淺談網(wǎng)站的擴(kuò)容

牛昆亮　張順利　王麗

摘 要：應(yīng)用服務(wù)器的過(guò)載和拒絕服務(wù)越來(lái)越頻繁，是網(wǎng)站需要擴(kuò)容的信號(hào)。此時(shí)網(wǎng)站必須進(jìn)行擴(kuò)容，以留住用戶(hù)、提高用戶(hù)體驗(yàn)。本文討論通過(guò)升級(jí)硬件擴(kuò)容和升級(jí)為分布式部署架構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)容的優(yōu)缺點(diǎn)和選擇條件。

關(guān)鍵詞：服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫(kù)；分布式部署；擴(kuò)容

當(dāng)網(wǎng)站訪(fǎng)問(wèn)變得越來(lái)越慢時(shí)，就是告訴我們網(wǎng)站需要擴(kuò)容了。為了留住用戶(hù)，提高用戶(hù)體驗(yàn)，我們可以從以下幾個(gè)方面，對(duì)網(wǎng)站進(jìn)行擴(kuò)容。

1 通過(guò)升級(jí)硬件設(shè)備來(lái)擴(kuò)容

升級(jí)硬件無(wú)疑是最直接的方案。對(duì)高訪(fǎng)問(wèn)量的網(wǎng)站而言，CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬以及數(shù)據(jù)庫(kù)的TPS性能，直接制約著網(wǎng)站的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)量，決定了客戶(hù)的體驗(yàn)。

升級(jí)硬件，也是最簡(jiǎn)單的方案。只需要把軟件在新的硬件上重新部署，然后啟用。便完成了整個(gè)升級(jí)過(guò)程。

1.1 升級(jí)為更高性能主機(jī)

主機(jī)性能，主要由主機(jī)的CPU頻率、內(nèi)存大小和速度，磁盤(pán)IO的性能等決定。客戶(hù)體驗(yàn)的提高，應(yīng)著重解決網(wǎng)站的瓶頸。

常見(jiàn)的網(wǎng)站，一般由數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)站組成。對(duì)于以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的數(shù)據(jù)流網(wǎng)站，一般來(lái)講應(yīng)該重點(diǎn)考察升級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的性能。對(duì)于以業(yè)務(wù)計(jì)算、尤其是科學(xué)計(jì)算較多的情景，應(yīng)該重點(diǎn)考察網(wǎng)站的CPU等。

找到瓶頸，對(duì)瓶頸擴(kuò)容升級(jí)后，網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)顯著的提高，改善用戶(hù)體驗(yàn)。

1.2 增加網(wǎng)站出口的帶寬

網(wǎng)絡(luò)帶寬的不足也會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)緩慢。表現(xiàn)為網(wǎng)站和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的壓力較小，而網(wǎng)站網(wǎng)絡(luò)負(fù)載已經(jīng)達(dá)到外網(wǎng)出口的理論速度。此時(shí)應(yīng)該向SP申請(qǐng)更高的帶寬來(lái)解決問(wèn)題。

2 網(wǎng)站升級(jí)為分布式部署架構(gòu)

分布式部署是目前的主流技術(shù)，其特點(diǎn)是以量取勝，從而突破單一硬件的性能限制。分布式系統(tǒng)的特性，可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的不間斷運(yùn)行?？梢蕴峁?*24小時(shí)的服務(wù)。

2.1 網(wǎng)絡(luò)流量分流

目前常用的分流技術(shù)有以下幾種。

⑴網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡。此處的負(fù)載均衡，是一種分工合作的的形式。用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)主服務(wù)器時(shí)，由主服務(wù)器依算法把用戶(hù)跳轉(zhuǎn)到各臺(tái)成員主機(jī)，而實(shí)現(xiàn)流量分?jǐn)偂?/p>

⑵使用DNS輪詢(xún)技術(shù)。大多域名注冊(cè)商都支持多條A記錄的解析，其實(shí)這就是DNS輪詢(xún)，DNS服務(wù)器將解析請(qǐng)求按照A記錄的順序，逐一分配到不同的IP上，這樣就完成了簡(jiǎn)單的負(fù)載均衡。

2.2 業(yè)務(wù)計(jì)算量分流

⑴使用F5 BIG-IP LTM（本地流量管理器）進(jìn)行分流。該產(chǎn)品是流量和內(nèi)容進(jìn)行管理分配的設(shè)備。它提供12種靈活的算法將數(shù)據(jù)流有效地轉(zhuǎn)發(fā)到它所連接的服務(wù)器群。而面對(duì)用戶(hù)，只是一臺(tái)虛擬服務(wù)器。用戶(hù)此時(shí)只需訪(fǎng)問(wèn)定義于BIG-IP LTM上的一臺(tái)服務(wù)器，即虛擬服務(wù)器（Virtual Server）。但他們的數(shù)據(jù)流卻被BIG-IP靈活地均衡到所有的物理服務(wù)器。

