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大中型网站架构探秘

2008-09-08 09:56 吴子超 eNET 字号:T | T
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相信很多IT人士都有过搭建自己主页的经验,10多年前的个人主页都非常简单,很多由Frontpage构建,多属于静态HTML页面,最多加一点特效而已。不过10年间,技术的进步是惊人的。现在,一个网站绝不可能仅仅由几个HTML页面构成。

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相信很多IT人士都有过搭建自己主页的经验,10多年前的个人主页都非常简单,很多由Frontpage构建,多属于静态HTML页面,最多加一点特效而已。不过10年间,技术的进步是惊人的。现在,一个网站绝不可能仅仅由几个HTML页面构成。我们随便举一个例子,国内图片网站yupoo.com,在 chinarank排名1000左右,而Alexa排名则为5000左右,这个网站不算大,就是这样一个中型站点,拥有超过60台服务器,架构中涉及的Web服务器就包括了Lighttpd、Apache和 nginx。Yupoo的流量不算大,就已经拥有了60台服务器,事实上,排名前几位的网站,都拥有成千上万台服务器,如何协调这些服务器之间的工作负载,如何统一指挥调度,如何维护这些服务器硬件都是棘手的挑战。

负载均衡:

负载均衡是所有大中型网站必备的部署。显然,大型网站每天上千万独立IP的访问量,一个Web服务器根本承担不了,网站后台必需有多台服务器共同工作,因此各种负载均衡技术就应运而生了。

较早的负载均衡是DNS负载均衡。原理很简单,只要在域名解析的时候,将多个地址配置成同一个域名,负载均衡就完成了。不同用户点击同一个域名的时候,实际上只解析给用户一个地址,这样用户实际上访问的是不同的Web服务器,就减轻了每个服务器的负担。这个DNS负载均衡方法,一般而言是随机抽取地址。DNS负载均衡早期被广泛使用,优点是简单易用,但是DNS负载均衡还是有一些问题存在。如果某一台服务器发生了故障,而DNS的下一个刷新周期又没到,这样就可能导致某些用户无法访问站点的情况发生。而另一个缺点在于DNS负载均衡随机性太强,比如一段时间内众多访问都被指向同一个地址,而另外的地址却闲置,就造成了局部繁忙的不良现象。而且有时某处服务器正在运行其他应用而处于繁忙状态,DNS负载均衡也无从得知,而依旧平均的解析域名。

稍微复杂一点的负载均衡,是反向代理,当外部有请求到代理服务器,代理服务器再将该请求均匀的转发到内网的服务器上。这种方式被广泛采用,比如说上面提到的又拍网yupoo.com,就采用了nginx作为反向代理。此外,现在还可以购买专业的硬件设备,比如 Plentyoffish.com(全球最大的婚介网站)就采用了网捷网络公司的Web交换器ServerIron作为硬件负载均衡,ServerIron 能够有效地处理 16,000,000个并发连接,并且可以改善服务器负载均衡和缓冲转换,像ServerIron这类的硬件产品并非只有网捷一家提供,由于大型网站预算充裕,因此也可以选择一些其他的硬件设备来做负载均衡。当然了,我们也别忽略了最基本的软件负载均衡——Windows Server就带有这样的功能。

负载均衡还有一个极为简单的方法,就是建立镜像站点。比如华军软件或者天空软件,都直接采用了镜像站点。这个方式很直接,省去了很多麻烦。以华军软件园为例,登陆华军软件园的时候,我们将有多种选择,可选电信、网通等网络;而下载某一软件的时候,为了使用户得到更快的速度,天空和华军在中国各地都安排了服务器,可以提供距离最近的下载服务。不过,也有一些麻烦,就是每一次选择都是人工手动选择。总之,这一系列负载均衡方法,都得以让大型网站的负载均匀,不会有哪个服务器有太大的压力。

CDN:

