網站系統(tǒng)架構層次如下圖所示:
1、前端架構
前端指用戶請求到達網站應用服務器之前經歷的環(huán)節(jié),通常不包含網站業(yè)務邏輯,不處理動態(tài)內容。
瀏覽器優(yōu)化技術
并不是優(yōu)化瀏覽器,而是通過優(yōu)化響應頁面,加快瀏覽器頁面的加載和顯示,常用的有頁面緩存、合并HTTP減少請求次數(shù)、使用頁面壓縮等。
CDN
內容分發(fā)網絡,部署在網絡運營商機房,通過將靜態(tài)頁面內容分發(fā)到離用戶最近最近的CDN服務器,使用戶可以通過最短路徑獲取內容。
動靜分離,靜態(tài)資源獨立部署
靜態(tài)資源,如JS、CSS等文件部署在專門的服務器集群上,和Web應用動態(tài)內容服務分離,并使用專門的(二級)域名。
圖片服務
圖片不是指網站Logo、按鈕圖標等,這些文件屬于上面提到的靜態(tài)資源,應該和JS、CSS部署在一起。這里的圖片指用戶上傳的圖片,如產品圖片、用戶頭像等,圖片服務同樣適用獨立部署的圖片服務器集群,并使用獨立(二級)域名。
反向代理
部署在網站機房,在應用服務器、靜態(tài)資源服務器、圖片服務器之前,提供頁面緩存服務。南寧網站建設
DNS
域名服務,將域名解析成IP地址,利用DNS可以實現(xiàn)DNS負載均衡,配置CDN也需要修改DNS,使域名解析后指向CDN服務器。
2、應用層架構
應用層是處理網站主要業(yè)務邏輯的地方。
開發(fā)框架
網站業(yè)務是多變的,網站的大部分軟件工程師都是在加班加點開發(fā)網站業(yè)務,一個好的開發(fā)框架至關重要。一個號的開發(fā)框架應該能夠分離關注面,使美工、開發(fā)工程師可以各司其事,易于協(xié)作。同時還應該內置一些安全策略,防護Web用攻擊。
頁面渲染
將分別開發(fā)維護的動態(tài)內容和靜態(tài)頁面模板集成起來,組合成最終顯示給用戶的完整頁面。
負載均衡
將多臺應用服務器組成一個集群,通過負載均衡技術將用戶請求分發(fā)到不同的服務器上,以應對大量用戶同時訪問時產生的高并發(fā)負載壓力。
Session管理
為了實現(xiàn)高可用的應用服務器集群,應用服務器通常設計為無狀態(tài),不保存用戶請求上下文信息,但是網站業(yè)務通常需要保持用戶會話信息,需要專門的機制管理Session,使集群內甚至跨集群的應用服務器可以共享Session。
動態(tài)頁面靜態(tài)化
對于訪問量特別大而更新又不很頻繁的動態(tài)頁面,可以將其靜態(tài)化,即生成一個靜態(tài)頁面,利用靜態(tài)頁面的優(yōu)化手段加速用戶訪問,如反向代理、CDN、瀏覽器緩存等。
業(yè)務拆分
將復雜而龐大的業(yè)務拆分開來,形成多個規(guī)模較小的產品,獨立開發(fā)、部署、
維護,除了降低系統(tǒng)耦合度,也便于數(shù)據庫業(yè)務分庫。按業(yè)務對關系數(shù)據庫進行拆分,技術難度相對較小,而效果又相對較好。
虛擬化服務器
將一臺物理服務器虛擬化成多態(tài)虛擬服務器,對于并發(fā)訪問較低的業(yè)務,更容易用較少的資源構架高可用的應用服務器集群。
3、服務層架構
提供基礎服務,供應用層調用,完成網站業(yè)務。
分布式消息
利用消息隊列機制,實現(xiàn)業(yè)務和業(yè)務、業(yè)務和服務之間的異步消息發(fā)送及低耦合的業(yè)務關系。
分布式服務
提供高性能、低耦合、易復用、易管理的分布式服務,在網站實現(xiàn)面向服務架構(SOA)。
分布式緩存
通過可伸縮的服務器集群提供大規(guī)模熱點數(shù)據的緩存服務,是網站性能優(yōu)化的重要手段。
分布式配置
系統(tǒng)運行需要配置許多參數(shù),如果這些參數(shù)需要修改,比如分布式緩存集群加入新的緩存服務器,需要修改應用程序客戶端的緩存服務器列表配置,并重啟應用程序服務器。分布式配置在系統(tǒng)運行期提供配置動態(tài)推送服務,將配置修改實時推送到應用系統(tǒng),無需重啟服務器。
4、存儲層架構
提供數(shù)據、文件的持久化存儲訪問與管理服務。
分布式文件
