
当构建一个高级网站时,系统架构的设计至关重要。需要采用微服务架构,将应用程序划分为独立的服务模块,如用户管理、订单处理等,每个服务都可独立部署和扩展。使用容器技术,如Docker,将每个服务封装为容器,实现高度的可移植性和可扩展性。
为提高可靠性和弹性,应采用负载均衡技术,如Nginx,将用户请求分发到多个服务实例上。引入服务注册和发现机制,如Zookeeper或Consul,使服务能动态发现彼此。应采用消息队列技术,如RabbitMQ或Kafka,解耦服务之间的调用,提高系统的可扩展性。
为确保高并发下的性能,应采用缓存技术,如Redis或Memcached,减轻数据库的压力。使用分布式数据库,如MongoDB或Cassandra,以应对海量数据。另外,引入分布式文件系统,如HDFS或Ceph,存储用户上传的大文件。
为保证系统的安全性,应采用身份认证和授权机制,如OAuth2或JWT。使用Web应用防火墙,如ModSecurity或OWASP ModSecurity Core Rule Set,防御常见的Web攻击。建立完善的监控和告警系统,如Prometheus或Grafana,及时发现和处理系统异常。
设计高级网站的系统架构需要采用微服务、容器、负载均衡、服务注册发现、消息队列、缓存、分布式数据库、分布式文件系统、身份认证授权、Web应用防火墙和监控告警等技术,以确保系统的可靠性、可扩展性、性能和安全性。
如何搭建大型网站系统?
程序员们都希望能通过自己的努力学习,技术提升,拿到更好的收入,技术提升和高收入虽然不是轻易就能实现的,但总是有章可循。
一个成熟的大型网站(如淘宝、京东等)的系统架构并不是开始设计就具备完整的高性能、高可用、安全等特性,它总是随着用户量的增加,业务功能的扩展逐渐演变完善的,在这个过程中,开发模式、技术架构、设计思想也发生了很大的变化,就连技术人员也从几个人发展到一个部门甚至一条产品线。 所以成熟的系统架构是随业务扩展而完善出来的,并不是一蹴而就;不同业务特征的系统,会有各自的侧重点,例如淘宝,要解决海量的商品信息的搜索、下单、支付,例如腾讯,要解决数亿的用户实时消息传输,网络它要处理海量的搜索请求,他们都有各自的业务特性,系统架构也有所不同。 尽管如此我们也可以从这些不同的网站背景下,找出其中共用的技术,这些技术和手段可以广泛运行在大型网站系统的架构中,下面就通过介绍大型网站系统的演化过程,来认识这些技术和手段。
一、最开始的网站架构
最初的架构,应用程序、数据库、文件都部署在一台服务器上,如图:
二、应用、数据、文件分离
随着业务的扩展,一台服务器已经不能满足性能需求,故将应用程序、数据库、文件各自部署在独立的服务器上,并且根据服务器的用途配置不同的硬件,达到最佳的性能效果。
三、利用缓存改善网站性能
在硬件优化性能的同时,同时也通过软件进行性能优化,在大部分的网站系统中,都会利用缓存技术改善系统的性能,使用缓存主要源于热点数据的存在,大部分网站访问都遵循28原则(即80%的访问请求,最终落在20%的数据上),所以我们可以对热点数据进行缓存,减少这些数据的访问路径,提高用户体验。
缓存实现常见的方式是本地缓存、分布式缓存。 当然还有CDN、反向代理等,这个后面再讲。 本地缓存,顾名思义是将数据缓存在应用服务器本地,可以存在内存中,也可以存在文件,OSCache就是常用的本地缓存组件。 本地缓存的特点是速度快,但因为本地空间有限所以缓存数据量也有限。 分布式缓存的特点是,可以缓存海量的数据,并且扩展非常容易,在门户类网站中常常被使用,速度按理没有本地缓存快,常用的分布式缓存是Memcached、Redis。
四、使用集群改善应用服务器性能
应用服务器作为网站的入口,会承担大量的请求,我们往往通过应用服务器集群来分担请求数。 应用服务器前面部署负载均衡服务器调度用户请求,根据分发策略将请求分发到多个应用服务器节点。
常用的负载均衡技术硬件的有F5,价格比较贵,软件的有LVS、Nginx、HAProxy。 LVS是四层负载均衡,根据目标地址和端口选择内部服务器,Nginx是七层负载均衡和HAProxy支持四层、七层负载均衡,可以根据报文内容选择内部服务器,因此LVS分发路径优于Nginx和HAProxy,性能要高些,而Nginx和HAProxy则更具配置性,如可以用来做动静分离(根据请求报文特征,选择静态资源服务器还是应用服务器)。
五、数据库读写分离和分库分表
随着用户量的增加,数据库成为最大的瓶颈,改善数据库性能常用的手段是进行读写分离以及分表,读写分离顾名思义就是将数据库分为读库和写库,通过主备功能实现数据同步。 分库分表则分为水平切分和垂直切分,水平切换则是对一个数据库特大的表进行拆分,例如用户表。 垂直切分则是根据业务不同来切换,如用户业务、商品业务相关的表放在不同的数据库中。
六、使用CDN和反向代理提高网站性能
假如我们的服务器都部署在成都的机房,对于四川的用户来说访问是较快的,而对于北京的用户访问是较慢的,这是由于四川和北京分别属于电信和联通的不同发达地区,北京用户访问需要通过互联路由器经过较长的路径才能访问到成都的服务器,返回路径也一样,所以数据传输时间比较长。 对于这种情况,常常使用CDN解决,CDN将数据内容缓存到运营商的机房,用户访问时先从最近的运营商获取数据,这样大大减少了网络访问的路径。 比较专业的CDN运营商有蓝汛、网宿。
