大型網(wǎng)站 的特點 ：

高并發(fā) 、大流量：需要 面對 高并發(fā) 用戶 ，大流量訪問 。

高可用 ：需要 7x24 小時 不間斷 服務(wù) 。

海量數(shù)據(jù) ：數(shù)據(jù) 需要 存儲 、管理 ，需要 大量 服務(wù)器 。

用戶 分步 廣泛 、網(wǎng)絡(luò) 情況 復(fù)雜 ：全球 網(wǎng)絡(luò) 復(fù)雜 ，像國內(nèi) 還有 各個 運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)互通 難的問題 。

安全 環(huán)境惡劣 ：互聯(lián)網(wǎng) 開放性 ，使得 網(wǎng)站 易受到 攻擊 。

需求 快速 變更 ，發(fā)布 頻繁 ：快速迭代。

漸進(jìn)式 發(fā)展 ：從小 網(wǎng)站 開始 ，逐漸 發(fā)展 成大 站點 。

大型網(wǎng)站 的主要 技術(shù) 挑戰(zhàn)

龐大 的用戶 ，高并發(fā) 的訪問 和海量數(shù)據(jù) 。 

任何 簡單 業(yè)務(wù) 在處理 PB級數(shù)據(jù) 或數(shù)以億計的用戶 時，問題 就會 變得 棘手 。

大型 網(wǎng)站架構(gòu) 的演化過程

初始 階段 的網(wǎng)站架構(gòu)

大多數(shù) 小項目 的初期 架構(gòu) 都是 這樣 。 

隨著 網(wǎng)站 業(yè)務(wù)發(fā)展 ，1臺服務(wù)器 無法 滿足需求：用戶 越來越多 ，網(wǎng)站 性能 越來越 差，越來越多 的數(shù)據(jù) 導(dǎo)致 存儲空間 不足 。

應(yīng)用 、數(shù)據(jù)庫 、文件 分離

應(yīng)用服務(wù) 與數(shù)據(jù)服務(wù) 分離 ：提高 性能 ，解決 存儲 問題 。 

【服務(wù)器 專用化】

應(yīng)用服務(wù)器 ：處理 業(yè)務(wù) ，要求 CPU 強(qiáng)

文件服務(wù)器 ：存儲 文件 ，要求 存儲容量 大

數(shù)據(jù)庫 服務(wù)器 ：存儲 數(shù)據(jù) 、緩存 、磁盤 檢索 ，要求 內(nèi)存 、硬盤速度快

隨著 用戶量 增多 ，數(shù)據(jù)庫 壓力大 ，會成為 系統(tǒng) 瓶頸 。

用緩存 改善 網(wǎng)站 性能

二八定律 ：80 %的業(yè)務(wù) 訪問 20 %的數(shù)據(jù) 。 

所以 常用 數(shù)據(jù) 放入 緩存 ，可以 減少 數(shù)據(jù)庫 的壓力 。

緩存 分為 兩種 ：

本地 緩存 ：訪問 更快，但受應(yīng)用服務(wù)器 內(nèi)存 限制 ，且會出現(xiàn) 和應(yīng)用程序 爭用內(nèi)存 的情況 。

分布式緩存：集群 方式 ，專用 服務(wù)器 作為 緩存服務(wù)器 ，理論上不受 內(nèi)存容量 限制 。

目前 只有 單個 應(yīng)用服務(wù)器 ，且只部署 了一個 實例 ，其能夠 處理 的連接數(shù) 有限 ，在網(wǎng)站訪問 高峰期 時，應(yīng)用服務(wù)器 會變成 瓶頸 。

使用 應(yīng)用 集群 改善 網(wǎng)站 的并發(fā) 能力

一臺 服務(wù)器 的處理 能力不足時，不要 考慮 去換更強(qiáng)大 的服務(wù)器 ，對于 大型網(wǎng)站 而言 ，不管 多么 強(qiáng)大 的服務(wù)器 ，都滿足 不了 網(wǎng)站 持續(xù)增長 的業(yè)務(wù) 需求 。 

最好 的方式 是添加 更多 的服務(wù)器 來分擔(dān) 原有 服務(wù)器 的訪問 。

數(shù)據(jù)庫 讀寫分離

數(shù)據(jù)庫 還存在 的的問題 ：使用 緩存 后，依然 會有 部分 讀操作 （緩存 沒有 命中 ，緩存 過期 等）和所有 的寫操作 需要 訪問 數(shù)據(jù)庫 。 

在網(wǎng)站 用戶 達(dá)到 一定 規(guī)模 后，數(shù)據(jù)庫 依然 會因為 負(fù)載 較高成為 系統(tǒng) 瓶頸 。

解決辦法 ：采用 數(shù)據(jù)庫 讀寫分離，兩臺 數(shù)據(jù)庫 配置 主從關(guān)系 ，從主庫 寫數(shù)據(jù) ，從從 庫讀數(shù)據(jù) ，主庫 的數(shù)據(jù) 會同步 到從庫中。

