大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)筆記

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1、四、網(wǎng)站的高可用架構(gòu)■萬無一失故障分是指對網(wǎng)站故障進(jìn)行分類加權(quán)計(jì)算故障責(zé)任的方法。如下是個(gè)案例:分類描述權(quán)重事故級(jí)故障嚴(yán)重故障Z網(wǎng)站整體不可用100A類故障網(wǎng)站訪問不順暢或核心功能不可用20B類故障非核心功能不可用,或核心功能少數(shù)用戶不能訪問5C類故障其他故障1故障分的計(jì)算公式為：故障分二故障時(shí)間(分鐘廠故障權(quán)重1.高可用的網(wǎng)站架構(gòu)實(shí)現(xiàn)高可用架構(gòu)的主要手段是數(shù)據(jù)和服務(wù)的冗余備份及失效轉(zhuǎn)移，一旦某些服務(wù)器宕機(jī),就將服務(wù)切換到其他可用的服務(wù)器上,如果磁盤損壞,則從備份的磁盤讀取數(shù)據(jù)。(1)對于應(yīng)用層的服務(wù)器通常為了應(yīng)對高并發(fā)

2、的訪問請求，會(huì)通過負(fù)載均衡設(shè)備將一組服務(wù)器組成一個(gè)集群共同對外提供服務(wù)，當(dāng)負(fù)載均衡設(shè)備通過心跳檢測到某臺(tái)服務(wù)器不可用時(shí),就將其從集群列表中剔出，并將請求分發(fā)到集群中其他可用的服務(wù)器上，是整個(gè)集群保存可用，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用高可用。(2)位于服務(wù)層的服務(wù)器情況和應(yīng)用層類似，也是通過集群方式實(shí)現(xiàn)高可用,只是這些服務(wù)器被應(yīng)用層通過分布式服務(wù)調(diào)用框架訪問,分布式服務(wù)調(diào)度框架會(huì)在應(yīng)用層客戶端中實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡功能。(3)位于數(shù)據(jù)層的服務(wù)器情況比較特殊，數(shù)據(jù)服務(wù)器上存儲(chǔ)著數(shù)據(jù)，為了保證數(shù)據(jù)不丟失,數(shù)據(jù)訪問服務(wù)不中斷,需要在數(shù)據(jù)寫入時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)同

3、步復(fù)制，將數(shù)據(jù)寫入多臺(tái)服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余備份。宕機(jī)時(shí)直接切換到備份服務(wù)器上。網(wǎng)站升級(jí)的頻率一般都非常高，每次網(wǎng)站發(fā)布都需要關(guān)閉服務(wù)，重新啟動(dòng)系統(tǒng)，相當(dāng)于服務(wù)器宕機(jī)。因此網(wǎng)站的可用性架構(gòu)還需要考慮到網(wǎng)站升級(jí)發(fā)布引起的宕機(jī)。1.高可用的應(yīng)用(1)通過負(fù)載均衡進(jìn)行無狀態(tài)服務(wù)的失效轉(zhuǎn)移(2)應(yīng)用服務(wù)器集群的Session管理Web應(yīng)用中將這些多次請求的上下文稱為會(huì)話(Session),在單機(jī)情況下，session可部署在服務(wù)器上的Web容器上管理。在使用負(fù)載均衡的集群環(huán)境中，由于負(fù)載均衡服務(wù)器可能會(huì)將請求分發(fā)到集群但可一臺(tái)應(yīng)

4、用服務(wù)器上，所以保證每次請求依然能夠獲得正確的session比單機(jī)時(shí)要復(fù)雜的多。在集群環(huán)境下,session管理主要有以下手段。Session復(fù)制：Session復(fù)制是早期企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)使用較多的一種服務(wù)器集群Session管理機(jī)制。應(yīng)用服務(wù)器開啟Web容器的Session復(fù)制功能，在集群中幾臺(tái)服務(wù)器之間同步Session對象,是每臺(tái)服務(wù)器上都保存所有用戶的Session信息。這種方案雖然簡單，從本機(jī)讀取Session信息也很快但當(dāng)集群規(guī)模比較大的時(shí)候會(huì)占用服務(wù)器和網(wǎng)站的大量資源，在大量用戶訪問的情況下,甚至?xí)霈F(xiàn)內(nèi)存不夠

