商业源码服务器教程 2023-11-24 5:46:02

一个超大型购物网站的服务器集群架构是什么样的？最好有架构示意图

服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同一种服务，在客户端看来就像是只有一个服务器。集群可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。

服务器负载均衡：

负载均衡（Load Balancing）建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

分布式服务器：

所谓分布式资源共享服务器就是指数据和程序可以不位于一个服务器上，而是分散到多个服务器，以网络上分散分布的地理信息数据及受其影响的数据库操作为研究对象的一种理论计算模型服务器形式。分布式有利于任务在整个计算机系统上进行分配与优化，克服了传统集中式系统会导致中心主机资源紧张与响应瓶颈的缺陷，解决了网络GIS 中存在的数据异构、数据共享、运算复杂等问题，是地理信息系统技术的一大进步。

这个三种架构都是常见的服务器架构，集群的主要是IT公司在做，可以保障重要数据安全；负载均衡主要是为了分担访问量，避免临时的网络堵塞，主要用于电子商务类型的网站；分布式服务器主要是解决跨区域，多个单个节点达到高速访问的目前，一般是类似CDN的用途的话，会采用分布式服务器。

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通常，架设网站服务器可以通过一些常见的服务器软件组合来完成，常见的动态网站服务器的“解决方案包”主要有：LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP）、LNMP（Linux+Nginx+MySQL+PHP）、WAMP（Windows+Apache+MySQL+PHP）、BAMP（BSD+Apache+MySQL+PHP）、WIMP（Windows+IIS+MySQL+PHP）、WISA（Windows+IIS+SQLServer+ASP）等等。

整个网站架构一般可以分为应用层、服务层、数据层。实践中大的分层结构还可以继续分层，比如应用层还可以继续分为视图层和业务逻辑层，服务层也可以继续细分为数据接口层、逻辑处理层等。通过分层，把一个庞大的系统切分为不同的部分，便于分工开发和维护;各层之间相互有一定的独立性，在网站的开发中可以根据不同的需求进行相应的调整。逻辑上分层之后，在物理部署上也可以根据需求制定不同的策略。

分层架构不仅仅是为了规划软件的逻辑结构，其对网站的高并发分布式架构来说尤为重要。进行分层以后，可以从纵向进行业务分割，根据不同的业务模块一个项目划分成不同的模块交给单独的团队去开发部署，完成后分别部署在不同的服务器上，通过链接进行互联。再根据不同情况来对不同的节点进行冗余来保证网站的高可用性，接下来进行缓存、CDN、反向代理等等的优化。

对于一个高访问量、大数据量的网站我们需要考虑什么呢

11性能

首先就是性能了，性能是一个网站的的重要指标，除非是没得选择，就这一个网站，不然用户是绝对不会忍受一个超级慢的网站。正因为性能问题无处不在，解决性能问题的方式也各种各样，从用户请求一个url开始，进行的每一个环节都可以进行优化;根据上面的分层，可以大致从三个方面进行优化，应用层优化，服务层优化，数据层优化。

涉及到的知识就是web前端的优化，应用服务器端的优化和数据的存储，索引，缓存等，这些在后面的内容里会分别展开细说，但性能只是一个网站的必要条件，除此之外，因为无法预知网站可能会面临的压力或是攻击，还要保证网站在各种情境下(高并发，高负载，持续压力不均匀等)保持稳定的性能。包括以下各个方面：性能测试指标、性能测试方法、性能优化策略。

性能测试指标

主要的性能测试指标有响应时间、并发数、吞吐量、性能计数器等。

响应时间

指的是从发出这个请求开始到接收到数据的时间，一般情况下这个时间都非常非常的小甚至小于测试的误差值，所以我们可以采用重复请求的方式来获取具体的响应时间，比如请求十万次，记录总时间，然后计算出单次请求的时间

并发数

指能够同时处理的请求数目，对于网站而言，即并发用户数

吞吐量

是单位时间能能够处理的请求数，体现的系统的整体处理能力>衡量指标有很多，可以是请求数/秒页面数/秒访问人数/天处理业务数/小时等>常用的量化指标有TPS(每秒事务数)HPS(每秒HTTP请求数)QPS(每秒查询数)等

性能计数器

描述服务器或操作系统的一些性能指标，包括系统负载(SystemLoad)，线程数，内存使用，磁盘和网络I/O等，当这些值超过警告值(安全临界值)时，就会向开发人员报警，及时处理异常。

