但Web2.0以用户为导向的理念,使得新生的网站有了新的特点——高并发,高流量,数据量大,逻辑复杂等,对网站建设也提出了新的要求。 本文围绕高并发高流量的网站架构设计问题,主要研究讨论了以下内容: 首先在整个网络的高度讨论了使用镜像网站,CDN内容分发网络等技术对负载均衡带来的便利及各自的优缺点比较。 7 总结及展望 7.1 总结 图6 典型高并发高流量网站的架构 对于一个高并发高流量的网站来说,任何一个环节的瓶颈都会造成网站性能的下降,影响用户体验,进而造成巨大的经济损失。 ,公司以及研究机构来关注高并发高流量的网站架构问题。 网站架构(1)高并发(2)高流量(1) 本文由来源 21aspnet,由 system_mush 整理编辑,其版权均为 21aspnet 所有,文章内容系作者个人观点,不代表 Java架构师必看
1) 内存型数据库 内存型的数据库,以高并发高性能为目标,在事务性方面没那么严格,以开源nosql数据库mongodb、redis为例 Ø Mongodb 通信方式 多线程方式,主线程监听新的连接, 在高并发访问模式下,RDB模式使服务的性能指标出现明显的抖动,aof在性能开销上比RDB好,但是恢复时重新加载到内存的时间和数据量成正比。 2) 关系型数据库 关系型数据库在满足并发性能的同时,也需要满足事务性,以mysql数据库为例,讲述架构设计原理,在性能方面的考虑,以及如何满足可用性的需求。 Ø 对于高并发高性能的mysql来讲,可以在多个维度进行性能方面的调优。 对于以上提出的这些问题,分布式数据库HBase有一套完善的解决方案,适用于高并发海量数据存取的要求。
高并发(High Concurrency)是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素,它通常是指,系统能够同时并行处理很多的请求。 也就是说高并发指的是同一时刻不同的用户访问了同一个资源,或者是同一时刻有多个线程访问了同一个数据。 说到高并发,一般有3个技术指标:QPS、响应时间,吞吐量。 垂直扩展: 增强单机硬件性能:增加CPU核数,增加内存,更换更好的硬盘等 提升单机架构性能:使用缓存来减少IO,使用异步来增加单服务吞吐量,使用无锁数据结构来减少响应时间 但是单机性能总是有极限的,因此互联网分布式架构设计的高并发终极解决方案还是水平扩展 下面分享一个高并发的企业整体架构,如下图: ? 下面对这个架构做个介绍: 1、用户访问系统之前要经过防火墙的隔离,它主要的功能是把企业内外网络进行物理隔离,通过预先制定的安全策略控制用户的访问。 在这个架构里,高并发体现在负载均衡和数据库2个地方。 负载均衡:无论使用LVS+keepalived还是使用nginx,都要考虑做负载的集群,考虑主备机制。 数据库高并发: 1、读写分离: ?