CDN( Content Delivery Network),内容分发网络也是大型网站必备的部署之一。CDN的原理不难理解,就是将网页内容存放到离用户更近的缓存服务器上,减少路由,从而加快远距离的访问速度。比如说,你随意登陆一个国外小站,速度可能很慢。因为国外网站到国内的最终客户端的路径冗长,但是如果你登陆部署了CDN的网站,比如 Plentyoffish.com,你会发现速度非常快,跟国内的网站访问速度差异已经无法从感知上判断。依照Cache存放的位置不同,CDN也有一些类别,不同的网站会根据具体需求,有不同的选择。CDN通常是由独立的CDN商提供的。举一个例子,就是网易,我的查询时间是2008年2月28日,我们发现,同一个域名下的有很多个IP地址,这就说明了首页CDN的部署。

C:\>nslookup www.163.com

Server: ns.lnpta.net.cn

Address: 202.96.64.68

Non-authoritative answer:

Name: www.cache.split.netease.com

Addresses: 202.108.9.37, 202.108.9.38, 202.108.9.39, 202.108.9.51

202.108.9.52, 202.108.9.31, 202.108.9.32, 202.108.9.33, 202.108.9.34

202.108.9.36

Aliases: www.163.com

而我们如果查询一个简单的个人网站,则不可能有CDN;另外,如果有兴趣,我们也可以仔细察看一个网站多个二级域名的CDN情况。

平台设计:

大型网站一般都有着非常复杂的与用户交互的内容,必须大量调用数据库,因此一个完善的数据库设计对于大型网站非常重要。例如上面提到的 Plentyoffish.com,这个站其实是个人网站,但流量大的惊人,该网站有一个主要的数据库,两个搜索数据库,早些时候,plentyoffish.com的数据库设计问题频频,经常到数据库堵塞,所以站长花费时间最多的地方就是数据库优化。数据库优化没有什么特别的捷径,其实很少有一次成型的完美数据库构建,只能是按照特定的需要来设计数据库,如有不足再去着手改进。不过大型网站还是有一些共性,比如说图片存储单独使用图片数据库,尽量使用静态页面来减少数据库调用等等。

还有很多大型网站,都有着非常深厚的技术实力,可以开发属于自己的平台。比如说谷歌,Google.com就有着自己独特的平台,主要包括 GFS、MapReduce和 BigTable。因为海量数据存储,所以常规的数据库调用查询是非常恐怖的,每次查询都将调用百亿个页面,成千上万个并发检索足以使得谷歌系统崩溃,因此Google File System将大量页面以独特的方法压缩之后再提供检索;整个系统一共包括超过两百个集群,再由MapReduce来协同作业。不仅仅谷歌,比如百度、中搜等等网站也都有自己研发的独特的平台。

硬件配置:

大型网站的硬件配置一定就好吗?答案是否定的。比如说全球最大的网站谷歌,google.com的整个架构的基础是几十万台普通的PC级别服务器。谷歌一些服务器的细节为商业机密,但是根据谷歌已经披露的资料显示,在2006年之前谷歌拥有45万台服务器,这些服务器都是非常普通的PC级服务器,甚至硬盘接口都还是有些过时的IDE接口。这也是谷歌的独特架构决定的,而对比谷歌,维基百科则拥有非常强势的服务器,全部为SCSI硬盘,而且主要的主机中都有多达6块硬盘,超过16GB内存。这比较容易理解,因为谷歌在全球拥有很多个数据中心,员工数量众多,完全有能力管理数以万计服务器的运行,而维基百科则为非营利机构,主要依靠捐赠生存,员工数量非常稀少,因此必须配备强势的服务器。其实,每个网站都应该根据自己独特的情况来配置硬件,目前 1TB SATA硬盘已经步入了量产阶段,可是2年以前1TB的硬盘只能通过RAID 0来实现,可见硬件的更新速度非常惊人,所以即便预算充裕,在配置服务器的时候也应该多考虑实际用途,而不一定要拥有最好的配置。

总结:

以上只是大型网站的概括总结,其实每个网站都有自己独特的一面,所以以上的每一条规则都未必是死规定。比如说着重沟通的Twitter.com,本质就是一个异步聊天室,因此静态页面就不见的有必要。总之,网站架构没有死定律,只要合适网站的,就是好的架构。

【责任编辑:red7 TEL:(010)68476606】



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