性能测试方法

性能测试是一个统称，具体可以分为性能测试、负载测试、压力测试、稳定性测试。性能测试以初期设计的指标为预期目标，不断对系统施压，看系统在预期的范围内，能否达到预期的性能。负载测试对系统不断增加并发请求以增加系统压力，直到系统某项或多项指标达到安全临界值，这时继续对系统施加压力，系统的处理能力会有所下降。压力测试是在超过安全负载的情况下，继续施压，直到系统崩溃或不再能够处理任何请求，以此来计算系统的最大压力承受能力。

稳定性测试在一定的压力(不均匀施压)下，系统能够稳定的运行较长时间。

性能优化策略

要定位问题产生原因，排查不同环节的日志，分析哪个环节的响应时间与预期不相符，然后分析影响性能的原因，是代码问题还是架构设计不合理，或者系统资源不足，然后根据实际问题进行解决。

12可用性

对于大型网站而言，出现宕机的情况是可怕的，因为可能有上千万的用户量，短短几分钟的宕机都有可能导致网站声誉扫地，如果是电商类的网站，更可能会导致用户的财产损失，甚至会摊上官司，那时候损失的就不仅是金钱和用户了，因此要保证能够提供每天24小时的可用，但实际中服务器并不能保证每天24小时都能平稳的运行，可能出现硬件问题，也可能出现软件问题，总之问题总是会有的。

所以我们高可用设计的目标就是在某些服务器宕机的情况下，也能够保证服务或应用正常运行，网站高可用的主要手段是冗余，应用部署在多台服务器上同时提供访问，数据存储在多台数据服务器之间互相进行热备份，这样任何一台服务器宕机都不会影响服务或应用的整体，也不会产生数据丢失。

对于应用服务器而言，多台应用服务器通过一个负载均衡设备组成一个集群同时对外提供服务，当一台服务器宕机后，服务切换到其他服务器上继续执行，这样就可以保证了网站的高可用性，前提是应用服务器不允许存储用户会话信息，否则将会丢失，这样即使用户请求转接到其他服务器上面也无法继续执行。

对于数据存储服务器，要提供服务器之间的实时备份，这样当一台服务器宕机的时候，将数据访问切换到其他服务器上，并进行数据恢复和备份，衡量一个系统架构设计是否满足高可用的目标，就是假设其中一台或多台服务器宕机以及出现各种不可预期的问题时，系统整体是否依然可用。

13伸缩性

面对着大量用户的高并发访问和海量的数据存储，不可能只用一台服务器就能够满足全部需求，存储全部数据。通过集群的方式将多台服务器组成一个整体共同提供服务，所谓伸缩性就是指通过不断向集群中加入服务器的手段来应对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，对于应用服务器集群，只要服务器上不存储数据，所有的服务器都是对等的，通过使用合适的负载均衡设备就可以向集群中不断加入新的服务器。

对于缓存服务器而言，加入新的服务器可能会导致缓存路由失效，从而导致大部分的缓存数据都无法访问，需要改进缓存路由算法来保证缓存数据可访问，关系数据库虽然支持数据复制，主从热备份等机制，但是很难实现大规模集群的可伸缩性。

14可扩展性

网站的扩展性直接关系到网站功能模块的开发，网站快速发展，功能也不断的增加，网站架构的可扩展性的主要目的是使其能够快速的应对需求变化，是为了能够在增加新业务时，尽量实现对现有产品无影响，不需要改动或是改动很少现有业务就能够上线新产品;不同的产品业务之间的耦合度很小，一个产品或业务的改动不会对其他造成影响。

15安全性

最后就是安全性了。互联网是一个开放的平台，任何人在任何地方都可以访问网站。安全架构就是保护网站不受恶意的访问和攻击，保护数据不被窃取。

网站

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网站架构，一般认为是根据客户需求分析的结果，准确定位网站目标群体，设定网站整体架构，规划、设计网站栏目及其内容，制定网站开发流程及顺序，以最大限度地进行高效资源分配与管理的设计。其内容有程序架构，呈现架构，和信息架构三种表现。而步骤主要分为硬架构和软架构两步程序。网络架构是现代网络学习和发展的一个必须的基础技术。对于访问量大点的网站而言，分离单独的服务器和页面服务器相当必要，我们可以用lighttpd来跑服务器，用apache来跑页面服务器，当然也可以选择别的，甚至，我们可以扩展成很多台服务器和很多台页面服务器，并设置相关域名，页面里的路径都使用绝对路径，然后设置DNS轮循，达到最初级的负载均衡。当然，服务器多了就不可避免的涉及一个同步的问题，这个可以使用rsync软件来搞定。