網站在線業(yè)務需要存儲的文件大部分都是圖片、網頁、視頻等比較小的文件,但是這些文件的數(shù)量非常龐大,而且通常都在持續(xù)增加,需要伸縮性設計比較好的分布式文件系統(tǒng)。
關系數(shù)據庫
大部分萬丈的主要業(yè)務是基于關系數(shù)據庫開發(fā)的,但是關系數(shù)據庫對集群伸縮性的支持表較差。通過在應用程序的數(shù)據訪問層增加數(shù)據庫訪問的路由功能,根據業(yè)務配置將數(shù)據庫訪問路由到不同的物理數(shù)據庫上,可實現(xiàn)關系數(shù)據庫的分布式訪問。
NoSQL數(shù)據庫
目前各種NoSQL數(shù)據庫層出不窮,在內存管理、數(shù)據模型、集群分布式管理等
方面各有優(yōu)勢,不過從社區(qū)活動性角度看,HBase無疑是目前最好的。
數(shù)據同步
在支持全球范圍內數(shù)據共享的分布式數(shù)據庫技術成熟之前,擁有多個數(shù)據中心的網站必須在多個數(shù)據中心之間進行數(shù)據同步,以保證每個數(shù)據中心都擁有完整的數(shù)據。在實踐中,為了減輕數(shù)據庫壓力,將數(shù)據庫的事物日志(或者NoSQL的寫操作Log)同步到其他數(shù)據中心,根據Log進行數(shù)據重演,實現(xiàn)數(shù)據同步。
5、后臺架構
網站應用中,除了要處理用戶的實時訪問請求外,還有一些后臺非實時數(shù)據分析要處理。
搜索引擎
即使是網站內部的搜索引擎,也需要進行數(shù)據增量更新及全量更新、構建索引等。這些操作通過后臺系統(tǒng)定時執(zhí)行。
數(shù)據倉庫
根據離線數(shù)據,提供數(shù)據分析與數(shù)據挖掘服務。
推薦系統(tǒng)
社交網站及購物網站通過挖掘人與人之間的關系,人和商品之間的關系,發(fā)展?jié)撛诘娜穗H關系和購物興趣,為用戶提供個性化推薦服務。
6、數(shù)據采集與監(jiān)控
監(jiān)控網站訪問情況與系統(tǒng)運行情況,為網站運營決策和運維管理提供支持保障。
瀏覽器數(shù)據采集
通過在網站頁面中嵌入JS腳本采集用戶瀏覽器環(huán)境與操作記錄,分析用戶行為。
服務器業(yè)務數(shù)據采集
服務器業(yè)務數(shù)據包括兩種,一種是采集在服務器端記錄的用戶請求操作日志;一種是采集應用程序運行期業(yè)務數(shù)據,比如待處理消息數(shù)目等。
服務器性能數(shù)據采集
采集服務器性能數(shù)據,如系統(tǒng)負載、內存使用率、網卡流量等。
系統(tǒng)監(jiān)控
將前述采集的數(shù)據以圖表的方式展示,以便運營和運維人員監(jiān)控網站運行狀況,做到這一步僅僅是系統(tǒng)監(jiān)視。更先進的做法是根據采集的數(shù)據進行自動化運維,自動處理系統(tǒng)異常狀況,是吸納自動化控制。
系統(tǒng)報警
如果采集來的數(shù)據超過預設的正常情況的閥值,比如系統(tǒng)負載過高,就通過郵件、短信、語音電話等方式發(fā)出警報信號,等待工程師干預。
7、安全架構
保護網站免遭攻擊及敏感信息泄露。
Web攻擊
以HTTP請求的方式發(fā)起的攻擊,危害最大的就是XSS和SQL注入攻擊。但是只要措施得當,這兩種攻擊都是比較容易防范的。
數(shù)據保護
敏感信息加密傳輸與存儲,保護網站和用戶資產。
8、數(shù)據中心機房架構
大型網站需要的服務器規(guī)模數(shù)以十萬計,機房物理架構也需要關注。
機房架構
對于一個擁有十萬臺服務器的大型網站,每臺服務器耗電(包括服務器本身耗電及空調耗電)每年大約需要人民幣2000元,那么網站每年機房電費就需要兩億人民幣。數(shù)據中心能耗問題日趨嚴重,Google、Facebook選擇數(shù)據中心地理位置的時候趨向選擇散熱良好,供電充裕的地方。
機柜架構
包括機柜大小,網線布局、指示燈規(guī)格、不間斷電源、電壓規(guī)格(是48V直流電還是220V民用交流電)等一系列問題。
服務器架構
大型網站由于服務器采購規(guī)模龐大,大都采用定制服務器的方式代替購買服務器整機。根據網站應用需求,定制硬盤、內存、甚至CPU,同時去除不必要的外設接口(顯示器輸出接口,鼠標、鍵盤輸入接口),并使空間結構利于散熱。