大型网站系统架构演化之路
一个成熟的大型网站（如淘宝、天猫、腾讯等）的系统架构并不是一开始设计时就具备完整的高效能、高可用、高伸缩等特性的，它是随着使用者量的增加，业务功能的扩充套件逐渐演变完善的，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着业务的扩充套件而逐步完善的，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资讯的搜寻、下单、支付；例如腾讯要解决数亿使用者的实时讯息传输；百度它要处理海量的搜寻请求；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，这些技术和手段广泛运用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、档案都部署在一台服务器上，如图：
二、应用、资料、档案分离
随着业务的扩充套件，一台服务器已经不能满足效能需求，故将应用程序、数据库、档案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，达到最佳的效能效果。
三、利用快取改善网站效能
在硬件优化效能的同时，同时也通过软件进行效能优化，在大部分的网站系统中，都会利用快取技术改善系统的效能，使用快取主要源于热点资料的存在，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%的资料上），所以我们可以对热点资料进行快取，减少这些资料的访问路径，提高使用者体验。
快取常见的实现方式是本地快取、分散式快取。当然还有CDN、反向代理等，这个后面再讲。本地快取，顾名思义是将资料快取在应用服务器本地，可以存在内存中，也可以存在档案，OSCache就是常用的本地快取元件。本地快取的特点是速度快，但因为本地空间有限所以快取资料量也有限。分散式快取的特点是，可以快取海量的资料，并且扩充套件非常容易，在门户类网站中常常被使用，速度按理没有本地快取快，常用的分散式快取是Memcached、Redis。
四、使用丛集改善应用服务器效能
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丛集来分担请求数。应用服务器前面部署负载均衡服务器排程使用者请求，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，根据目标地址和埠选择内部服务器，Nginx和HAProxy是七层负载均衡，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，效能要高些，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
随着使用者量的增加，数据库成为最大的瓶颈，改善数据库效能常用的手段是进行读写分离以及分库分表，读写分离顾名思义就是将数据库分为读库和写库，通过主备功能实现资料同步。分库分表则分为水平切分和垂直切分，水平切分则是对一个数据库特大的表进行拆分，例如使用者表。垂直切分则是根据业务的不同来切分，如使用者业务、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效能
假如我们的服务器都部署在成都的机房，对于四川的使用者来说访问是较快的，而对于北京的使用者访问是较慢的，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，北京使用者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，所以资料传输时间比较长。对于这种情况，常常使用CDN解决，CDN将资料内容快取到运营商的机房，使用者访问时先从最近的运营商获取资料，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，反向代理服务器将快取的资料返回给使用者，如果没有快取资料才会继续访问应用服务器获取，这样做减少了获取资料的成本。反向代理有Squid，Nginx。
七、使用分散式档案系统
使用者一天天增加，业务量越来越大，产生的档案越来越多，单台的档案服务器已经不能满足需求，这时就需要分散式档案系统的支撑。常用的分散式档案系统有GFS、HDFS、TFS。
八、使用NoSql和搜索引擎
对于海量资料的查询和分析，我们使用nosql数据库加上搜索引擎可以达到更好的效能。并不是所有的资料都要放在关系型资料中。常用的NOSQL有mongodb、hbase、redis，搜索引擎有lucene、solr、elasticsearch。
九、将应用服务器进行业务拆分
随着业务进一步扩充套件，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，如百度分为新闻、网页、图片等业务。每个业务应用负责相对独立的业务运作。业务之间通过讯息进行通讯或者共享数据库来实现。
十、搭建分散式服务
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，例如使用者服务、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散式服务。阿里的Dubbo是一个不错的选择。