数据库服务器是重中之重，因为网站的瓶颈问题十有八九是出在数据库身上。现在一般的中小网站多使用MySQL数据库，不过它的集群功能似乎还没有达到stable的阶段，所以这里不做评价。一般而言，使用MySQL数据库的时候，我们应该搞一个主从（一主多从）结构，主数据库服务器使用innodb表结构，从数据服务器使用myisam表结构，充分发挥它们各自的优势，而且这样的主从结构分离了读写操作，降低了读操作的压力，甚至我们还可以设定一个专门的从服务器做备份服务器，方便备份。不然如果你只有一台主服务器，在大数据量的情况下，mysqldump基本就没戏了，直接拷贝数据文件的话，还得先停止数据库服务再拷贝，否则备份文件会出错。但对于很多网站而言，即使数据库服务仅停止了一秒也是不可接受的。

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通常老板花钱请我们架构网站的时候，会给我们提出一些目标，诸如网站每天要能承受100万PV的访问量等等。这时我们要预算一下大概需要多大的带宽，计算带宽大小主要涉及两个指标（峰值流量和页面大小），我们不妨在计算前先做出必要的假设：

第一：假设峰值流量是平均流量的5倍。

第二：假设每次访问平均的页面大小是100K字节左右。

如果100万PV的访问量在一天内平均分布的话，折合到每秒大约12次访问，如果按平均每次访问页面的大小是100K字节左右计算的话，这12次访问总计大约就是1200K字节，字节的单位是Byte，而带宽的单位是bit，它们之间的关系是1Byte = 8bit，所以1200K Byte大致就相当于9600K bit，也就是9Mbps的样子，实际情况中，我们的网站必须能在峰值流量时保持正常访问，所以按照假设的峰值流量算，真实带宽的需求应该在45Mbps 左右。

当然，这个结论是建立在前面提到的两点假设的基础上，如果你的实际情况和这两点假设有出入，那么结果也会有差别。先看我们都需要哪些服务器：服务器，页面服务器，数据库服务器，应用服务器，日志服务器等等。

对于访问量大点的网站而言，分离单独的服务器和页面服务器相当必要，我们可以用lighttpd来跑服务器，用apache来跑页面服务器，当然也可以选择别的，甚至，我们可以扩展成很多台服务器和很多台页面服务器，并设置相关域名，如imgdomain和 wwwdomain，页面里的路径都使用绝对路径，如<img src=http://imgdomain/abcgif />，然后设置DNS轮循，达到最初级的负载均衡。当然，服务器多了就不可避免的涉及一个同步的问题，这个可以使用rsync软件来搞定。

为了适应更大的规模，可能只剩下最后这招了：横向/纵向分割数据库。所谓横向分割数据库，就是把不同的表保存到不同的数据库服务器上，比如说用户表保存在A数据库服务器上，文章表保存在B数据库服务器上，当然这样的分割是有代价的，最基本的就是你没法进行LEFT JOIN之类的操作了。所谓纵向分割数据库，一般是指按照用户标识（user_id）等来划分数据存储的服务器，比如说：我们有5台数据库服务器，那么 “user_id % 5 + 1”等于1的就保存到1号服务器，等于2的就保存到2号服务器，以此类推，纵向分隔的原则有很多种，可以视情况选择。不过和横向分割数据库一样，纵向分割数据库也是有代价的，最基本的就是我们在进行如COUNT, SUM等汇总操作的时候会麻烦很多。综上所述，数据库服务器的解决方案一般视情况往往是一个混合的方案，以其发挥各种方案的优势，有时候还需要借助memcached之类的第三方软件，以便适应更大访问量的要求。

如果有专门的应用服务器来跑PHP脚本是最合适不过的了，那样我们的页面服务器只保存静态页面就可以了，可以给应用服务器设置一些诸如appdomain之类的域名来和页面服务器加以区别。对于应用服务器，我还是更倾向于使用prefork模式的apache，配上必要的xcache之类的PHP缓存软件，加载模块要越少越好，除了mod_rewrite等必要的模块，不必要的东西统统舍弃，尽量减少httpd进程的内存消耗，而那些服务器，页面服务器等静态内容就可以使用lighttpd或者tux来搞，充分发挥各种服务器的特点。

如果条件允许，独立的日志服务器也是必要的，一般小网站的做法都是把页面服务器和日志服务器合二为一了，在凌晨访问量不大的时候cron运行前一天的日志计算，不过如果你使用awstats之类的日志分析软件，对于百万级访问量而言，即使按天归档，也会消耗很多时间和服务器资源去计算，所以分离单独的日志服务器还是有好处的，这样不会影响正式服务器的工作状态。

三层架构和SOA架构是软件开发中常用的两种架构，本文将对它们的区别进行详细介绍。