什么是高并发? 一般公司演化阶段 1、优化运算代码、SQL查询、数据库索引等 2、进行应用负载均衡、数据库做主从/主主复制进行读写分离、增加缓存(Redis\Mem) 3、对系统和数据进行垂直拆分,按业务模块拆分成不同的应用及数据库表 负载均衡、读写分离、缓存 到了第二阶段,单体应用通过优化与增加硬件配置已无法解决高并发的问题,这时可以考虑进行以下架构的演化,这种演化对系统基本没有侵入性,成本低廉 负载均衡: 可以通过Nginx反向代理 分布式服务化、异步消息机制、数据库表水平拆分 在经历过前三阶段后,能走到第四阶段说明平台的发展非常好了,对系统的高并发又有了进一步的要求,这也是成本最高最复杂的,系统架构需要进行很大的改造 分布式: 对系统应用进行服务化 (如微服务),服务化的目的不只是为了高并发,也从系统的可维护性(团队大了)、资源利用最大化(对服务进行差异化支撑)方面考虑。
以上例子是一个相对简单的高并发架构,并发量不是很高的情况可以很好的支撑,但是随着业务的壮大,用户并发量增加,我们的架构也会进行不断的优化和演变,比如对业务进行服务化,每个服务有自己的并发架构,自己的均衡服务器 通过反向代理均衡负载-图2来自网络 06 异步 在高并发业务中如果涉及到数据库操作,主要压力都是在数据库服务器上面,虽然使用主从分离,但是数据库操作都是在主库上操作,单台数据库服务器连接池允许的最大连接数量是有限的 架构: nodejs WEB应用服务器均衡负载 redis主从集群 mysql主 nodejs+express+ejs+redis+mysql 服务端采用nodejs,nodejs是单进程(PM2根据cpu 开源书》•006:《DDD速成(领域驱动设计速成)》•007:全部•008:加技术讨论群 往期精彩 •抖音微博等短视频千万级高可用、高并发架构如何设计? 支付系统高可用架构设计实战
主从分离,集群 redis mongodb memcache cdn html css js image 并发测试 高并发相关的业务,需要进行并发的测试,通过大量的数据分析评估出整个架构可以支撑的并发量 以上例子是一个相对简单的高并发架构,并发量不是很高的情况可以很好的支撑,但是随着业务的壮大,用户并发量增加,我们的架构也会进行不断的优化和演变,比如对业务进行服务化,每个服务有自己的并发架构,自己的均衡服务器 通过反向代理均衡负载-图2来自网络 异步 在高并发业务中如果涉及到数据库操作,主要压力都是在数据库服务器上面,虽然使用主从分离,但是数据库操作都是在主库上操作,单台数据库服务器连接池允许的最大连接数量是有限的 架构: nodejs WEB应用服务器均衡负载 redis主从集群 mysql主 nodejs+express+ejs+redis+mysql 服务端采用nodejs,nodejs是单进程(PM2根据cpu (不过事件中gitlab的开放性姿态,积极的处理方式还是值得学习的) 总结 高并发架构是一个不断衍变的过程,冰洞三尺非一日之寒,长城筑成非一日之功 。 打好基础架构方便以后的拓展,这点很重要。 ?
高并发设计可以从以下几方面考虑: 无状态 拆分 服务化 消息队列 数据异构 缓存 并发化 1. 无状态 无状态的应用容易进行水平扩展。 2. 拆分 拆分维度: 系统维度:根据业务功能拆分,例如商品系统、购物车、结算、订单系统。 功能维度:对一个系统进行功能再拆分,比如,优惠券系统可以拆分为创建系统、领券系统、用券系统。 缓存 (1)浏览器、APP客户端缓存 (2)CDN 缓存 (3)应用层缓存 (4)分布式缓存,应用示例: ? 7. 并发化 例如一个读服务需要如下数据: ? 如果串行,共需要60ms。 并发化处理,共需要30ms,性能提升了一倍。 总结 ? 内容整理自张开涛的《亿级流量网站架构核心技术》,推荐详读。
主从分离,集群 redis mongodb memcache cdn html css js image 并发测试 高并发相关的业务,需要进行并发的测试,通过大量的数据分析评估出整个架构可以支撑的并发量 以上例子是一个相对简单的高并发架构,并发量不是很高的情况可以很好的支撑,但是随着业务的壮大,用户并发量增加,我们的架构也会进行不断的优化和演变,比如对业务进行服务化,每个服务有自己的并发架构,自己的均衡服务器 通过反向代理均衡负载-图2来自网络 异步 在高并发业务中如果涉及到数据库操作,主要压力都是在数据库服务器上面,虽然使用主从分离,但是数据库操作都是在主库上操作,单台数据库服务器连接池允许的最大连接数量是有限的 架构: nodejs WEB应用服务器均衡负载 redis主从集群 mysql主 nodejs+express+ejs+redis+mysql 服务端采用nodejs,nodejs是单进程(PM2根据cpu (不过事件中gitlab的开放性姿态,积极的处理方式还是值得学习的) 总结 高并发架构是一个不断衍变的过程,冰洞三尺非一日之寒,长城筑成非一日之功 打好基础架构方便以后的拓展,这点很重要 ?
