大型網(wǎng)站架構(gòu)的演變探析

柴中宏

摘要：隨著以信息技術(shù)為代表的新技術(shù)的出現(xiàn)和電子商務(wù)的高速發(fā)展，本文闡述了傳統(tǒng)單體架構(gòu)、分布式架構(gòu)、SOA架構(gòu)及微服務(wù)架構(gòu)的技術(shù)演變過程，對大型網(wǎng)站的建設(shè)有參考價(jià)值。

關(guān)鍵字：網(wǎng)站架構(gòu)單體架構(gòu)SOA微服務(wù)

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在實(shí)踐中的深入應(yīng)用，大數(shù)據(jù)已經(jīng)深入各行各業(yè)。網(wǎng)站已經(jīng)成為人們信息交流、交互和發(fā)布的重要方式。而大型網(wǎng)站的特點(diǎn)是高并發(fā)，大流量，高可用，海量數(shù)據(jù)等，如何設(shè)計(jì)合理的網(wǎng)站架構(gòu)方便用戶信息交互，滿足數(shù)以億計(jì)的用戶需求，顯得尤為重要。本文主要通過對現(xiàn)有傳統(tǒng)網(wǎng)站架構(gòu)、分布式網(wǎng)站架構(gòu)和SOA架構(gòu)的分析和比較，引出目前理念先進(jìn)的微服務(wù)架構(gòu)，對互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的今天有參考價(jià)值。

1傳統(tǒng)架構(gòu)演變

傳統(tǒng)網(wǎng)站架構(gòu)是在單體架構(gòu)的基礎(chǔ)上演化而來，單體架構(gòu)是將web應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)集成在一臺(tái)服務(wù)器上發(fā)布，隨著業(yè)務(wù)量、訪問量和并發(fā)性的需求不斷增加，將web應(yīng)用和數(shù)據(jù)服務(wù)分置在兩臺(tái)相對獨(dú)立的服務(wù)器上。Web應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)網(wǎng)站信息的發(fā)布，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫服務(wù)的發(fā)布。在web服務(wù)發(fā)布中通過緩存技術(shù)、服務(wù)器集群技術(shù)和負(fù)載均衡等技術(shù)滿足高并發(fā)，大訪問量的要求。在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器方面采用數(shù)據(jù)庫緩存技術(shù)（CND、反向代理、本地緩存、分布式緩存），讀寫分離、分庫等技術(shù)來滿足高并發(fā)，大業(yè)務(wù)量和海量訪問，這就演變?yōu)榉植际郊軜?gòu)。通過以上技術(shù)對網(wǎng)站架構(gòu)改進(jìn)能滿足網(wǎng)站可用性、伸縮性、擴(kuò)展性和安全性方面的要求。但隨著業(yè)務(wù)復(fù)雜度增加、技術(shù)團(tuán)隊(duì)規(guī)模擴(kuò)大，系統(tǒng)維護(hù)量陡增，開發(fā)效率大大降低，即使處理小需求，也需要全部重新部署，增加用運(yùn)維的復(fù)雜度，降低了網(wǎng)站的伸縮性和擴(kuò)展性。

2 SOA{面向服務(wù)架構(gòu)）

SOA（S e r v i c e-O r i e n t e d Architecture）的思想是將緊耦合系統(tǒng)劃分為面向業(yè)務(wù)，粗粒度，松耦合，無狀態(tài)的服務(wù)。服務(wù)發(fā)布為其他服務(wù)所調(diào)用，一組相互依賴的服務(wù)就構(gòu)成了SOA架構(gòu)系統(tǒng)。SOA面向服務(wù)架構(gòu)的核心是服務(wù)組件模型，優(yōu)點(diǎn)是將多種應(yīng)用服務(wù)以接口和契約相聯(lián)系起來，并以通用的方式進(jìn)行交互。減少了服務(wù)間的依賴達(dá)到了松耦合，也為實(shí)現(xiàn)企業(yè)IT閑置資產(chǎn)的重用、降低了企業(yè)的IT投資成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)動(dòng)態(tài)的變革提供了便利。

