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？

大型互联网所面临的核心问题是：海量数据、高并发、高可用、业务复杂。

• 垂直扩展

通过升级硬件和网络吞吐能力可以实现垂直伸缩，最简单的短期伸缩方案，因为可以不涉及架构的改变。

通过使用 RAID（独立冗余磁盘阵列）增加 I/O 吞吐能力。

• 通过切换到 SSD（固态硬盘）改善 I/O 访问速度。

• 通过增加内存减少 I/O 操作 。

• 通过升级网络接口或者增加网络接口提高网络吞吐能力。

• 更新服务器使用更多处理器或者更多超线程

缺点：还是使用单一应用，伸缩有限，并且随着业务的扩大，开销越大

• 水平扩展

通过增加相同的服务器提升应用的服务能力。



• 分层

将整个单一的服务分为多层，例如网关层、控制层、业务层、数据层等，通过上层对下层依赖和调用组完

整的系统

• 分隔

分层后，每一层都负责系统的一个职责，可以根据需要，使用不同的技术手段，共同完成这一层的职责。这样有助于模块的分布式部署，提供并发能力。



• 分布式

不同模块分层、分隔后，把他们部署到不同的服务器上，使用多个服务器的计算资源，提升系统性能。

• 分布式应用和服务

• 分布式静态资源

• 分布式数据和存储

• 分布式计算



• 集群

将同一个模块进行集群化部署，提升系统的高可用。



数据库主从分离、分库分表

主从分离解决读多写少的场景，减轻数据库的压力。随着数据量的增加，单库单表存在性能瓶颈，可以切分跟多库和更小的表。



• 缓存

缓存的作用主要是加快响应速度、较少网络带宽、降低服务器压力。

• CDN

• 反向代理

• 本地缓存

• 远程缓存



• 异步

系统解耦合的重要手段是异步，就是将一个业务操作分成多个阶段，每个阶段之间通过共享数据而不是直接调用的方法进行协作。

作用是异步、解耦、流量销峰等。

• 提高系统可用性

• 加快网站响应速度

• 消除并发访问高峰



• 冗余

互联网应用需要7×24小时连续运行，但是服务器总有可能会出现故障，特别是服务器规模比较大的时候，服务器宕机是必然事件。要想保证在服务器宕机的情况下网站依然可以继续服务，数据不会丢失，就需要一定程度的服务器冗余运行，数据冗余备份



• 自动化

在无人值守的情况下网站可以正常运行，一切都可以自动化是网站的理想状态。目前互联网的自动化架构设计主要集中在运维方面



• 安全

互联网的开放特性使得其从诞生起就面对巨大的安全挑战，网站在安全架构方面也积累了许多模式：通过密码和手机校验码进行身份认证；登录、交易等操作需要对网络通讯进行加密，网站服务器上存储的敏感数据如用户信息等也进行加密处理；为了防止机器人程序滥用网络资源供给网站，网站使用验证码进行识别；对于常见的用于攻击网站的XSS 攻击，SQL 注入，进行编码转换等相应处理；对于垃圾信息、敏感信息进行过滤；对转账交易等重要操作根据交易模式和交易信息进行风险控制



分层后的技术点



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



运维与安全

• 数据采集与展示

• 数据监控与报警

• 攻击与防护

• 数据加密与解密