典型 Web App 架构 以下是一个典型的高负载 web 应用示例:上图展示了一个典型的,三层架构的高性能 Web 应用。 应用层内的各个节点不一定是完全对等的,还可能以 SOA、μSOA 等架构拆分为不同服务集群。上图给出了一个典型的高并发、高性能应用层节点工作模型。 与 MySQL、ORACLE、DB2、MS SQL Server、PostgreSQL 等当时的 "传统" SQL数据库产品相比,无论 NoSQL 数据库还是分布式缓存产品,其本质上都是以牺牲前者的强一致性为代价 至此 Web App 架构的演进才能算是完成了一次重生——这还算不上是涅槃,当我们能够在真正意义上实现出高效、高可用的多虚一(Single System Image)系统时,涅槃才真正降临。 那时的我们编写分布式应用与如今编写一个单机版的多线程应用将不会有任何区别——进程天然就是分布式、高可用的! 三层架构的可伸缩性 ?
主从分离、集群 Redis MongoDB MemCache CDN HTML CSS JS image 并发测试 高并发相关的业务,需要进行并发的测试,通过大量的数据分析评估出整个架构可以支撑的并发量 以上例子是一个相对简单的高并发架构,并发量不是很高的情况可以很好的支撑,但是随着业务的壮大,用户并发量增加,我们的架构也会进行不断的优化和演变,比如对业务进行服务化,每个服务有自己的并发架构,自己的均衡服务器 服务器架构图 说明: 场景中的定时领取是一个高并发的业务,像秒杀活动用户会在到点的时间涌入,DB瞬间就接受到一记暴击,hold不住就会宕机,然后影响整个业务; 像这种不是只有查询的操作并且会有高并发的插入或者更新数据的业务 架构: nodejs WEB应用服务器均衡负载 Redis主从集群 MySQL主 nodejs+express+ejs+redis+mysql 服务端采用nodejs,nodejs是单进程(PM2根据cpu 总结 高并发架构是一个不断衍变的过程,冰洞三尺非一日之寒,长城筑成非一日之功 。 打好基础架构方便以后的拓展,这点很重要。 ? 来源:http://blog.thankbabe.com/
我的《高并发架构设计经验》原文链接,欢迎前往微信关注 一、高并发的说明和背景 高并发解决的核心问题是在同一时间上有大量的请求过来,然后我们的系统要怎么抗住这些请求带来的压力。 二、高并发架构设计经验 高并发架构设计,需要从三大层来建设和分析 • 基础设施层:这个是最基础的依赖,主要是一些服务的部署。 从代码架构、代码性能等方便去抗并发。 2-1、基础设施层 部署:多 IDC + 异地多活 基础设施层一般包含了服务器、IDC、部署方式等等。 2-2、服务端架构层 服务端架构层是我们重点要关注的,这个也是考量个人架构能力的最关键部分。 通过这样的方式,系统将所有红包请求这个巨大的洪流分散为多股小流,互不影响,分而治之, 2-3、服务应用层 多线程、线程同步、协程 并发问题一直是服务端编程中的重点和难点问题,为了优化系统的并发量,单机解决高并发问题从最初的
所以虽然分层架构模式最初的目的是规划软件清晰的逻辑结构以便于开发维护,但在网站的发展过程中,分层结构对网站支持高并发向分布式方向的发展至关重要。 ? 2、冗余 网站需要7×24小时连续运行,那么就得有相应的冗余机制,以防某台机器宕掉时无法访问,而冗余则可以通过部署至少两台服务器构成一个集群实现服务高可用。数据库除了定期备份还需要实现冷热备份。 网站越大,功能越复杂,服务和数据处理的种类也越多,将这些不同的功能和服务分隔开来,包装成高内聚低耦合的模块单元,不仅有助于软件的开发维护也便于不同模块的分布式部署,提高网站的并发处理能力和功能扩展能力。 静态资源分布式部署可以减轻应用服务器的负载压力;通过使用独立域名加快浏览器并发加载的速度。 -END- 不错,转发分享一下吧 往期推荐 【1】京东购物车的 Java 架构实现及原理 【2】分布式作业 Elastic-Job 从理论到实战 【3】《阿里技术参考图册》发布,速度收藏 【4】最新后端架构师技术图谱
