為了使網(wǎng)站這個虛擬的大建筑能夠應(yīng)對高并發(fā)訪問，海量數(shù)據(jù)處理，高可靠運(yùn)行等一系列問題，架構(gòu)要素和分層架構(gòu)是必不可少的，就猶如蓋房子要用建筑材料一層一層蓋一樣。網(wǎng)站建設(shè)接下來為您一一詳細(xì)解答。

整個架構(gòu)一般可以分為 應(yīng)用層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層。實踐中大的分層結(jié)構(gòu)中還可以繼續(xù)分層，比如應(yīng)用層還可以繼續(xù)分為視圖層和業(yè)務(wù)邏輯層，服務(wù)層也可以繼續(xù)細(xì)分為數(shù)據(jù)接口層、邏輯處理層等。

通過分層，把一個龐大的系統(tǒng)切分為不同的部分，便于分工開發(fā)和維護(hù);各層之間相互有一定的獨(dú)立性，在網(wǎng)站的開發(fā)中可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。邏輯上分層之后，在物理部署上也可以根據(jù)需求制定不同的策略，剛開始可以部署在同一臺物理機(jī)上，但是隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，必然要對不同的模塊進(jìn)行分離部署。

分層架構(gòu)不僅僅是為了規(guī)劃軟件的邏輯結(jié)構(gòu)以便于開發(fā)維護(hù)，隨著網(wǎng)站的發(fā)展，分層架構(gòu)對網(wǎng)站的高并發(fā)分布式架構(gòu)來說尤為重要，進(jìn)行了分層以后，接下來可以從縱向進(jìn)行業(yè)務(wù)分割，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)模塊一個項目劃分成不同的模塊交給單獨(dú)的團(tuán)隊去開發(fā)部署，完成后分別部署在不同的服務(wù)器上，經(jīng)過鏈接進(jìn)行互聯(lián)。再根據(jù)不同情況來對不同的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行冗余來保證網(wǎng)站的高可用性，接下來進(jìn)行緩存，CDN，反向代理等等的優(yōu)化。

1、架構(gòu)要素

關(guān)于一個高訪問量，大數(shù)據(jù)量的網(wǎng)站我們考慮什么呢?

1.1、性能

首先就是性能了，性能是一個網(wǎng)站的的重要指標(biāo)，除非是沒得選擇，就這一個網(wǎng)站，不然用戶是絕對不會忍受一個超級慢的網(wǎng)站。正因為性能問題無處不在，解決性能問題的方式也各種各樣，從用戶請求一個 url 開始，進(jìn)行的每一個環(huán)節(jié)都可以進(jìn)行優(yōu)化;根據(jù)上面的分層，可以大致從三個方面進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)用層優(yōu)化，服務(wù)層優(yōu)化，數(shù)據(jù)層優(yōu)化。

涉及到的知識就是 web 前端的優(yōu)化，應(yīng)用服務(wù)器端的優(yōu)化和數(shù)據(jù)的存儲，索引，緩存等，這些在后面的內(nèi)容里會分別展開細(xì)說，但性能只是一個網(wǎng)站的必要條件，除此之外，由于無法預(yù)知網(wǎng)站可能會面臨的壓力或是攻擊，還要保證網(wǎng)站在各種情境下(高并發(fā)，高負(fù)載，持續(xù)壓力不均勻等)保持穩(wěn)定的性能。包括以下各個方面：性能測試指標(biāo)、性能測試方法、性能優(yōu)化策略。

性能測試指標(biāo)

主要的性能測試指標(biāo)有響應(yīng)時間、并發(fā)數(shù)、吞吐量、性能計數(shù)器等。

響應(yīng)時間

指的是從發(fā)出這個請求開始到接收到數(shù)據(jù)的時間，一般情況下這個時間都非常非常的小甚至小于測試的誤差值，所以我們可以采用重復(fù)請求的方式來獲取具體的響應(yīng)時間，比如請求十萬次，記錄總時間，然后計算出單次請求的時間。

并發(fā)數(shù)

指能夠同時處理的請求數(shù)目，對于網(wǎng)站而言，即并發(fā)用戶數(shù)

吞吐量

是單位時間能夠處理的請求數(shù)，體現(xiàn)的系統(tǒng)的整體處理能力> 衡量指標(biāo)有很多，可以是 請求數(shù)/秒 頁面數(shù)/秒 訪問人數(shù)/天 處置業(yè)務(wù)數(shù)/小時 等> 常用的量化指標(biāo)有 TPS(每秒事務(wù)數(shù)) HPS(每秒 HTTP 請求數(shù)) QPS(每秒查詢數(shù))等。

性能計數(shù)器

描述服務(wù)器或操作系統(tǒng)的一些性能指標(biāo)，包括系統(tǒng)負(fù)載(System Load)，線程數(shù)，內(nèi)存使用，磁盤和網(wǎng)絡(luò) I/O 等，當(dāng)這些值超過警告值(安全臨界值)時，就會向開發(fā)人員報警，及時處理異常。

性能測試方法

性能測試是一個統(tǒng)稱，具體可以分為 性能測試，負(fù)載測試，壓力測試，穩(wěn)定性測試。

性能測試

以初期設(shè)計的指標(biāo)為預(yù)期目標(biāo)，不斷對系統(tǒng)施壓，看系統(tǒng)在預(yù)期的范圍內(nèi)，能否達(dá)到預(yù)期的性能。

負(fù)載測試

對系統(tǒng)不斷增加并發(fā)請求以增加系統(tǒng)壓力，直到系統(tǒng)某項或多項指標(biāo)達(dá)到安全臨界值，這時繼續(xù)對系統(tǒng)施加壓力，系統(tǒng)的處理能力會有所下降。

