网站架构的伸缩性设计

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网站开发初期,我们习惯性把所有代码都写到一个项目中。

前台、后台、缓存、数据库、静态资源... 等等。

网站系统物理分离

慢慢的系统会原来越大,很显然需要面对大量用户的高并发访问和存储海量数据。

很多用户的请求,不可能在一台服务器上完成。

很多缓存数据,数据库数据,也不可能在一台服务器上完成。

这是,网站的伸缩性架构就变得尤为重要。

如下图。

物理分离实现服务器伸缩

原理

我们通过多台服务器组装一个整体共同提供服务,通过不断地向集群中加入服务器,来缓解不断上升的
用户并发访问压力和不断增长的数据存储需求。

衡量架构伸缩性的主要标准:

  • 是否容易向集群中添加新的服务器。

  • 当加入新的服务器,是否可以提供和原来的服务器无差别的服务。

  • 集群中可容纳的总的服务器数量是否有限制。

应用服务器集群

只要服务器上不保存数据,所有的服务器都是对等的,通过负载均衡设备就可以向集群中增加服务器。

关系型数据库集群(MYSQL)

关系型数据库的集群伸缩性方案必须在数据库之外实现,通过路由分区等手段将部署有多个数据的服务器组成一个集群。

例如:Mysql 等。

非关系型数据库集群(NOSQL)

非关系型数据库先天就是为海量数据库准备的,因此对伸缩性的支持非常好。

例如:Redis、Memcache 等等。

缓存服务器集群

加入新的服务器可能会导致缓存路由失效,进而导致集群中大部分缓存数据都无法访问。

部署前需要改进缓存路由算法保证缓存数据的可访问性。

静态资源服务器集群

比如 CSS,JS,Img 等资源进行部署到服务器集群,降低流量并提高页面呈现速度。

网站的纵向分离

将业务处理流程上的不同部分进行分离部署,实现系统伸缩性。

如下图。

纵向分离部署实现系统伸缩性

网站的横向分离

将不同业务模块进行分离部署,实现系统伸缩性。

如下图。

横向分离部署实现系统伸缩性

单一功能通过集群规模进行伸缩。

将不同功能分离部署可以实现一定程度的伸缩性,但是随着网站访问量的逐步增加,即使分离到最新粒度的独立部署
单一服务器也不能满足业务规模的要求。

因此,必须使用服务器集群,即将相同服务部署在多台服务器上构成一个集群整体对外服务。

比如:搜索功能。

如果一台服务器可以提供每秒1000次的请求服务,如果网站高峰期,每秒搜索访问量为10000次。

那么,就需要你部署10台服务器构成一个集群。

同理,缓存服务器也会出现这种情况。

事实上,计算一个服务的集群规模,需要同时考虑其对可用性、性能的影响及关联服务集群的影响。

总结

集群伸缩性,可以分为应用服务器集群伸缩性和数据服务器集群伸缩性。

这两种集群由于对数据状态管理的不同,技术实现也有很大的区别。

大家,可以根据每一种具体的架构设计进行深究。

文章借鉴于书籍《大型网站技术架构》。


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