趁着放假，終於把《大型網站技術架構核心原理與案例分析》這本書看完了。這本書給了我對於網站架構的全新認識，整本書寫的比較淺顯易懂，讓入門的人比較容易理解。裏面介紹了很多技術概念。向反向代理和CDN等等。我寫兩篇文章，是看完之後的總結。
這本書的第一章就寫了大型網站架構演化，寫明瞭一個小網站是如何一步步的演化發展成一個大網站。
大型網站的特點：高併發，大流量；高可用；海量數據；用戶分佈廣泛，網絡情況複雜；需求變化快，發佈頻發；漸進式發展；安全環境惡劣。
一.開始階段的網站架構
這就是最初的小型網站，可能只有一臺服務器，也用可能是自己的電腦。使用LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP）開發。使用的都是開源免費的軟件。一個小型網站就搭建成功了，像應用程序，數據庫和文件都放在一臺服務器上。如下圖：
二.應用服務和數據服務分離
隨着網站發展，一臺服務器不能滿足要求。越來越多的用戶使得網站性能編程，存儲空間不足。這時應該讓應用程序和數據分離，分別存放在不同的服務器上。應用程序服務器需要更強大的CPU，數據庫服務器需要快速磁盤檢索和數據緩存，文件服務器需要更大的硬盤。如下圖：
三.使用緩存改善性能
隨着用戶增多，數據庫的壓力越來越大，每一次對數據庫的操作都可能影響到整個網站的性能。網站的特點也符合二八定律，80%的業務訪問集中在20%的數據上，因此我們可以對數據進行處理，將經常用到的數據緩存在內存中，這樣減少數據庫的訪問壓力。使用緩存可以用兩種：緩存在本地或者專門的服務器上。分佈式緩存採用集羣的方式，部署大內存的服務器作爲專門的緩存服務器，在理論上做到內存容量不受限制。如下圖：
四.使用應用服務器集羣
在網站高峯期，應用服務器成爲整個網站的瓶頸，使用集羣是網站處理高併發，海量數據的常用手段。當一臺服務器的處理能力不足時，這時應該增加一臺服務器分擔原有服務器的訪問及存儲壓力。通過不斷的增加服務器改善系統性能，實現系統的可伸縮性。通過負載均衡將用戶的請求分發到服務器集羣的一臺服務器上。如下圖：
五.數據庫讀寫分離
使用緩存後，絕大多數的數據讀訪問操作都可以不通過數據庫來完成。但是，小部分讀操作和全部的寫操作任需要訪問數據庫。在網站規模達到一定程度後，數據庫因負載壓力過高而成爲瓶頸。目前大部分數據庫都提供主從熱備份功能，通過配置兩臺數據庫主從關係，將一臺數據庫的數據更系同步到另一臺服務器上。這可以實現數據庫的讀寫分離，如下：
六.使用反向代理和CDN加速網站響應
爲了提供更好的用戶體驗，網站需要加速網站訪問速度。主要有使用CDN和反向代理。它們的基本原理都是緩存，區別在於CDN部署在網絡提供商的機房，使用戶在訪問網站時，可以從距自己最近的網絡提供商機房獲取數據；而方向代理則部署在網站的中心機房，當用戶請求到達中心機房後，首先訪問的是反向代理服務器，如果反向代理服務器中緩存着用戶請求的資源，就直接返回給用戶。如圖：
七.使用分佈式文件系統和分佈式數據庫
任何強大的單一服務器都滿足不了大型網站持續增長的業務需求。數據庫經過讀寫分離後，仍不能滿足需求。這時要使用分佈式數據庫，文件系統也是一樣。分佈式數據庫是網站數據庫拆分的最後手段，包括業務分庫和單表拆分。如下圖：
八.使用NoSQL和搜索引擎
隨着業務的複雜，對數據存儲和檢索的需求也越來越複雜，網站需要採用一些非關係型數據庫如NoSQL和非數據庫查詢技術如搜索引擎。如圖：
九.業務拆分
大型網站爲了應對日益複雜的業務場景，通過分而治之的手段將網站的業務拆分，分成不同的產品線，歸不同的團隊負責。如圖：
十.分佈式服務
隨着業務拆分越來越小，存儲系統越來越大，整體複雜度程指數級增加，部署維護越來越困難。每一個應用系統可能會執行相同的操作，比如用戶管理等。將這些公用的業務提取出來，獨立部署，由這些可複用的業務連接數據庫，提供公用業務服務，如下圖：
經過上面十條的演變，基本大多數的技術問題得以解決。這十點改進讓我理解了網站架構的演變過程，增強了對於網站架構的直觀認識，雖然我沒有進去過機房內部。網站技術的發展是要隨着業務發展而進步的。上面有很多概念性的內容，如分層，緩存，CDN，分佈式等等。後面一篇文章再來具體說說這些技術。