壓力測試

在超過安全負(fù)載的情況下，繼續(xù)施壓，直到系統(tǒng)崩潰或不再能夠處理任何請求，以此來計算系統(tǒng)的最大壓力承受能力。

穩(wěn)定性測試

在一定的壓力(不均勻施壓)下，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行較長時間。

性能優(yōu)化策略

要定位問題產(chǎn)生原因，排查不同環(huán)節(jié)的日志，分析哪個環(huán)節(jié)的響應(yīng)時間與預(yù)期不相符，然后分析影響性能的原因，是代碼問題還是架構(gòu)設(shè)計不合理，或者系統(tǒng)資源不足，然后根據(jù)實際問題進(jìn)行解決。

1.2、可用性

關(guān)于大型網(wǎng)站而言，呈現(xiàn)宕機(jī)的情況是可怕的，由于可能有上千萬的用戶量，短短幾分鐘的宕機(jī)都有可能導(dǎo)致網(wǎng)站聲譽(yù)掃地，如果是電商類的網(wǎng)站，更可能會導(dǎo)致制作用戶的財產(chǎn)損失，甚至?xí)偵瞎偎荆菚r候損失的就不僅是金錢和用戶了，因此要保證能夠提供每天 24 小時的可用，但實際中服務(wù)器并不能保證每天 24 小時都能平穩(wěn)的運(yùn)行，可能出現(xiàn)硬件問題，也可能出現(xiàn)軟件問題，總之問題總是會有的。

所以我們高可用設(shè)計的目標(biāo)就是在某些服務(wù)器宕機(jī)的情況下，也能夠保證服務(wù)或應(yīng)用正常運(yùn)行，網(wǎng)站高可用的主要手段是冗余，應(yīng)用部署在多臺服務(wù)器上同時提供訪問，數(shù)據(jù)存儲在多臺數(shù)據(jù)服務(wù)器之間互相進(jìn)行熱備份，這樣任何一臺服務(wù)器宕機(jī)都不會影響服務(wù)或應(yīng)用的整體，也不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失。

對于應(yīng)用服務(wù)器而言，多臺應(yīng)用服務(wù)器通過一個負(fù)載均衡設(shè)備組成一個集群同時對外提供服務(wù)，當(dāng)一臺服務(wù)器宕機(jī)后，服務(wù)切換到其他服務(wù)器上繼續(xù)執(zhí)行，這樣就可以保證了網(wǎng)站的高可用性，前提是應(yīng)用服務(wù)器不允許存儲用戶會話信息，否則將會丟失，這樣即使用戶請求轉(zhuǎn)接到其他服務(wù)器上面也無法繼續(xù)執(zhí)行。

對于數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，要提供服務(wù)器之間的實時備份，這樣當(dāng)一臺服務(wù)器宕機(jī)的時候，將數(shù)據(jù)訪問切換到其他服務(wù)器上，并進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)和備份，衡量一個系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計是否滿足高可用的目標(biāo)，就是假設(shè)其中一臺或多臺服務(wù)器宕機(jī)以及出現(xiàn)各種不可預(yù)期的問題時，系統(tǒng)整體是否依然可用。

1.3、伸縮性

面對著大量用戶的高并發(fā)訪問和海量的數(shù)據(jù)存儲，不可能只用一臺服務(wù)器就能夠滿足全部需求，存儲全部數(shù)據(jù)。通過集群的方式將多臺服務(wù)器組成一個整體共同提供服務(wù)，所謂伸縮性就是指通過不斷向集群中加入服務(wù)器的手段來應(yīng)對不斷上升的用戶并發(fā)訪問壓力和不斷增長的數(shù)據(jù)存儲需求，對于應(yīng)用服務(wù)器集群，只要服務(wù)器上不存儲數(shù)據(jù)，所有的服務(wù)器都是對等的，通過使用合適的負(fù)載均衡設(shè)備就可以向集群中不斷加入新的服務(wù)器。

對于緩存服務(wù)器而言，加入新的服務(wù)器可能會導(dǎo)致緩存路由失效，從而導(dǎo)致大部分的緩存數(shù)據(jù)都無法訪問，需要改進(jìn)緩存路由算法來保證緩存數(shù)據(jù)可訪問，關(guān)系數(shù)據(jù)庫雖然支持?jǐn)?shù)據(jù)復(fù)制，主從熱備份等機(jī)制，但是很難實現(xiàn)大規(guī)模集群的可伸縮性。

1.4、可擴(kuò)展性

網(wǎng)站的擴(kuò)展性直接關(guān)系到網(wǎng)站功能+模塊的開發(fā)，網(wǎng)站快速發(fā)展，功能也不斷的增加，網(wǎng)站架構(gòu)的可擴(kuò)展性的主要目的是使其能夠快速的應(yīng)對需求變化，是為了能夠在增加新業(yè)務(wù)時，盡量實現(xiàn)對現(xiàn)有產(chǎn)品無影響，不需要改動或是改動很少現(xiàn)有業(yè)務(wù)就能夠上線新產(chǎn)品;不同的產(chǎn)品業(yè)務(wù)之間的耦合度很小，一個產(chǎn)品或業(yè)務(wù)的改動不會對其他造成影響。

1.5、安全性

最后的就是安全性了，互聯(lián)網(wǎng)是一個開放的平臺，任何人在任何地方都可以訪問網(wǎng)站，安全架構(gòu)就是保護(hù)網(wǎng)站不受惡意的訪問和攻擊，保護(hù)數(shù)據(jù)不被竊取。