浅谈网站技术架构的设计与分析

来源 :科学时代·上半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ji5261
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  【摘 要】在实际网站运营中,技术架构的优劣决定了网站的服务质量,本文介绍当前主流的网站技术架构,并逐一分析优缺点与适用范围。
  【关键词】网站技术架构;缓存;数据库;CDN
  1、引言
  随着互联网信息技术的不断发展,网站已成为各行各业信息发布的重要媒介,同时也成为用户全面、快速、及时获取信息的重要来源。网站技术架构作为网站的生命支柱,决定了后期网站发展规模与服务质量。按需选择适合网站定位的技术架构,可以提高建设速度,降低建设成本,形成可扩展的良性发展空间。
  2、网站技术架构
  目前,常用网站技术架构有以下四种:
  2.1 简易型网站架构
  简易型网站技术架构面向业务单一、访问量较小的服务群体。主要由数据库、Web应用服务器组成。数据库用于存储业务数据,Web服务器用于存放动态、静态网页供用户访问,Web服务器直接、间接读取数据库。针对业务量更小的网站,可将Web应用服务器与数据库服务器部署在一台机器上,降低成本。
  本技术架构优点在于:成本低廉,维护简便,缺点在于:不能承担高并发、大流量访问,可用性与安全性不能保证。本架构适合企业初期建站使用,或对服务质量要求不高的业务网站使用。
  2.2 较复杂型网站架构
  较复杂型网站架构面向中型业务逻辑,能够承担中、小规模访问。本框架加入了集群和缓存概念,主要由Web应用集群、数据库集群(主、从节点)、缓存集群和负载均衡组成(请见图1)。
  其中,数据库衍生成主、从节点,主节点承担写操作,从节点承担读操作,实现读写业务分离。Web应用对数据库主节点进行写入操作的时候,主节点通过复制机制将更新数据同步至从节点,Web应用将向从节点读取最新数据,此技术解决单台数据库访问压力,也形成了双点热备。
  本技术架构针对一些实时获取数据且内容更新频次较低的业务开辟缓存层。缓存层可独立搭建集群,也可以存放带Web应用服务器上。Web应用首次访问数据库后,将内容按照预设时间长度存储至缓存,Web应用二次直接访问缓存层,直至缓存到时更新,或者数据库通过触发器通知缓存更新。整个业务由Key-Value查询替代数据库表查询,解决数据库访问瓶颈,提高应用访问效率。
  为解决网站并发访问的问题,Web应用服务器增加集群解决方案,集群前端增加负载均衡设备,统一调度Web应用服务器运行,将用户访问请求分发至较空闲应用服务器上,如果访问用户数增加,可弹性扩展应用服务器缓解访问压力。
  本技术架构优点在于:合理使用集群和缓存,减轻数据库和Web应用访问压力,缺点在于:针对跨运营商的用户网络访问无法保证。本架构适用于对网站运营有一定要求的企业,或对服务质量有一定要求的业务网站使用。
  2.3 复杂网站架构
  复杂型网站架构面向大型业务逻辑,能够承担大、中规模访问。本框架加入了分布式和CDN的概念。主要由分布式缓存集群、分布式数据库集群、Web应用集群、负载均衡设备、CDN资源组成(请见图2)。
  当网站发展到一定规模,将由庞大的数据与缓存支撑整个网站业务运转。网站的数据库集群、缓存集群升级为分布式数据库群、分布式缓存群,将网站数据与缓存分区域、分功能、分业务部署,分布式节点间通过VPN或者运营商专线连接,形成数据和缓存同步通道,此方法解决了集中式数据存储库和缓存系统中单点服务的瓶颈问题,提高了数据与缓存的可靠性和扩展性。
  CDN(Content Delivery Network即内容分发网络)是解决访问并发瓶颈的一种有效途径。CDN布设在网站最前端,效果类似于缓存。当用户在访问网站时,将首先访问CDN最近网络服务商机房的镜像内容。当到回源时间或人工触发回源时,CDN指定专用节点回源至源站负载均衡服务器,进而访问Web应用相应页面,并缓存至CDN镜像中。通过利用CDN的机房资源,将网站访问压力、带宽压力转移至更专业的CDN服务中。
  本技术架构优点在于:合理使用分布式和CDN,大规模减轻数据库、缓存、Web应用的访问压力,能够实现跨运营商流畅访问,缺点在于:CDN和机房成本较高,需要第三方监控CDN服务质量。本架构适用于对网站运营有要求较高的企业,或对服务质量要求较高的业务网站使用。
  2.4 综合型网站架构
  综合型网站面向大型业务逻辑,能够承担大规模访问。本框架加入了NoSQL和业务概念。主要由分布式缓存集群、分布式数据库集群、NoSQL集群、服务集群、应用集群(业务1……N)、消息队列服务器、负载均衡设备、CDN资源组成(请见图3)。
  面对向大型网站日益攀升的业务量,保证业务的服务质量至关重要,特别是针对电子商务类网站,每一次交易操作都涉及用户资金流动。综合型网站按照网站业务类型进行业务拆分,每一个业务应用提供独立的集群支撑,业务应用的运行结果通过消息队列服务器进行数据分发。消息队列服务器采用异步处理机制,将短时间高并发产生的事务消息存储在消息队列中,降低访问峰值对系统的冲击。
  为了提高大数据访问效率,近些年NoSQL(Not Only SQL,泛指非关系型的数据库)的解决方案逐渐兴起。NoSQL集群可承担网站一些数据存储过程简单、业务灵活性强、访问性能高的大数据读写业务,并且支持弹性扩展和异步复制,解决了关系性数据库开销瓶颈问题。
  本技术架构优点在于:合理使用NoSQL技术和业务拆分,丰富了数据库存储方式,将纷繁复杂的业务拆分,降低系统运行风险,缺点在于:框架的建设和运营成本高。本架构适用于对网站运营有要求很高的企业,或对服务质量要求很高的业务网站使用。
  3、结论
  本文介绍了四种网站技术架构,搭建方案从简到繁,功能逐级扩展,最终形成一个综合型网站架构,其中每个架构各有特色,对比情况请见表1。
  通过本文对四类架构的介绍,有以下几点思路可供参考与借鉴首先,优秀的网站技术架构不局限于固定模式,切勿照搬模仿大公司的解决方案,适合自身发展的架构才是好架构。其次,网站技术发展永无休止,切勿为了迎合新技术而盲从选型或改造,同时网站框架也应顺应技术变革迭代更新,网站技术绝无“以不变应万变”之理。再次,网站技术框架更新应由业务驱动,切勿认为业务问题是能够通过技术解决,业务问题还是应有业务方法解决。最后,网站框架应严格按照实际需求搭建,无论是技术需求还是业务需求,最终目的是为用户提供优质的服务,进而创造自身价值,只有得到用户认可,才可生存。
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