架构师训练营第四周 - 总结

互联网系统面临的挑战：

• 高并发、大流量、高可用（7*24 小时）

• 管理存储海量数据

• 用户分布广泛，网络情况复杂

• 安全环境恶劣

• 需求快速变更，发布频繁

• 渐进式发展，好的产品是运营出来的，不是一开始就规划好的

应对高并发挑战的两个方向：

• 垂直扩展

• 通过升级硬件和网络吞吐能力实现提升性能，这种方式简单直接有效；

• 单个硬件总有物理上限，操作系统或者应用程序也可能制约了这个上限；

• 硬件成本和性能有临界点，过了临界点继续提升硬件极不划算；

• 水平扩展

• 通过增加服务器数量提升性能，克服了垂直扩展带来的硬件成本飙升的问题；

• 可以扩展更多的服务器，避免单台服务硬件能力极限问题；

• 对于系统设计有了更高的要求。

架构演化过程：

1. 简单架构：单服务器包含应用程序、数据库、文件系统；

2. 应用数据分离：应用程序、数据库、文件系统分开部署到不同服务器

3. 性能提升第一法宝：使用缓存改善系统性能

4. 应用服务器采用集群模式改善系统并发处理能力

5. 数据库读写分离

6. 使用反向代理和 CDN 加速

7. 使用分布式文件系统和分布式数据库

8. 使用 Nosql 和搜索引擎

9. 业务拆分

10. 微服务和中台化

互联网架构模式：

• 分层：横向维度切分，每个维度负责相对单一的职责，通过上下层依赖和调用组成系统

• 分隔：纵向切分系统，按功能和服务分隔，将其包装为高内聚低耦合的模块，有利于开发和维护；不同模块的分布式部署，提高系统的并发能力和功能扩展能力。

• 分布式：将不同模块部署在不同的服务器上，通过远程协调工作。分布式意味着可以可以使用更多计算机，提高系统并发能力。

• 集群：对于访问集中的模块，还需要部署多个相同应用构成集群，通过负载均衡对外提供服务。

• 缓存：加快访问速度，软件性能改善第一手段。如 CDN、反向代理、本地缓存、远程缓存。

• 异步：分解大任务，加快网站响应速度，消除访问高峰

• 冗余：部分服务器宕机的时候依然提供服务，数据不丢失

• 自动化运维

• 安全

互联网架构技术一览：

• 前端架构

• App 及 Web 开发技术

• 浏览器及 http 优化技术

• CDN

• 动静分离

• 图片服务

• 反向代理

• DNS

• 网关及应用层架构

• 网关架构

• 负载均衡

• 动态页面静态化

• 业务拆分

• 服务层架构

• 微服务框架

• 分布式消息队列

• 分布式缓存

• 分布式一致性（锁）服务

• 存储层架构

• 分布式文件

• 分布式关系数据库

• Nosql 数据库

• 后台架构

• 大数据平台

• 搜索引擎

• 推荐引擎

• 数据仓库

• 安全架构

• 攻击与防护

• 数据加密与解密

• 数据采集与监控

• 数据采集与展示

• 数据监控与报警

• 数据中心机房架构

总结

1. 互联网业务的特点是查询多修改少，缓存是优化性能的第一利器，合理使用 CDN、反向代理、本地缓存、远程缓存。

2. 应用服务应设计为无状态服务，便于水平扩展

3. 垂直扩展展要注意临界点，时间与金钱需要平衡，过了临界点再考虑水平扩

4. 能用简单的实现就不要用复杂的实现，不要盲目追求新技术，不要过度设计

5. 分布式存储尽量利用软件的自动分片功能以保持良好的扩展性，设计上尽量避免分片，避免盲目分片，可以把历史数据存储到其他地方，减少当前库的数据量。

6. 一开始开发代码就要有模块意识，高内聚低耦合，为分隔、分层、微服务架构埋伏笔。

7. 数据定时备份

8. 异常信息采集，服务性能收集分析，监控报警

9. 不苛求技术，尽量避免 0 停机这种要求，升级硬件能解决的问题就别用分布式。