WEB架构设计过程

目录

一、架构演变

二、设计原则

三、必备工具

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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