SOA體系結(jié)構(gòu)中的角色包括：服務(wù)請求者、服務(wù)提供者和服務(wù)注冊中心。服務(wù)請求者是一個(gè)應(yīng)用程序、一個(gè)軟件模塊、另一個(gè)服務(wù)。他發(fā)起對注冊中心的服務(wù)的查詢通過傳輸綁定服務(wù)并且執(zhí)行服務(wù)功能，服務(wù)請求者根據(jù)接口契約來執(zhí)行服務(wù)。服務(wù)提供者是一個(gè)可通過網(wǎng)絡(luò)尋址的實(shí)體，他接受和執(zhí)行來自請求者的請求，他將自己的服務(wù)和接口契約發(fā)布到服務(wù)注冊中心。

SOA是一種架構(gòu)風(fēng)格，重點(diǎn)在原則、理念、方法論等高思維層次上，對于工具、框架、解決方案沒有做強(qiáng)制限制，ESB（服務(wù)總線體系架構(gòu)）是傳統(tǒng)中間件技術(shù)、XML和Web服務(wù)等技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它旨在為內(nèi)部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間，內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間構(gòu)建有效的信息交互服務(wù)體系，通過ESB建立，實(shí)現(xiàn)IT能力的服務(wù)化。

SOA優(yōu)點(diǎn)：第一為企業(yè)與其業(yè)務(wù)伙伴直接建立新渠道，并且成本得以降低。第二SOA與平臺(tái)無關(guān)，減少了業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的限制。具有低耦合性特點(diǎn)，業(yè)務(wù)伙伴對整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響較低。在企業(yè)與各業(yè)務(wù)伙伴關(guān)系不斷發(fā)生變化的情況下，節(jié)省的費(fèi)用會(huì)越來越多。 第三SOA具有可按模塊分階段進(jìn)行實(shí)施的優(yōu)勢可以成功一步再做下一步，將實(shí)施對企業(yè)的沖擊減少到最小，但SOA的實(shí)施可能并不具有成本顯著性。

SOA的缺點(diǎn)：第一系統(tǒng)與服務(wù)的界限模糊，不利于開發(fā)及維護(hù)。第二雖然使用了ESB，但是服務(wù)的接口協(xié)議不固定，種類繁多，不利于系統(tǒng)維護(hù)。第三抽取的服務(wù)的粒度過大，系統(tǒng)與服務(wù)之間耦合性高。

3微服務(wù)架構(gòu)

3.1微服務(wù)概念

微服務(wù)（MicroService）的概念出自馬丁，福勒（MartinFlowler），他對為服務(wù)的定義是微服務(wù)架構(gòu)是一種架構(gòu)模式，它提倡將單一應(yīng)用程序劃分成一組小的服務(wù)，服務(wù)之間互相協(xié)調(diào)、互相配合，為用戶提供最終價(jià)值。每個(gè)服務(wù)運(yùn)行在其獨(dú)立的進(jìn)程中，服務(wù)與服務(wù)間采用輕量級的通信機(jī)制互相協(xié)作（通常是基于HTTP協(xié)議的RESTful API）。每個(gè)服務(wù)都圍繞著具體業(yè)務(wù)進(jìn)行構(gòu)建，并且能夠被獨(dú)立的部署到生產(chǎn)環(huán)境、類生產(chǎn)環(huán)境等。另外，對具體的服務(wù)而言，應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)上下文，選擇合適的語言、工具對其進(jìn)行構(gòu)建。在SOA中主要是研究應(yīng)用系統(tǒng)之間如何集成和互通，而在微服務(wù)架構(gòu)中主要是進(jìn)一步探討一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)該如何設(shè)計(jì)才能更好的開發(fā)，管理更加靈活高效。微服務(wù)架構(gòu)的基本思想就是“圍繞業(yè)務(wù)領(lǐng)域組件來創(chuàng)建應(yīng)用，讓應(yīng)用可以獨(dú)立的開發(fā)、管理和加速”。

