大型电商网站架构设计

大型电商网站架构设计

从电商网站的需求，到单机架构，逐步演变为常用的，可供参考的分布式架构的原型。除具备功能需求外，还具备一定的高性能，高可用，可伸缩，可扩展等非功能质量需求（架构目标）。

根据实际需要，进行改造，扩展，支持千万PV，是没问题的。

1.电商案例的原因

2.电商网站需求

3.网站初级架构

4.系统容量估算

5.网站架构分析

6.网站架构优化

7.架构总结

电商网站案例，一共有三篇本篇主要说明网站的需求，网站初始架构，系统容量估算方法。

分布式大型网站，目前看主要有几类1.大型门户，比如网易，新浪等；2.SNS网站，比如校内，开心网等；3.电商网站：比如阿里巴巴，京东商城，国美在线，汽车之家等。大型门户一般是新闻类信息，可以

使用CDN，静态化等方式优化，开心网等交互性比较多，可能会引入更多的NOSQL，分布式缓存，使用高性能的通信框架等。电商网站具备以上两类的特点，比如产品详情可以采用CDN，静态化，交互性高的需要采用NOSQL等技术。因此，我们采用电商网站作为案例，进行分析。

客户需求：

•建立一个全品类的电子商务网站（B2C），用户可以在线购买商品，可以在线支付，也可以货到付款；

•用户购买时可以在线与客服沟通；

•用户收到商品后，可以给商品打分，评价；

•目前有成熟的进销存系统；需要与网站对接；

•希望能够支持3~5年，业务的发展；

•预计3~5年用户数达到1000万；

•定期举办双11，双12,三八男人节等活动；

•其他的功能参考京东或国美在线等网站。

客户就是客户，不会告诉你具体要什么，只会告诉你他想要什么，我们很多时候要引导，挖掘客户的需求。好在提供了明确的参考网站。因此，下一步要进行大量的分析，结合行业，以及参考网站，给客户提供方案。

需求功能矩阵

需求管理传统的做法，会使用用例图或模块图（需求列表）进行需求的描述。这样做常常忽视掉一个很重要的需求（非功能需求），因此推荐大家使用需求功能矩阵，进行需求描述。

本电商网站的需求矩阵如下：

以上是对电商网站需求的简单举例，目的是说明（1）需求分析的时候，要全面，大型分布式系统重点考虑非功能需求；（2）描述一个简单的电商需求场景，使大家对下一步的分析设计有个依据。

一般网站，刚开始的做法，是三台服务器，一台部署应用，一台部署数据库，一台部署NFS文件系统。这是前几年比较传统的做法，之前见到一个网站10万多会员，垂直服装设计门户，N多图片。使用了一台服务器部署了应用，数据库以及图片存储。出现了很多性能问题。

如下图：

但是，目前主流的网站架构已经发生了翻天覆地的变化。一般都会采用集群的方式，进行高可用设计。至少是下面这个样子。

（1）使用集群对应用服务器进行冗余，实现高可用；（负载均衡设备可与应用一块部署）

使用数据库主备模式，实现数据备份和高可用；

预估步骤：

1.注册用户数-日均UV量-每日的PV量-每天的并发量；

2.峰值预估：平常量的2~3倍；

3.根据并发量（并发，事务数），存储容量计算系统容量。

客户需求：3~5年用户数达到1000万注册用户；

每秒并发数预估：

1.每天的UV为200万（二八原则）；

2.每日每天点击浏览30次；

3.PV量：200*30=6000万；

4.集中访问量：24*0.2=4.8小时会有6000万*0.8=4800万（二八原则）；

5.每分并发量：4.8*60=288分钟，每分钟访问4800/288=1

6.7万（约等于）；

6.每秒并发量：16.7万/60=2780（约等于）；

7.假设：高峰期为平常值的三倍，则每秒的并发数可以达到8340次。

8.1毫秒=1.3次访问；

没好好学数学后悔了吧？！（不知道以上算是否有错误，呵呵~~）

服务器预估：（以tomcat服务器举例）

1.按一台web服务器，支持每秒300个并发计算。平常需要10台服务器（约等于）；[tomcat默

认配置是150]

2.高峰期：需要30台服务器；

容量预估：70/90原则

系统CPU一般维持在70%左右的水平，高峰期达到90%的水平，是不浪费资源，并比较稳定的。内存，IO类似。

以上预估仅供参考，因为服务器配置，业务逻辑复杂度等都有影响。在此CPU，硬盘，网络等不再进行评估。

五、网站架构分析

根据以上预估，有几个问题：

•需要部署大量的服务器，高峰期计算，可能要部署30台Web服务器。并且这三十台服务器，只有秒杀，活动时才会用到，存在大量的浪费。

•所有的应用部署在同一台服务器，应用之间耦合严重。需要进行垂直切分和水平切分。

•大量应用存在冗余代码

•服务器SESSION同步耗费大量内存和网络带宽

•数据需要频繁访问数据库，数据库访问压力巨大。

大型网站一般需要做以下架构优化（优化是架构设计时，就要考虑的，一般从架构/代码级别解决，调优主要是简单参数的调整，比如JVM调优；如果调优涉及大量代码改造，就不是调优了，属于重构）：•业务拆分

•应用集群部署（分布式部署，集群部署和负载均衡）

•多级缓存

•单点登录（分布式Session）

•数据库集群（读写分离，分库分表）

•服务化

•消息队列

•其他技术

六、网站架构优化

6.1业务拆分

根据业务属性进行垂直切分，划分为产品子系统，购物子系统，支付子系统，评论子系统，客服子系统，接口子系统（对接如进销存，短信等外部系统）。

根据业务子系统进行等级定义，可分为核心系统和非核心系统。核心系统：产品子系统，购物子系统，支付子系统；非核心：评论子系统，客服子系统，接口子系统。

业务拆分作用：提升为子系统可由专门的团队和部门负责，专业的人做专业的事，解决模块之间耦合以及扩展性问题；每个子系统单独部署，避免集中部署导致一个应用挂了，全部应用不可用的问题。

等级定义作用：用于流量突发时，对关键应用进行保护，实现优雅降级；保护关键应用不受到影响。拆分后的架构图：