⑵使用反向代理進(jìn)行業(yè)務(wù)分流。反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服務(wù)器來(lái)接受Internet上的網(wǎng)絡(luò)連接請(qǐng)求，然后將這些請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器，并將從服務(wù)器上得到的結(jié)果返回給Internet上請(qǐng)求連接的客戶(hù)端。

2.3 網(wǎng)站進(jìn)行分地域部署和業(yè)務(wù)切分

⑴內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）。CDN的通俗理解就是網(wǎng)站加速，CPU均衡負(fù)載，可以解決跨運(yùn)營(yíng)商，跨地區(qū)，服務(wù)器負(fù)載能力過(guò)低，帶寬過(guò)少等帶來(lái)的網(wǎng)站打開(kāi)速度慢等問(wèn)題。

⑵地域分站點(diǎn)。在不同的城市托管不同的主機(jī)，依IP所屬城市自行跳轉(zhuǎn)到各自的站點(diǎn)。每個(gè)站點(diǎn)還可以提供地域相關(guān)的內(nèi)容和服務(wù)。

3 擴(kuò)容常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 應(yīng)該處理好失效轉(zhuǎn)移（failover），提高用戶(hù)體驗(yàn)

當(dāng)某個(gè)成員服務(wù)器宕機(jī)時(shí)，無(wú)法為終端用戶(hù)提供服務(wù)，系統(tǒng)應(yīng)該自動(dòng)地切換，把終端用戶(hù)分派到其它正常的服務(wù)器上，為其感覺(jué)不到服務(wù)器已經(jīng)更新，從而實(shí)現(xiàn)不間斷的服務(wù)、提高用戶(hù)體驗(yàn)。常用的失效轉(zhuǎn)移監(jiān)控技術(shù)，有心跳線(xiàn)等。

3.2 保持好用戶(hù)會(huì)話(huà)的信息，無(wú)間斷為用戶(hù)服務(wù)

分布式部署環(huán)境下，常用的保持用戶(hù)會(huì)話(huà)狀態(tài)的方法有：

⑴使用共享式Session保存會(huì)話(huà)信息。共享式Session，是指多個(gè)成員服務(wù)器，把會(huì)話(huà)信息（Session）從本機(jī)的內(nèi)存中取出來(lái)，進(jìn)行集中存放。這樣當(dāng)服務(wù)器A宕機(jī)時(shí)，服務(wù)器B可以從集中存放處，取出會(huì)話(huà)信息，得到用戶(hù)身份等信息，繼續(xù)為用戶(hù)服務(wù)。共享式Session可以存儲(chǔ)在指定的服務(wù)器進(jìn)程中、可以存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中、也可以存儲(chǔ)到Nosql內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)中。因?yàn)闀?huì)話(huà)信息的集中存取，該點(diǎn)成為單點(diǎn)時(shí)，會(huì)使網(wǎng)站的可靠性降低。所以適用于規(guī)模較小的分布式環(huán)境中。

⑵使用客戶(hù)端小甜餅（Client Cookie）保存會(huì)話(huà)信息。通過(guò)把用戶(hù)的身份信息通過(guò)加密算法轉(zhuǎn)換，然后放在終端瀏覽器中。用戶(hù)終端每次訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器時(shí)，都通過(guò)HTTP協(xié)議攜帶了該Cookie，服務(wù)器端解析、解密后，得到用戶(hù)會(huì)話(huà)信息，繼續(xù)為用戶(hù)提供服務(wù)。該方案屬于用戶(hù)會(huì)話(huà)的分布式存儲(chǔ)，不存在單點(diǎn)問(wèn)題，可以用在大型的分布式環(huán)境中。

最后，網(wǎng)站系統(tǒng)的擴(kuò)容，應(yīng)該是先找到系統(tǒng)的瓶頸，然后有根據(jù)的擴(kuò)容。才能得到最大的收益投資比，最大化用戶(hù)的使用體驗(yàn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王麗.《淺析提高網(wǎng)站性能的幾種技術(shù)》.

[2]鄧小善.《高訪(fǎng)問(wèn)量網(wǎng)站性能監(jiān)測(cè)與優(yōu)化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》.