為了 便于 應(yīng)用程序 能夠 透明 地訪問 讀寫分離的數(shù)據(jù)庫 ，所以 在應(yīng)用程序 中使用 專門 的數(shù)據(jù) 訪問 模塊 。

使用 反向代理 緩存 和CDN 加速 網(wǎng)站 響應(yīng) ：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 復(fù)雜 ，緩存 前端 靜態(tài) 資源

請求 訪問 存在的問題 ：隨著 網(wǎng)站 持續(xù) 的發(fā)展 ，發(fā)現(xiàn) 不同 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 的用戶 訪問速度 不同 。

解決辦法 ：使用 反向代理 緩存 和CDN 加速 網(wǎng)站 響應(yīng) 。

CDN 和反向代理 的基本原理 ：都是 緩存 ，區(qū)別 在于 CDN 部署 在網(wǎng)絡(luò) 提供商 的機(jī)房 ，使用戶 在請求 網(wǎng)站服務(wù) 時，可以 從距離 自己 最近 的網(wǎng)絡(luò) 提供商 機(jī)房 獲取數(shù)據(jù) ；而反向代理 則部署 在網(wǎng)站 的中心 機(jī)房 中，從用戶 請求 達(dá)到 中心 機(jī)房 后，首先 訪問 的服務(wù)器 是反向代理 服務(wù)器 ，如果 反向代理 服務(wù)器 中緩存 著用戶 請求 的資源 ，就將其直接 返回 給用戶 。

CDN 和反向代理 的目的 ：盡早 返回 數(shù)據(jù) 給用戶 ，一方面 加快 用戶 訪問速度 ，另一方面 減輕 應(yīng)用服務(wù)器 的負(fù)載 壓力 。

使用 分布式文件系統(tǒng) 和分布式 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

隨著 網(wǎng)站 業(yè)務(wù)發(fā)展 ，原有 讀寫分離的數(shù)據(jù)庫 也不能 支撐 。 

另外 ，原有 的文件服務(wù)器 也無法 滿足需求了。

這時 ，需要 使用 分布式 數(shù)據(jù)庫 和分布式文件系統(tǒng) 。

分布式 數(shù)據(jù)庫 是網(wǎng)站 數(shù)據(jù)庫 拆分 的最后 手段 ，只有 在單表 數(shù)據(jù) 規(guī)模 非常 龐大 時才使用 。

網(wǎng)站 更常用 的數(shù)據(jù)庫 拆分 手段 是業(yè)務(wù) 分庫 ，將不同 的業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù) 部署 在不同 的物理服務(wù)器上。

使用 NoSQL和搜索引擎

隨著 業(yè)務(wù) 越來越 復(fù)雜 ，對數(shù)據(jù)存儲 和檢索 的需求 也越來越 復(fù)雜 ，網(wǎng)站 需要 采用 NoSQL和非數(shù)據(jù)庫查詢 技術(shù) 比如 搜索引擎 。

業(yè)務(wù) 拆分 （分治 ）

網(wǎng)站 過于 復(fù)雜 ，將業(yè)務(wù) 拆分 。 

比如 商城 拆分為 首頁 、店鋪 、訂單 、買家 、賣家 等產(chǎn)品線 ，歸不同 的業(yè)務(wù) 團(tuán)隊 負(fù)責(zé) 。 

具體 到技術(shù) ，也會根據(jù) 產(chǎn)品線 劃分 ，將一個網(wǎng)站 拆分為 多個 應(yīng)用 ，每個 應(yīng)用 獨立 部署 維護(hù) 。

應(yīng)用 之間 可以 通過 一個 超鏈接 建立 關(guān)系 （在首頁 的導(dǎo)航 鏈接 指向 不同 的應(yīng)用 地址 ），也可以 通過 消息隊列 進(jìn)行 數(shù)據(jù) 分發(fā) ，當(dāng)然 最多 的還是 通過 訪問 同一個 數(shù)據(jù) 存儲系統(tǒng) 來構(gòu)成 一個 關(guān)聯(lián) 的完整 系統(tǒng) 。

分布式服務(wù)

業(yè)務(wù) 拆分 越來越 小，存儲系統(tǒng) 越來越大，應(yīng)用系統(tǒng) 整體 復(fù)雜度 呈指數(shù)型增加 ，部署 維護(hù) 越來越 困難 。 

由于 所有 應(yīng)用 都需要 連接數(shù)據(jù)庫 ，在數(shù)萬 臺服務(wù)器 的情況 下，數(shù)據(jù)庫連接 會資源 不足 。

既然 每個 應(yīng)用系統(tǒng) 都需要 相同 的業(yè)務(wù) 操作 ，比如 用戶管理 、商品管理 等，可以 把這些 共用 業(yè)務(wù) 抽取 出來 ，獨立 部署 。