,每个服务单元都可以独立开发、部署和扩展。
这种架构使得互联网应用更加模块化和可维护,同时也提高了系统的可靠性和容错性。
第五阶段:容器化和云原生架构近年来,容器化和云原生架构成为了大型互联网架构的新趋势。
容器化技术可以将应用程序和相关依赖打包成一个容器,在不同的环境中运行。
《大型网站架构课件》
本课程将介绍大型网站架构的重要性,包括常见架构模式、性能优化技术、 高可用架构设计、安全性设计以及未来发展趋势。
课程介绍
本节将概述课程目标和内容,帮助您了解为什么学习大型网站架构是如此重 要。
常见网站架构模式
单一服务器架构
了解单一服务器架构的特 点和适用场景,以及如何 优化其性能和可靠性。
学习微服务架构的理念和优势, 以及如何使用微服务构建复杂 系统。
探索物联网对网站架构的影响 和未来发展趋势。
安全性设计
防护机制
掌握常见的网络安全攻击类 型,以及如何设计有效的防 护机制。
数据加密
学习数据加密的概念和技术, 保护网站数据的机密性和完 整性。
访问控制
了解如何设计合理的访问控 制策略,防止未授权访问和 数据泄露。
未来发展趋势
云原生架构
微服务架构
物联
了解云原生架构的概念和特点, 探索未来网站架构的发展方向。
负载均衡架构
学习负载均衡架构的工作 原理,如何实现请求的均 衡分配以提高网站的性能。
分布式架构
探索分布式架构的概念和 优势,了解如何设计高可 用、可扩展的分布式系统。
性能优化技术
1 页面缓存
掌握页面缓存技术,减轻服 务器负载、提高用户访问速 度。
2 数据库优化
了解数据库优化的策略,包 括索引设计、查询优化和数 据分片技术。
3 CDN加速
学习如何使用CDN(内容分发网络)来加速网站的静态资源传输。
何使用水平扩展技术,增加系
统的处理能力和容错能力。
3
无单点故障设计
了解如何避免单点故障,确保系统的 可用性和弹性。
故障转移和故障恢复
探索故障转移和故障恢复的策略,确 保网站在出现故障时能快速恢复。
计算机网络架构的演变
计算机网络架构的演变在当今数字化的时代,计算机网络已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从简单的局域网到复杂的全球互联网,计算机网络架构经历了多次重大的演变,每一次的变革都带来了更高效、更可靠、更安全的网络服务。
早期的计算机网络架构主要是基于集中式的模型。
在这种架构中,所有的计算和数据处理都集中在一台大型主机上,终端用户通过终端设备连接到主机进行操作。
这种集中式架构的优点是易于管理和控制,但是其缺点也非常明显。
由于所有的处理都依赖于主机,一旦主机出现故障,整个网络就会陷入瘫痪。
而且,随着用户数量的增加,主机的负担会越来越重,导致系统性能下降。
随着计算机技术的发展,分布式网络架构逐渐取代了集中式架构。
在分布式架构中,计算和数据处理任务分布在多个节点上,这些节点通过网络相互连接和通信。
这种架构大大提高了系统的可靠性和可扩展性。
即使某个节点出现故障,其他节点仍然可以继续工作,不会导致整个网络的瘫痪。
而且,通过增加节点,可以很容易地扩展网络的处理能力,以满足不断增长的用户需求。
在分布式网络架构的发展过程中,客户机/服务器(C/S)架构是一个重要的阶段。
在 C/S 架构中,服务器负责提供数据和服务,客户机则向服务器请求数据和服务,并在本地进行处理和展示。
这种架构明确了服务器和客户机的角色和职责,提高了系统的效率和安全性。
例如,在企业内部的网络中,通常会有文件服务器、数据库服务器等,员工使用的个人电脑则作为客户机。
然而,C/S 架构也存在一些不足之处。
首先,服务器的性能和负载成为系统的瓶颈,如果同时有大量的客户机请求服务,服务器可能无法及时响应。
其次,客户端需要安装特定的软件,这增加了系统的维护成本和复杂性。
为了解决 C/S 架构的问题,浏览器/服务器(B/S)架构应运而生。
在 B/S 架构中,用户通过浏览器访问服务器上的网页应用程序,服务器负责处理业务逻辑和数据存储。
这种架构的优点是客户端无需安装特定的软件,只需要有一个浏览器即可,大大降低了系统的维护成本。
大型网站架构演变和知识体系
大型网站架构演变和知识体系之前也有一些介绍大型网站架构演变的文章,例如LiveJournal的、ebay的,都是非常值得参考的,不过感觉他们讲的更多的是每次演变的结果,而没有很详细的讲为什么需要做这样的演变,再加上近来感觉有不少同学都很难明白为什么一个网站需要那么复杂的技术,于是有了写这篇文章的想法,在这篇文章中将阐述一个普通的网站发展成大型网站过程中的一种较为典型的架构演变历程和所需掌握的知识体系,希望能给想从事互联网行业的同学一点初步的概念,:),文中的不对之处也请各位多给点建议,让本文真正起到抛砖引玉的效果。
<!--[if !supportLineBreakNewLine]--><!--[endif]-->架构演变第一步:物理分离webserver和数据库最开始,由于某些想法,于是在互联网上搭建了一个网站,这个时候甚至有可能主机都是租借的,但由于这篇文章我们只关注架构的演变历程,因此就假设这个时候已经是托管了一台主机,并且有一定的带宽了,这个时候由于网站具备了一定的特色,吸引了部分人访问,逐渐你发现系统的压力越来越高,响应速度越来越慢,而这个时候比较明显的是数据库和应用互相影响,应用出问题了,数据库也很容易出现问题,而数据库出问题的时候,应用也容易出问题,于是进入了第一步演变阶段:将应用和数据库从物理上分离,变成了两台机器,这个时候技术上没有什么新的要求,但你发现确实起到效果了,系统又恢复到以前的响应速度了,并且支撑住了更高的流量,并且不会因为数据库和应用形成互相的影响。
看看这一步完成后系统的图示:<!--[if !vml]--><!--[endif]-->这一步涉及到了这些知识体系:这一步架构演变对技术上的知识体系基本没有要求。
<!--[if !supportLineBreakNewLine]--><!--[endif]-->架构演变第二步:增加页面缓存好景不长,随着访问的人越来越多,你发现响应速度又开始变慢了,查找原因,发现是访问数据库的操作太多,导致数据连接竞争激烈,所以响应变慢,但数据库连接又不能开太多,否则数据库机器压力会很高,因此考虑采用缓存机制来减少数据库连接资源的竞争和对数据库读的压力,这个时候首先也许会选择采用squid 等类似的机制来将系统中相对静态的页面(例如一两天才会有更新的页面)进行缓存(当然,也可以采用将页面静态化的方案),这样程序上可以不做修改,就能够很好的减少对webserver的压力以及减少数据库连接资源的竞争,OK,于是开始采用squid来做相对静态的页面的缓存。