常见的网站服务器架构有哪些?

https://www.zhihu.com/question/20657269/answer/15763722

 

[只是大框架介绍,实际使用中的不容易注意的细节太多了,需要经验的积累,才能运用娴熟]

以下的架构都是在假设已经优化过linux内核的情况下进行

初级篇:(单机模式)

假设配置:(Dual core 2.0GHz,4GB ram,SSD)

基础框架:apache(PHP) + Mysql / IIS + MSSQL
(最基础框架,处理一般访问请求)

进阶1:替换Apache为Nginx,并在数据库前加上cache层【数据库的速度是最大的瓶颈
Nginx(PHP) + Memcache + Mysql
(此时已经具备处理小型访问量的能力)

进阶2:随着访问量的上涨,最先面临的问题就来了:CGI无法匹配上Nginx的高IO性能,这时候可以通过写扩展来替代脚本程序来提升性能,C扩展是个好办法,但是大家更喜欢用简单的脚本语言完成任务,Taobao团队开源了一个Nginx_lua模块,可以用lua写Nginx扩展,这时候可处理的并发已经超越进阶1 一个档次了。
Nginx(nginx_lua or C) + Memcache + Mysql
(此时处理个同时在线三四千人没有问题了)

进阶3:随着用户的增多,Mysql的写入速度成了又一大瓶颈,读取有memcache做缓存,但写入是直接面对Mysql,性能受到了很大阻碍,这时候,要在Nginx和Mysql中间加入一层写缓存,队列系统就出场了,就以RabbitMQ为例,所有写入操作全部丢到这只兔子的胃里面,然后屁股后面写个接应程序,一条条的拉出来再写入mysql。而RabbitMQ的写入效率是Mysql的N倍,此时架构的处理能力又上一阶层。
|—-write——>RabbitMQ——–
Nginx(lua or c)—– |———>Mysql
|—-read——>Memcache——–

(此时的并发吞吐能力已经可以处理万人左右在线)

中级篇:(分而治之)

此时我们在单机优化上已经算是达到极限,接下来就要集群来显示作用了。

数据库篇: 数据库总是在整个环节中是吞吐能力最弱的,最常见的方法就是sharding。
sharding可以按多种方法来分,没有定式,看情况。可以按用户ID区段分,按读写分等等,可用参考软件:mysql proxy(工作原理类似lvs)

缓存篇:memcache一般采用的是构建memcache pool,将缓存分散到多台memcache节点上,如何将缓存数据均匀分散在各节点,一般采用将各节点顺序编号,然后hash取余对应到各个节点上去。这样可以做到比较均匀的分散,但是有一个致命点就是,如果节点数增加或减少,将会带来几乎80%的数据迁移,解决方案我们在高级篇再提。

WEB服务器篇: web服务器集群的建设,最常见的就是lvs方式(memcache pool同样可以如此组建),lvs的核心就是调度节点,调度节点负责将流量通过算法分散到各个节点上,因调度所耗资源很少,所以可以产生很高的吞吐率,后台节点数量可以任意增删,但此法弊病就是如果调度节点挂了,则整个集群都挂了,解决方案我们在高级篇提。
方法2:参见 HAProxy – The Reliable, High Performance TCP/HTTP Load Balancer

高级篇:(高可用性+高可扩展性的集群)

单点调度故障解决:
集群的好处显而易见,但是有一个弊端就是单节点进行调度,如果节点出现故障,则整个集群全部都无法服务,对此的解决方案,我们使用keepalived来解决。Keepalived for Linux
keepalived是基于VRRP协议(VRRP协议介绍)的,请一定先了解VRRP协议后再进行配置。
keepalived可以把多台设备虚拟出一个IP,并自动在故障节点与备用节点之间实现failover切换。这样我们配置两台货多台lvs调度节点,然后配置好keepalived就可以做到lvs调度节点出现故障后,自动切换到备用调度节点。(同样适用于mysql)

memcache集群扩展解决:
memcache因为我们一般采用的都是hash后除以节点数取余,然后分配到对应节点上,如果节点数出现变化,以前的缓存数据将基本都不能命中。
解决方法:consistent hashing 简介:一致性哈希

consistent hashing大概的思路就是,把hash后的值保证在 0 ~ (2^32)-1 的数值上,然后把这一连串数字对应映射到一个想象的圆上。
把要存储的各个值hash后,放到圆上,如图
1468798291-2284-4913b2017a9c64e877940ca625-b
然后把cache节点也用同样的hash方法,映射到圆上,然后每个刚才hash过的value顺时针寻找离自己最近的节点,这个节点就是存储它的节点。
1468798291-7430-c791488b89d6bda4f6c8c43d55-b
为了提高存储的平衡性,算法还可以加入虚拟节点的概念,即每个实际cache节点,会在圆上对应N个虚拟的节点,这样可以提高算法的命中率,更加平衡。

consistent hashing原理:Consistent hashing and random trees

完结。

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *