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WEB架构设计过程

2024-02-01 00:06:40阅读 3

目录

一、架构演变

二、设计原则

三、必备工具


一、架构演变

1、初始搭建

基于框架,运行在Tomcat容器中。文件、数据库、应用程序在一个服务器上。

2、服务分离

随着用户量上升,单台服务器无法满足系统的负载,可以把应用服务器和数据服务器单独部署,如果有条件也可以把文件服务器单独部署。

3、反向代理

为了提升服务处理能力,我们在Tomcat容器前加一个代理服务器,比如Nginx、apache也。用户的请求发送给反向代理,然后反向代理把请求转发到后端的服务器。严格意义上来说,Nginx属于web服务器,一般处理静态html、css、js请求,而Tomcat属于web容器,专门处理JSP请求,当然Tomcat也是支持html的,只是效果没有Nginx好而已。

4、动静分离

基于以上Nginx反向代理,我们还可以实现 动静分离,静态请求如html、css、js等请求交给Nginx处理,动态请求分发给后端Tomcat处理。Nginx 升级到1.9.5+可以开启HTTP/2.0时代,加速网站访问。当然,如果公司不差钱, CDN也是一个不错的选择。 

5、服务拆分

在这分布式微服务已经普遍流行的年代,其实我们没必要踩过多的坑,就很容易进行拆分。市面上已经有相对比较成熟的技术,比如阿里开源的Dubbo(官方明确表示已经开始维护了),Spring家族的SpringCloud,当然具体如何去实施,无论是技术还是业务方面都要有很好的把控。

微服务与轻量级通信:

  • 同步通信和异步通信
  • 远程调用RPC
  • REST
  • 消息队列

6、持续集成部署

服务拆分以后,随着而来的就是持续集成部署,你可能会用到以下工具:Docker、Jenkins、Git、Maven。基本拓扑结构如下所示:

 

整个持续集成平台架构演进到如下图所示:

 

7、服务集群

Linux集群主要分成三大类( 高可用集群, 负载均衡集群,科学计算集群)。其实,我们最常见的也是生产中最常接触到的就是负载均衡集群。

(1)负载均衡实现

  • DNS负载均衡,一般域名注册商的dns服务器不支持
  • 四层负载均衡(F5、LVS),工作在TCP协议下
  • 七层负载均衡(Nginx、haproxy),工作在Http协议下

(2)分布式session

大家都知道,服务一般分为有状态和无状态,而分布式sessoion就是针对有状态的服务。

8、读写分离

MySql主从配置,读写分离并引入中间件,开源的MyCat,阿里的DRDS都是不错的选择。如果是对高可用要求比较高,但是又没有相应的技术保障,建议使用阿里云的RDS或者Redis相关数据库,省事省力又省钱。

9、缓存优化

引入缓存无非是为了减轻后端数据库服务的压力,防止其"罢工"。常见的缓存服务有,Ehcache、OsCache、MemCache、Redis,当然这些都是主流经得起考验的缓存技术实现,特别是Redis已大规模运用于分布式集群服务中,并证明了自己优越的性能。

10、消息队列

1、异步通知:比如短信验证,邮件验证这些非实时反馈性的逻辑操作。

 

2、流量削锋:应该是消息队列中的常用场景,一般在秒杀或团抢活动中使用广泛。

3、日志处理:系统中日志是必不可少的,但是如何去处理高并发下的日志确是一个技术活,一不小心可能会压垮整个服务。工作中我们常用到的开源日志ELK,为什么中间会加一个Kafka或者redis就是这么一个道理(一群人涌入和排队进的区别)。

4、消息通讯:点对点通信(个人对个人)或发布订阅模式(聊天室)。

11、日志服务

消息队列中提到的ELK开源日志组件对于中小型创业供公司是一个不错的选择。

12、安全优化

以上种种,没有安全做保证可能都会归于零。

  • 阿里云的VPN虚拟专有网络以及安全组配置
  • 自建机房的话,要自行配置防火墙安全策略
  • 相关服务访问,比如Mysql、Redis、Solr等如果没有特殊需求尽量使用内网访问并设置鉴权
  • 尽量使用代理服务器,不要对外开放过多的端口
  • https配合HTTP/2.0也是个不错的选择

二、设计原则

1、高可用

  • 负载均衡(负载均衡算法)
  • 反向代理
  • 服务隔离
  • 服务限流
  • 服务降级(自动优雅降级)
  • 失效转移
  • 超时重试(代理超时、容器超时、前端超时、中间件超时、数据库超时、NoSql超时)
  • 回滚机制(上线回滚、数据库版本回滚、事务回滚)

2、高并发

  • 客户端缓存(减少网络带宽、降低服务器压力、减少网络延迟)
  • HTTP缓存
  • 多级缓存
  • 分布式缓存
  • 连接池
  • 异步并发

3、分布式事务

  • 二阶段提交(强一致)
  • 三阶段提交(强一致)
  • 消息中间件(最终一致性),推荐阿里的RocketMQ

4、队列

  • 任务队列
  • 消息队列
  • 请求队列

5、数据库技术

  • 主从复制(易于扩展、可用备份)
  • 读写分离(提高查询速度、减少IO瓶颈、高扩展)
  • 单体垂直扩容(业务分离、高扩展、高性能)
  • 单体水平扩容(高扩展、高性能)
  • 数据异构

6、网络安全

  • SQL注入
  • XSS攻击
  • CSRF攻击
  • 拒绝服务(DoS,Denial of Service)攻击

7、负载均衡

  • 网络(全局负载均衡,DNS轮询、CDN网络分发)
  • 硬件(本地负载均衡,负载均衡器、地址转换网关,效率高但价格贵)
  • 软件(本地负载均衡,Linux Virtual Server、Nginx、HAProxy)

 

三、必备工具

1、操作系统

Linux(必备)、微软

2、负载均衡

DNS、F5、LVS、Nginx、OpenResty、HAproxy、负载均衡SLB(阿里云)

3、分布式框架

Dubbo、Motan、Spring Cloud

4、数据库中间件

DRDS (阿里云)、Mycat、360Atlas

5、消息队列

RabbitMQ、ZeroMQ、Redis、ActiveMQ、Kafka

6、注册中心

Zookeeper、Redis

7、缓存

Redis、Oscache、Memcache、Ehcache

8、集成部署

Docker、Jenkins、Git、Maven

9、存储

OSS、NFS、FastDFS、MogileFS

11、数据库

MySql、Redis、MongoDB、PostgreSQL、Memcache、HBase

12、网络

专用网络VPC、弹性公网IP、CDN

转载:

WEB架构设计概述 - 百里浅暮 - 博客园

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