架构师训练营第四周作业

一个典型的大型互联网应用系统使用了哪些技术方案和手段，主要解决什么问题？请列举描述。

一个典型互联网应用系统，按照架构划分，可以分为前端架构、网关及应用架构、服务层架构、存储层架构、后台架构、安全架构、数据采集及监控架构等。每个架构都有相应的技术。

一、前端架构

前端架构技术包括 App 及 Web 开发技术、浏览器及 HTTP 优化技术、CDN、反向代理等。其中 App 及 Web 开发技术是实现业务功能的，不是这个题目讨论的重点。这里讨论 CDN 和反向代理

• CDN

CDN 的全称是 Content Delivery Network，内容分发网络，主要用于缓存 Web 静态内容和流媒体，是用户能就近获取内容，减少网络访问拥挤。

• 反向代理

反向代理服务器位于用户与目标服务器之间，用户直接访问反向代理服务器就可以获得目标服务器的资源，而不需要知道目标服务器的地址，反向代理服务器通常可用来作为 Web 加速，降低网络和服务器的负载，提高访问效率。

二、网关及应用架构

主要包括负载均衡、动态页面静态化、业务拆分等。

• 负载均衡

随着业务的发展，如果采用传统的垂直扩展的方式来升级硬件和网络，会达到瓶颈，硬件增加带来的成本超过业务发展带来的收入。采用水平扩展的方式，通过增加服务器建立集群，不会像垂直扩展那样遇到单服务器的极限。利用负载均衡技术，对外提供服务，同时服务器也具有高可用。

• 业务拆分

通过对原有业务的不同功能和服务进行分割，包装成高内聚低耦合的模块单元，分开部署，可以提高网站的并发处理能力。同时复用模块单元，方便扩展新的业务。

三、服务层架构

主要包括微服务框架、分布式消息队列、分布式缓存等。

• 分布式消息队列

采用消息队列主要大型互联网应用解决耦合，异步消息，流量削锋等问题。通过消息队列，把多应用间的调用进行解耦，方便扩展；利用异步方式取代同步处理，提高处理吞吐率；利用消息队列暂时保存请求，减少瞬时流量过大对后台应用的负担。

• 分布式缓存

利用缓存技术，缓存读场景的数据，减少后台数据库的查询次数，提高响应时间。

四、存储层架构

存储层架构技术主要包括分布式文件、NoSQL 数据库等。

• 分布式文件

分布式文件系统相比传统的本地文件系统，资源保存在多个节点上，提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用。常用的分布式文件系统是 Hadoop 的 HDFS

• NoSQL 数据库

相比传统的关系型数据库，NoSQL 数据库在大数据的读写性能上有更大的优势，保存数据更加灵活，同时架构上也更容易扩展。常用的 NoSQl 数据库是 Redis 和 MongDB 等。

五、后台架构、安全及运维架构

后台架构技术包括大数据平台、搜索引擎、推荐引擎等。安全及运维架构的技术包括数据采集、数据和系统监控技术、安全防护、数据加解密技术等。