大型网站系统架构演化阶段

这是一篇关于网站架构演化的思维导图，主要内容包括：1.单体架构，2.垂直架构，3.用缓存改善数据访问性能，4.用服务集群改善并发处理能力，5.数据库读写分离，6.用CDN、反向代理加速响应，7.用分布式文件系统、分布式数据库系统，8.用 NoSQL、搜索引擎，9.业务拆分，10.分布式服务。

网站架构演化

• 1.单体架构
  • 场景
    • 小型网站，访问量少
  • 特征
    • 应用程序、数据库、文件等所有资源，都在 1 台服务器
  • 图示
• 2.垂直架构
  • 场景
    • 访问量增多
  • 特征
    • 应用和数据分离
    • 3 台服务器
      • 应用服务器
        • 处理器性能
      • 数据库服务器
        • 高速磁盘、大内存
      • 文件服务器
        • 大容量硬盘
  • 图示
• 3.用缓存改善数据访问性能
  • 场景
    • 二八定律
      • 80% 的业务访问集中在 20% 的数据上
  • 特征
    • 减少数据库访问压力，将热点数据缓存在内存
    • 缓存分类
      • 应用服务器上的本地缓存
        • 访问速度快，但数据容量有限，且争用应用资源
      • 专用分布式缓存服务器上的远程缓存
        • 集群方式，大内存，数据容量大
  • 图示
• 4.用服务集群改善并发处理能力
  • 场景
    • 高并发、海量数据
  • 特征
    • 增加服务器，分担访问、存储压力
    • 应用服务器集群
      • 系统可伸缩
    • 负载均衡调度服务器，分发请求到集群中任一台服务器
  • 图示
• 5.数据库读写分离
  • 场景
    • 部分读操作（缓存未命中、缓存过期）、全部写操作 需要访问数据库
    • 用户规模上升后，数据库负载压力过高
  • 特征
    • 利用数据库的主从热备功能
      • 写数据时，访问主数据库。通过主从复制机制，主数据库更新同步到从数据库
      • 读数据时，访问从数据库
    • 应用服务器端，使用专用的数据访问模块，使数据库读写分离对应用透明
  • 图示
• 6.用CDN、反向代理加速响应
  • 场景
    • 区域差别，网络环境复杂。用户访问网站速度差异大
  • 特征
    • CDN
      • 部署在网络提供商的机房
      • 从距离用户最近的机房返回数据
    • 反向代理
      • 部署在网站的中心机房
      • 若缓存中存在用户请求的数据，则直接返回
    • 可以加快用户访问速度，也能减轻后端服务器的负载压力
  • 图示
• 7.用分布式文件系统、分布式数据库系统
  • 业务需求持续增长，读写分离 2 台数据库也无法满足
  • 特征
    • 数据库拆分
      • 业务分库（垂直分库）（常用）
        • 不同业务数据，部署在不同的物理服务器上
      • 分布式数据库（水平分库）
        • 数据集水平分割成较小部分，存储在不同节点
        • 在单表数据规模非常庞大时使用
    • 分布式文件系统
  • 图示
• 8.用 NoSQL、搜索引擎
  • 场景
    • 业务越来越复杂，对数据存储和检索的需求也越来越复杂
  • 特征
    • 使用
      • 非关系数据库，如 NoSQL
      • 非数据库查询技术，如 搜索引擎
    • 应用服务器端，使用统一的数据访问模块，访问各种数据
  • 图示
• 9.业务拆分
  • 场景
    • 业务场景越来越复杂
  • 特征
    • 分而治之
      • 整个网站业务分成不同的产品线
        • 一个网站拆成多个不同应用
          • 每个应用独立部署
          • 应用之间
            • 可通过 超链接 建立关系
            • 可通过 消息队列 分发数据
            • 可通过 访问同一个数据存储系统 构成关联的完整系统
  • 图示
• 10.分布式服务
  • 场景
    • 业务拆分越来越小，存储系统越来越大，部署越来越困难
    • 由于所有应用，要和所有数据库系统连接，导致数据库连接资源不足
  • 特征
    • 将共用的业务提取出来，独立部署
      • 这些可复用的业务连接数据库，提供共用业务服务
    • 应用系统，通过分布式服务，调用共用业务服务，完成具体业务
  • 图示