学习总结 - 第 4 周

本周老师主要围绕互联网系统的架构设计，介绍互联网系统该如何进行架构设计，并通过淘宝、微博、宅米、维基百科，说明了互联网系统的发展演化，系统架构图，及各种架构技术的使用。

1. 互联网系统面临的挑战：高并发，大流量；高可用；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。

2. 应对高并发挑战的两个技术方向：垂直伸缩和水平伸缩。垂直伸缩不需要改应用架构，可以快速的进行伸缩，但并发越大成本越高，有物理极限。所以一般在传统企业里用的比较多，对于大型互联网公司，垂直伸缩只是做为短期的快速提升手段，从长远来说，用户增长过快还是需要考虑水平伸缩的能力。

3. 互联网架构演化，分为十个阶段：

1）第零阶段：最简单的互联网应用架构。应用程序、数据库、文件都保存在一台服务器里

2）第一阶段：应用数据分享。应用服务器、文件服务器、数据库服务分别部署

3）第二阶段：使用缓存改善系统性能。增加缓存功能，包括本地缓存和远程分布式缓存

4）第三阶段：使用应用服务器集群改善系统的并发处理能力。增加负载均衡服务器，对应用服务器集群进行调度

5）第四阶段：数据库读写分离。数据库服务器，做主从复制，将读写分离

6）第五阶段：使用反向代理和CDN加速网站响应。增加CDN服务器和反向代理服务器，用户直接从CDN或反向代理服务器读取静态数据

7）第六阶段：使用分布式文件系统和分布式数据库系统。采用分布式系统，提升单服务器的文件存储空间和数据库存储空间

8）第七阶段：使用NoSQL和搜索引擎。使用NoSQL保存历史数据，使用搜索引擎处理搜索功能，避免大量的表关联

9）第八阶段：业务拆分。将不同的业务拆分成不同的应用服务，通过消息队列进行不同服务间的异常消息传递

10）第九阶段：微服务及中台化。将不同的应用部署为微服务，并打造微服务中台，提供给不同的业务系统复用

11）第十阶段：大数据与智能化。增加大数据和人工智能功能

1. 互联网架构模式

1）分层。横向维度切分，每层负责一部分，通过上层对下层依赖和调用组成完整系统

2）分割。功能和服务分割。便于软件开发和维护，也便于不同模块的分布式部署，提升系统的并发能力和扩展能力

3）分布式。将不同模块部署在不同的服务器上。便于横向扩展

4）集群。通过多台服务器部署相同应用构成集成

5）缓存。将数据存放在距离计算最近的位置加快处理速度。包括CDN、反向代理、本地缓存、远程缓存

6）异步。将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

7）冗余。通过冗余提升可用性

8）自动化。达到无人值守运行。主要集中在运维方面

9）安全。通过加密和防攻击手段，提升数据的保密性和系统的稳定性，可用性

1. 互联网系统架构核心要素：高性能；高可用；可伸缩；可扩展；安全；

2. 互联网架构技术

1）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

2）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

3）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

4）存储层架构：分布式文件；分布式关系数据库；NoSQL数据库

5）后台架构：大数据平台；搜索引擎；推荐引擎；数据仓库

6）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



本周对系统架构有了大致了解，对于系统架构用到的技术也有了一定的理解。后续课程中将继续学习各种技术的实操技术。