浅谈网站架构演变

浅谈网站架构

 

 

 

做为一个从过后台开发已经2年的程序员来说，大部分时间都忙于业务逻辑分析，每每忽略了业务之上的架构层面的设计。

本文做为网站架构知识的补充，不只开拓了眼界，也对之后的程序设计益处多多。下面咱们就一块儿来看看网站架构的演变历史。

 

网站架构的演变大体分为以下几个阶段：

 

1

 

初始阶段的网站架构

网站在最初开始时没有太多人访问，用一台服务器就彻底能够胜任，此时的网站架构以下图所示。

应用程序，文件存储，数据库全部的资源都在一台服务器上。也就是经典的LAMP架构模型（Linux操做系统+部署在Apache上+MySql存储+PHP开发）。

 

2

 

应用服务和数据服务分离

网站有了愈来愈多的用户，不断增加的访问量致使网站性能愈来愈差，数据库存储空间也愈来愈不足，此时由初始架构演变为应用程序与数据服务分离的架构，以下图所示。

各个服务器对硬件的资源要求各不相同：

1. 应用服务器因为处理大量业务逻辑，所以须要更强大的CPU；

2. 数据库服务器须要快速磁盘检索和数据缓存，所以须要更快的硬盘和更大的内存；

3. 文件服务器须要存储大量的文件，所以须要更大的硬盘。

 

3

 

缓存改善网站性能

网站访问也遵循二八定律：80% 的业务访问集中在 20% 的数据上。

既然大部分的业务访问集中在一小部分数据上，那么把这一小部分数据缓存在内存中，天然能够提升网站性能，加入缓存后的网站架构以下图所示。

网站使用的缓存分为两种：

1. 缓存在应用服务器上的本地缓存；

2. 缓存在专门的分布式缓存服务器上的远程缓存。

那二者的区别有哪些呢？

本地缓存访问速度更快，可是受本地服务器内存限制，缓存数据有限。

远程分布式缓存通常使用集群的方式，部署大内存服务器做为专门的缓存服务器，能够理论上作到不受内存容量限制的缓存服务。

 

4

 

应用服务器集群

加入缓存后，数据访问压力缓解，可是单一服务器能够处理的请求有限，在访问高峰期，这会成为网站的瓶颈。

因此对于网站来讲，既然能够经过增长一台服务器的方式改善负载压力，那就能够以一样的方式持续增长服务器不断改善系统性能，从而实现系统的可伸缩性。应用服务器集群则应运而生。此时网站架构以下图所示。

经过负载均衡将请求分发到应用服务器集群，若是用户访问量持续增加，那么就在集群中加入更多的服务器，使服务器的负载压力再也不成为整个网站的瓶颈。

 

5

 

数据库的读写分离

随着网站用户不断增多，服务器搭建了集群便再也不是网站的瓶颈，数据库反而会由于负载太高而成为瓶颈。

因为大部分主流数据库都有主从热备的功能，经过配置两台数据库的主从关系，但是实现数据库之间的数据复制，从而实现数据库的读写分离，减轻数据库压力。

此时网站架构以下图所示。

   

读写分离：

应用服务器在写数据时，访问数据库，主数据库经过主从复制机制将数据更新到从数据库，当应用服务器读数据的时候就可用经过从数据库读取数据。

 

6

 

CDN和反向代理

CDN和反向代理本质也是缓存。加入CDN和反向代理会有效加速网站访问速度。此时网站架构以下图所示。

CDN通常部署在网络提供商的机房，使得用户在请求网站服务时，可从最近的网络提供商机房获取数据。

反向代理则部署在网站的中心机房，当用户请求到达中心机房后，先访问反向代理服务器，获取反向代理服务器中的缓存的资源，直接返回给用户。

 

7

 

分布式文件系统和分布式数据库

单一服务器都知足不了大型网站持续增加的需求，这时数据库要使用分布式数据库，文件系统使用分布式文件系统。此时网站架构以下图所示。

分布式数据库是网站数据库拆分的最后手段，只有在单表数据特别大时才使用。通常更经常使用的是业务分库，将不一样业务的数据库部署在不一样机器上。

 

8

 

使用NoSQL数据库和搜索引擎

随着网站运营愈来愈久，业务增加愈来愈大，数据的产生也就愈来愈大。此时对数据的检索和存储也就愈来愈复杂，那就须要采用非关系数据库技术-NoSQL数据库和数据库查询技术-搜索引擎。此时网站架构以下图所示。

 

9

 

业务拆分

大型网站业务日益复杂，会使用拆分的手段将整个网站分为不一样的产品线。在技术角度上讲，就是讲网站拆分红许多不一样的应用，每一个应用都要独立部署。此时网站架构以下图所示。

 

应用之间能够经过超连接创建关系，如在首页导航栏添加各个应用的连接地址。也能够经过消息队列进行数据分发，进行业务调用。

 

10

 

分布式服务架构

随着业务拆分愈来愈细，存储系统则愈来愈大，可能会出现不一样的应用系统须要执行许多相同的业务操做的状况。那将这些共用的业务提出出来，独立部署。经过分布式服务调用共用业务服务完成具体的业务操做。此时网站架构以下图所示。

大型网站架构演化到这一步，也就是时下流行的分布式架构。但架构发展并不会止步于此，目前许多大型网站都开始有本身的云计算平台，将计算做为一种资源出售。一些中小网站不须要再关心技术架构问题，将来的网站架构确定还会继续发展下去，会继续适应将来持续增加的业务需求。

 

网站架构概述大体分为以上几个阶段，后续咱们会针对网站架构优化方面再作分享，主要从网站的性能、可用性、伸缩性、扩展性、安全性这几个方面入手，继续讨论网站架构方面所遇到的问题，分享架构优化的知识。

 

 

参考资料：《大型网站技术架构》----李智慧 

 

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