而反向代理,则是部署在网站的机房,当用户请求达到时首先访问反向代理服务器,反向代理服务器将缓存的数据返回给用户,如果没有没有缓存数据才会继续走应用服务器获取,也减少了获取数据的成本。 反向代理有Squid,Nginx。
七、使用分布式文件系统
用户一天天增加,业务量越来越大,产生的文件越来越多,单台的文件服务器已经不能满足需求。 需要分布式的文件系统支撑。 常用的分布式文件系统有NFS。
八、使用NoSql和搜索引擎
对于海量数据的查询,我们使用nosql数据库加上搜索引擎可以达到更好的性能。 并不是所有的数据都要放在关系型数据中。 常用的NOSQL有mongodb和redis,搜索引擎有lucene。
九、将应用服务器进行业务拆分
随着业务进一步扩展,应用程序变得非常臃肿,这时我们需要将应用程序进行业务拆分,如网络分为新闻、网页、图片等业务。 每个业务应用负责相对独立的业务运作。 业务之间通过消息进行通信或者同享数据库来实现。
十、搭建分布式服务
这时我们发现各个业务应用都会使用到一些基本的业务服务,例如用户服务、订单服务、支付服务、安全服务,这些服务是支撑各业务应用的基本要素。 我们将这些服务抽取出来利用分部式服务框架搭建分布式服务。 淘宝的Dubbo是一个不错的选择。
大型网站的架构是根据业务需求不断完善的,根据不同的业务特征会做特定的设计和考虑,本文只是讲述一个常规大型网站会涉及的一些技术和手段。
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网站结构设计包含哪些内容 如何设计网站架构
网站结构设计包含哪些内容一、友好的网站结构1、扁平或树型结构2、链接结构1)首页链接应指向重要频道页,频道页再链接至下级节点页或普通页面。 同时,频道页、节点页和普通页面均需能返回至首页2)页面间互相链接时,需附带恰当的锚文本描述3)避免将链接置于JS、FLASH等不可见位置,使用图片链接时完善alt标签二、通过导航让搜索引擎更好地理解站点对用户而言,导航需明确当前位置及上一级或更上级内容入口;对搜索引擎而言,导航需表明页面主题及其所属领域。 清晰的导航系统有助于提高用户体验及SEO效果三、合理的域名结构在网站建设和运营过程中,需考虑是否将子目录内容拆分为二级域名四、URL结构的重要性1、规律化URL结构,避免同一页面拥有不同URL导致权值分散,使用robots禁止不规范URL2、用户可通过URL判断页面内容,便于搜索引擎解析及用户传播3、保持URL简洁4、避免添加难以解析的字符5、动态参数不宜过多复杂,网络已对动态URL有良好处理,但复杂参数可能被忽略如何设计网站架构一、站内风格首页需简洁,确保信息量充足,减少无关内容,提高加载速度,方便用户获取所需信息二、导航结构合理设置面包屑导航和频道页导航,确保用户能轻松找到所需页面;大频道导航可根据网站类型灵活设置三、URL结构合理URL结构便于记忆,对搜索引擎友好,避免层级过深;避免使用中文或特殊字符,命名时包含关键词或缩写四、关键词布局首页布局指数高的词,栏目页布局核心产品词,文章页布局长尾词,增加长尾词覆盖对主关键词优化有利五、页面必备元素1、动态更新板块:首页布局最新资讯等板块,保证新鲜内容供蜘蛛抓取2、nofollow:处理无需索引的链接,如注册、登录、联系方式、外部链接等3、专题页:用于布局长尾关键词,可创建二级域名或使用Tag页六、页面聚合度页面布局需考虑关键词,做好相关文章和推荐设计,确保结构合理,满足用户需求
架构师在做一个网站的架构时要做哪些工作(按顺序排列)?
我多次全程参加从策划到运维的系统开发,在这里分享一些干货。 架构设计过程大致可分成需求分析和系统设计两个阶段。
这个阶段的目的是进行需求分析制定系统的逻辑模型。 需求可分为功能性需求和非功能性需求。 功能性需求主要是业务逻辑,非功能性需求则是业务以外的需求,如运行环境,信息安全,故障诊断等等。 功能需求可使用用例图等可视化的工具来完成。 非功能需求涉及到的技术较多,没有通用的结构化的方法,一般需要参考类似系统的经验。 这部分的设计结果可以用配置图进行可视化。 完成了功能性需求和非功能性需求之后,可将两部分需求进行统合,具体就是,结合系统配置为每一个用例设计逻辑流程。
这个阶段的目标是把需求分析阶段建立的逻辑模型转换成物理架构。 首先,要根据逻辑配置选择网络,服务器,操作系统,数据库,各类服务程序运行环境,并拆分出子系统。 确定了子系统之后,可以为各个子系统选择编程语言和架构模块(如,Struts)。 确定了子系统的架构之后,就可以进行程序结构的设计了。 程序结构设计要从用例图中抽出事务,从逻辑时序图中抽出逻辑类,将各逻辑类部署到各物理配置上,确定物理类,设计物理时序。 最后,可从时序图上,抽出物理类,根据类的功能整理,并选择设计模式,补足实装所需的各种类的定义,做类图。 至此,架构设计完成。