大型网站技术架构(三)--架构模式

做者：13
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前言

模式：每个模式描述了一个在咱们周围不断重复发生的问题及该问题解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而没必要作重复工做。

网站架构模式：大型互联网公司在实践中提出了许多解决方案，以实现网站高性能、高可用、易伸缩、可扩展、安全等各类技术框架目标。这些解决方案又被更多网站重复使用，从而逐渐造成大型网站架构模式。

所谓网站架构模式即为了解决大型网站面临的高并发访问、海量数据、高可靠运行灯一系列问题与挑战,为此，在实践中提出了许多解决方案，以实现网站高性能、高可靠性、易伸缩、可扩展、安全等各类技术架构目标。

分层

分层是企业应用系统中最多见的一种架构模式，将系统在横向维度上切分红几个部分，每一个部分负责一部分相对简单并比较单一的职责，而后经过上层对下层的依赖和调度组成一个完整的系统。
ssm-demo结构图:

在网站的分层架构中，常见的为3层，即应用层、服务层、数据层。
应用层具体负责业务和视图的展现；服务层为应用层提供服务支持；数据库提供数据存储访问服务，如数据库、缓存、文件、搜索引擎等。
分层架构是逻辑上的，在物理部署上，三层架构能够部署在同一个物理机器上，可是随着网站业务的发展，必然须要对已经分层的模块分离部署，即三层结构分别部署在不一样的服务器上，是网站拥有更多的计算资源以应对愈来愈多的用户访问。

因此虽然分层架构模式最初的目的是规划软件清晰的逻辑结构以便于开发维护，但在网站的发展过程当中，分层结构对网站支持高并发向分布式方向的发展相当重要。

分隔

若是说分层是将软件在横向方面进行切分，那么分隔就是在纵向方面对软件进行切分。
网站越大，功能越复杂，服务和数据处理的种类也越多，将这些不一样的功能和服务分隔开来，包装成高内聚低耦合的模块单元，不只有助于软件的开发维护也便于不一样模块的分布式部署，提升网站的并发处理能力和功能扩展能力。
大型网站分隔的粒度可能会很小。好比在应用层，将不一样业务进行分隔，例如将购物、论坛、搜索、广告分隔成不一样的应用，有对立的团队负责，部署在不一样的服务器上。

分布式

对于大型网站，分层和分隔的一个主要目的是为了切分后的模块便于分布式部署，即将不一样模块部署在不一样的服务器上，经过远程调用协同工做。分布式意味着可使用更多的计算机完一样的工做，计算机越多，CPU、内存、存储资源就越多，能过处理的并发访问和数据量就越大，进而可以为更多的用户提供服务。
在网站应用中，经常使用的分布式方案有一下几种：

• 分布式应用和服务：将分层和分隔后的应用和服务模块分布式部署，能够改善网站性能和并发性、加快开发和发布速度、减小数据库链接资源消耗。

• 分布式静态资源：网站的静态资源如JS、CSS、Logo图片等资源对立分布式部署，并采用独立的域名，即人们常说的动静分离。静态资源分布式部署能够减轻应用服务器的负载压力；经过使用独立域名加快浏览器并发加载的速度。

• 分布式数据和存储：大型网站须要处理以P为单位的海量数据，单台计算机没法提供如此大的存储空间，这些数据库须要分布式存储。

• 分布式计算：目前网站广泛使用Hadoop和MapReduce分布式计算框架进行此类批处理计算，其特色是移动计算而不是移动数据，将计算程序分发到数据所在的位置以加速计算和分布式计算。

集群

对于用户访问集中的模块须要将独立部署的服务器集群化，即多台服务器部署相同的应用构成一个集群，经过负载均衡设备共同对外提供服务。
服务器集群可以为相同的服务提供更多的并发支持，所以当有更多的用户访问时，只须要向集群中加入新的机器便可；
另外能够实现当其中的某台服务器发生故障时，能够经过负载均衡的失效转移机制将请求转移至集群中其余的服务器上，所以能够提升系统的可用性。

缓存

缓存目的就是减轻服务器的计算，使数据直接返回给用户。
在如今的软件设计中，缓存已经无处不在。
具体实现有CDN、反向代理、本地缓存、分布式缓存等。

使用缓存有两个条件：访问数据热点不均衡，即某些频繁访问的数据须要放在缓存中；
数据在某个时间段内有效，不过很快过时，否在会由于数据过时而脏读，影响数据的正确性。

异步

使用异步，业务之间的消息传递不是同步调用，而是将一个业务操做分红多个阶段，每一个阶段之间经过共享数据的方法异步执行进行协做。
具体实现则在单一服务器内部可用经过多线程共享内存对了的方式处理；在分布式系统中可用经过分布式消息队列来实现异步。
异步架构的典型就是生产者消费者方式，二者不存在直接调用。

冗余

网站须要7×24小时连续运行，那么就得有相应的冗余机制，以防某台机器宕掉时没法访问，而冗余则能够经过部署至少两台服务器构成一个集群实现服务高可用。
数据库除了按期备份还须要实现冷热备份，甚至能够在全球范围内部署灾备数据中心。

水至清则无鱼嘛。

自动化

具体有自动化发布过程，自动化代码管理、自动化测试、自动化安全检测、自动化部署、自动化监控、自动化报警、自动化失效转移、自动化失效恢复等。

安全

网站在安全架构方面有许多模式：

• 经过密码和手机校验码进行身份认证；
• 登陆、交易须要对网络通讯进行加密；
• 为了防止机器人程序滥用资源，须要使用验证码进行识别；
• 对常见的XSS攻击、SQL注入须要编码转换；垃圾信息须要过滤等。

个人小网站从上线之初到如今也被攻击了好几回了，真的是无奈，就是一个为初学者演示的demo，你皮这一下以后颇有成就感吗？

结语

首发于个人我的博客.

之前嘛，看书基本都是看看热闹，如今的话，就会有更多本身的思考了，吃一堑长一智，虽然前人已经经过各类方式告知咱们一些事情，可是不少错依然会犯，只有痛了才知道。