3.2微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

微服務(wù)簡單靈活，能夠獨(dú)立部署，相對傳統(tǒng)架構(gòu)需要牽一發(fā)而動(dòng)全身，微服務(wù)架構(gòu)由于是由多個(gè)相互獨(dú)立的微服務(wù)組成，因此僅需要對獨(dú)立單元進(jìn)行部署，不需要重新構(gòu)建，相應(yīng)的就更高效更可靠。微服務(wù)之間是松耦合的，微服務(wù)內(nèi)部是高內(nèi)聚的，每個(gè)微服務(wù)很容易按需擴(kuò)展。微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)選型靈活，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自身實(shí)際情況合理選擇合理技術(shù)高效完成業(yè)務(wù)目標(biāo)。

3.3微服務(wù)應(yīng)用設(shè)計(jì)原則應(yīng)遵行AKF拆分原則、前后端分離、無狀態(tài)服務(wù)和無狀態(tài)通信原則。微服務(wù)拆分時(shí)要低耦合、高內(nèi)聚，一個(gè)服務(wù)完成一個(gè)獨(dú)立的功能。按團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)，應(yīng)小規(guī)模團(tuán)隊(duì)維護(hù)，快速迭代。

3.4在微服務(wù)架構(gòu)中的核心問題是服務(wù)注冊和路由、安全認(rèn)證、集中配置、分布式事務(wù)和同步調(diào)用等問題如何解決和實(shí)現(xiàn)。

3.5微服務(wù)架構(gòu)帶來的問題

依賴服務(wù)變更很難跟蹤，服務(wù)接口如何管理，依賴服務(wù)調(diào)試比較麻煩。部分模塊重復(fù)構(gòu)建，跨團(tuán)隊(duì)、跨系統(tǒng)、跨語言會(huì)有很多的重復(fù)建設(shè)。微服務(wù)放大了分布式架構(gòu)的系列問題運(yùn)維復(fù)雜度陡增面對以上問題，一般用以下方式解決，提供文檔管理、服務(wù)治理、服務(wù)模擬的工具和框架;統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一配置、統(tǒng)一日志、分布式匯總分析;全局事務(wù)、異步模式同步;搭建持續(xù)平臺(tái)、統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)等。

4結(jié)束語

大型網(wǎng)站系統(tǒng)采用什么樣的架構(gòu)，受業(yè)務(wù)復(fù)雜性、技術(shù)復(fù)雜性等多種因素，業(yè)務(wù)復(fù)雜性是企業(yè)發(fā)展不同階段對應(yīng)不同的業(yè)務(wù)。技術(shù)復(fù)雜性是IT技術(shù)發(fā)展階段和內(nèi)部技術(shù)人員水平。業(yè)務(wù)復(fù)雜性必然帶來技術(shù)復(fù)雜性應(yīng)用架構(gòu)目標(biāo)是解決業(yè)務(wù)復(fù)雜性的同時(shí)避免技術(shù)太復(fù)雜，確保業(yè)務(wù)架構(gòu)落地。因此在選取網(wǎng)站架構(gòu)時(shí)要基于實(shí)際業(yè)務(wù)，而不是選最新的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]易可可汪潮王威分布式大型鋼鐵電商網(wǎng)站架構(gòu)模式的研究和實(shí)現(xiàn)

[2]周強(qiáng)謝靖趙華茗大型網(wǎng)站的架構(gòu)研究及解決方案

[3]佟敏徐鳳全SOA技術(shù)的發(fā)展及研究

[4]https：//blog.csdn.net/fuhanghang/article/details/83961606

[5]https.//blog.csdn.net/oschina_41740LOO/article/details/8063090L

[6] https：//www.ibm.com/developerworks/cn/webservices/wsgoodbad/

[7]https：//kuaibao.qrl.com/s/20180623G1H02400？refer-cp_1026

[8]https：∥wenku.baidu.com/view/2ccdd64844361 0661ed9ad5l fO1 dc28le43a5604.html