2)对于一个大型网站(如门户网站),在面对大量用户访问、高并发请求方面,基本的解决方案集中在这样几个环节:使用高性能的服务器、高性能的数据库、高效率的编程语言、还有高性能的Web容器。 下面从低成本、高性能和高扩张性的角度梳理下解决高负载高并发网站的措施: 1)HTML静态化 其实大家都知道,效率最高、消耗最小的就是纯静态化的html页面,所以我们尽可能使我们的网站上的页面采用静态页面来实现 6)负载均衡 负载均衡将是大型网站解决高负荷访问和大量并发请求采用的终极解决办法。 所以我们需要做一个共享存储让 WEB1 和 WEB2 同时可以访问,所以在这里我把 WEB1 的一个目录使用 NFS 共享出来,让 WEB2 去挂载。 经过此次事故,我不得不修改架构,尽量避免单点,于是在 WEB 前端设置了负载均衡器,并且做了高可用。
分层架构是逻辑上的,在物理部署上,三层架构可以部署在同一个物理机器上,但是随着网站业务的发展,必然需要对已经分层的模块分离部署,即三层结构分别部署在不同的服务器上,是网站拥有更多的计算资源以应对越来越多的用户访问 所以虽然分层架构模式最初的目的是规划软件清晰的逻辑结构以便于开发维护,但在网站的发展过程中,分层结构对网站支持高并发向分布式方向的发展至关重要。 ? 2、冗余 网站需要7×24小时连续运行,那么就得有相应的冗余机制,以防某台机器宕掉时无法访问,而冗余则可以通过部署至少两台服务器构成一个集群实现服务高可用。数据库除了定期备份还需要实现冷热备份。 网站越大,功能越复杂,服务和数据处理的种类也越多,将这些不同的功能和服务分隔开来,包装成高内聚低耦合的模块单元,不仅有助于软件的开发维护也便于不同模块的分布式部署,提高网站的并发处理能力和功能扩展能力。 静态资源分布式部署可以减轻应用服务器的负载压力;通过使用独立域名加快浏览器并发加载的速度。
我们知道,“高并发”是现在系统架构设计的核心关键词。一个架构师如果设计、开发的系统不支持高并发,那简直不好意思跟同行讨论。 1、高并发系统架构的方法论 高并发的技术挑战,核心就是为了满足用户的高并发访问,系统需要提供更多的计算资源。那么如何提供这些计算资源,也就是说,如何使系统的计算资源随着并发的增加而增加? 因此现在的大型互联网系统多采取水平伸缩方案,来应对用户的高并发访问。 2、高并发系统架构的方法 我们知道了分布式集群优势明显,但是将一堆服务器放在一起,用网线连起来,并不能天然地使它们构成一个系统。 事实上,高并发架构主要关注的就是用户发起请求,服务器处理请求时需要消耗的计算资源。所以并发用户数是架构设计时主要关注的指标。 我们掌握了这些分布式技术,就算是掌握了高并发系统架构设计的核心。具体这些技术如何应用在高并发系统的架构实践中,我们在后面的案例中会不断进行分析体现。
这是关于高并发架构网络协议基础知识的第二篇,编程路上的基础心法! 做为一个有追求的程序员,不能只满足增删改查,我们要对系统全方面无死角掌控。 掌握了这些基本的网络知识后,相信一方面日常排错中会事半功倍,另一方面日常架构中不得不考虑的高并发问题,理解了这些底层协议也是会如虎添翼。 本文不会单纯给大家讲讲TCP三次握手、四次挥手就完事了。 再说为什么2次握手不行呢?2次握手我们可以想象是没有三次握手最后的 ACK, 在实际中确实会出现客户端发送 ACK 服务端没有收到的情况(上面的情况一),那么这是否说明两次握手也是可行的呢? FIN_WAIT2 2 FIN_WAIT1 1 大量的CLOSE_WAIT 这个在我之前的一篇文章 线上大量CLOSE_WAIT原因分析 已经有过介绍,它会导致大量的socket无法释放。 假设客户端用的是IPv4,那么理论连接数是:2^32(ip数) * 2^16(端口数) = 2^48。 看起来这个值蛮大的。但是真的能够有这么多连接吗?