5、Session使用的情況。Session綁定：Session綁定可以利用負(fù)載均衡的源地址Hash算法實(shí)現(xiàn)，負(fù)載均衡服務(wù)器總是將來源于同一IP的請求分發(fā)到同一臺(tái)服務(wù)器上。這樣在整個(gè)回話期間，用戶所有的請求都在同一臺(tái)服務(wù)器上處理，即Session綁定到某臺(tái)特定的服務(wù)器上，保證Session總能在這臺(tái)服務(wù)器上獲取,這種方法有成為會(huì)話粘滯。利用Cookie記錄Session:一種管理Session的方式是將Session記錄在客戶端，每次請求服務(wù)器的時(shí)候,將Session放在請求中發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器處理完請求后再將修改后的Se

6、ssion響應(yīng)給客戶端。但是Cookie大小受限，每次請求都需要傳送Cookie,影響性能。如果用戶關(guān)閉Cookie,訪問就會(huì)不正常。Session服務(wù)器：Session服務(wù)器(集群)，即把session的管理獨(dú)立部署在某一臺(tái)機(jī)器上,Web服務(wù)器不保存用戶Session信息,每次都去Session服務(wù)器取數(shù)據(jù)。這種解決方案事實(shí)上是將應(yīng)用服務(wù)器的狀態(tài)分離，分為無狀態(tài)的應(yīng)用服務(wù)器和有狀態(tài)的Session服務(wù)器。對于有狀態(tài)的Session服務(wù)器,一種比較簡單的方式是利用分布式緩存、數(shù)據(jù)庫等。1.高可用的服務(wù)(1)分級(jí)管理，核心

7、應(yīng)用和服務(wù)優(yōu)先使用更好的硬件。(2)超時(shí)設(shè)置，及時(shí)將請求轉(zhuǎn)移到其它服務(wù)器上。(3)異步調(diào)用，通過消息隊(duì)列等異步方式完成。(4)服務(wù)降級(jí)，網(wǎng)站高峰期間，可以關(guān)閉一些不重要的服務(wù)或拒絕部分服務(wù)，如評(píng)論。(5)幕等性設(shè)計(jì)，保證重復(fù)調(diào)用和調(diào)用一次產(chǎn)生的結(jié)果相同。2.高可用的數(shù)據(jù)保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)高可用的手段主要是數(shù)據(jù)備份和失效轉(zhuǎn)移機(jī)制。(1)CAP原理：一個(gè)提供數(shù)據(jù)服務(wù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)無法同時(shí)滿足數(shù)據(jù)持久性、數(shù)據(jù)可用性、分區(qū)耐受性(伸縮性)。在大型網(wǎng)站中，通常會(huì)選擇強(qiáng)化分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的可用性(A)和伸縮性(P)”而在某種程度上放棄一致性(C

8、)。數(shù)據(jù)強(qiáng)一致:數(shù)據(jù)在物理存儲(chǔ)總是一致的。數(shù)據(jù)用戶一致：數(shù)據(jù)在各個(gè)副本的數(shù)據(jù)可能不一致，但是終端用戶訪問時(shí)，通過糾錯(cuò)和校驗(yàn)機(jī)制,可以確定一個(gè)一致的且正確的數(shù)據(jù)返回給用戶。數(shù)據(jù)最終一致:物理存儲(chǔ)和終端用戶訪問的都有可能數(shù)據(jù)不一致，但系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間的自我恢復(fù)和修正最終會(huì)達(dá)到一致。(1)數(shù)據(jù)備份異步熱備方式：先同步的寫主