架构师修行之路 , 作者 菜v菜 随着访问量的不断加大,网站我又加了nginx做负载均衡 ? ? 好呀,看来要进阶高级工程师啦~ ? ? 请求的过程中,其实会遇到有很多负载均衡的过程,一个系统在什么阶段做负载均衡取决于它的请求量,这和常说的QPS/TPS/DAU等有直接关系,假设系统的请求量非常少,其实完全没有必要做负载均衡,当然有时候为了达到高可用的目的也做负载均衡 硬件负载均衡性能很强大,支撑的并发一般都在每秒几百万,而且支持的负载算法也很多,而且一般都配套的有安全防护措施,比如防火墙,防攻击等安全功能。 软件负载均衡 ? 其实以上几种方案是基于http请求的途经来解决问题,每种方案都有它自己的缺点和优点,设计一个系统的时候初期就把以上方案全部采用以达到高性能的要求,也许并不是什么好事,每一个系统都是随着业务的增长而逐渐改变架构形态
一、什么是高并发高并发是指系统在某一时刻承受大量请求的能力。通常用QPS(每秒查询数)、TPS(每秒事务数)、并发用户数等指标来衡量。 二、高并发带来的挑战性能瓶颈:CPU、内存、IO成为瓶颈资源竞争:数据库连接池、线程池耗尽雪崩效应:一个服务故障导致整个系统崩溃数据一致性:并发更新导致数据错乱三、高并发设计原则1.水平扩展vs垂直扩展类型方式特点垂直扩展增加单机硬件配置有上限 publicProductgetProduct(Longid){//只有缓存不存在时才查数据库returnproductRepository.findById(id).orElse(null);}}四、高并发架构演进展开代码语言 --写库--索引优化CREATEINDEXidx_user_timeONorders(user_id,create_time);2.缓存使用展开代码语言:TXTAI代码解释缓存架构演进:单机缓存→Redis 思考题:在你的项目中,遇到过哪些高并发场景?是如何应对的?个人观点,仅供参考
对一次网络请求过程的了解程度,一是展现你的专业知识;二是深刻的理解,让你在大型网站架构中做出更适合、可靠的架构。而DNS是这一切的出发点,本文结合一张常用架构图,来描述一下这个过程。 部署架构 大型的web服务,我们的部署架构一般如下图。先上图再解释。 ? 这里来解释下,为什么要这样架构。 DNS Resolver - 递归解析器,主要是接收客户端发出的域名解析请求,并发送 DNS query 查询请求。 需要重点指出的是它的优先级高于A记录,并且它在DNS解析过程中,会跳过2,3,4,5步。 了解完了DNS的步骤,接下来就进入到CDN部分的分析。 CDN访问加速度 ? 什么是CDN呢? 这其实也是高并发需要考虑的。 CDN目前不仅仅是只能缓存静态的HTML、CSS、JS、VIDEO,现在还有能够缓存动态接口内容的CDN,这为我们在架构高并发的服务时,提供了更多的手段进行选择。
请求的过程中,其实会遇到有很多负载均衡的过程,一个系统在什么阶段做负载均衡取决于它的请求量,这和常说的QPS/TPS/DAU等有直接关系,假设系统的请求量非常少,其实完全没有必要做负载均衡,当然有时候为了达到高可用的目的也做负载均衡 硬件负载均衡性能很强大,支撑的并发一般都在每秒几百万,而且支持的负载算法也很多,而且一般都配套的有安全防护措施,比如防火墙,防攻击等安全功能。 其实以上几种方案是基于http请求的途经来解决问题,每种方案都有它自己的缺点和优点,设计一个系统的时候初期就把以上方案全部采用以达到高性能的要求,也许并不是什么好事,每一个系统都是随着业务的增长而逐渐改变架构形态