針對入門新手的普及,有過大型網站技術架構牛人路過,別耽誤浪費了時間,閱讀之前,請確保有一定的網路基礎,熟練使用Linux,瀏覽大概需要3 5分鐘的時間,結尾有彩蛋。 目錄 "分散式" "微服務" "負載均衡集群" "高可用集群" "彈性雲" "故障轉移" "總結" 分散式 小馬正在經營一個線上購物網 ...
針對入門新手的普及,有過大型網站技術架構牛人路過,別耽誤浪費了時間,閱讀之前,請確保有一定的網路基礎,熟練使用Linux,瀏覽大概需要3-5分鐘的時間,結尾有彩蛋。
目錄
分散式
小馬正在經營一個線上購物網站,名叫TT貓,有商品管理、訂單管理、用戶管理、支付管理、購物車等等模塊,每個模塊部署到獨立的雲服務主機。
現在,程式員小明同學瀏覽TT貓,想買一款牛逼的cherry機械鍵盤來提升自己的工作效率。小明打開TT貓首頁、搜索商品、瀏覽詳情以及評論、添加購物車、下單、支付等等一系列操作。小明同學一氣呵成,流暢的完成了購物,當然也花費了不少銀子。
但是系統又是如何對這一系列操作,如下圖錯綜複雜的調用關係(自行忽略部分細節)。用戶看不見,模不著,整個下單過程卻行走在網路之間。
TT貓把所有功能模塊分佈部署在不同的地方,最終完成了用戶一系列的請求,這大概就是一個分散式系統吧。
微服務
博主認為微服務是一種架構,也是在分散式範疇之內的。多微才叫微?在分散式系統中,微服務更加強調單一職責、輕量級通信(HTTP)、獨立性並且進程隔離。
好了,沒什麼好說的了,實踐出真知,建議大家多多瞭解 spring-cloud相關微服務組件。
TT貓,每年都會搞一些活動,比如女生最愛的光棍節(雙11),夜深人靜的時候會瞬間涌入大量用戶,指不定就會把某個服務打趴下。
這時候,問題來了用戶下單超時,或者直接500錯誤,如何去解決?
負載均衡集群
這種事情怎麼可以在如此重要的活動中出現,其實馬爸爸提前購買了多台伺服器,工程師們已分別把各個業務功能模塊複製部署了多份。
每個相同功能的模塊,它們構成了一個組,並以單一系統的模式加以管理。當妹子進行下單操作時,實際上是跟一個集群組發生關係,但系統會確保只跟其中一個發生了關係,具體跟誰,集群組有自己的調度演算法,不要擔心跟妹子發生不了關係。
舉個古代猥瑣而不淫蕩的例子吧,如果你生活在古代,年18,未婚,高富帥,急需解決個人生理問題。故,你來到了傳說中的青樓,咳咳,這個古代可以合法的。這時候老鴇或者大茶壺過來招呼你了,如果沒有特殊要求,你會被帶進一個屋裡,裡面有個風塵女子......
畫風一轉,有沒有閃瞎自己的程式員萬年鈦合金狗眼。你可以這麼理解,老鴇就是負載均衡器,內置調度演算法,風塵女子就是集組其中的一個。
好了,言歸正傳,省略號自行腦補,小伙伴們看到這裡可能會問了,平時生產環境中我們都用什麼做負載均衡器。
- 財大氣粗的用硬體F5
- 不差錢的使用DNS負載均衡
- 技術牛逼的用LVS
- 苦逼的創業型小公司只能使用Nginx
當然,負載均衡器不止以上幾種,有興趣的同學自行谷歌瞭解。
《論知行》篇中說:知其然知其所以然,簡單說下這幾種負載均衡器到底是如何行走於網路中的吧,學過網路的朋友大概都清楚七層網路模型。
首先一張圖,讓大家重溫一下大學基礎課程。
有沒有瞬間課堂書本的感覺,不過癮?再來一張TCP/IP五層模型。
在每一層都工作著不同的設備,比如財大氣粗,不差錢的國企使用的F5工作在4-7層,一般互聯網企業使用的LVS工作在傳輸層,使用最廣泛的Nginx工作在應用層。
最後來聊一下DNS負載均衡,雖然DNS最原始也是最簡單的方法,但是DNS負載均衡的控制權在功能變數名稱服務商手裡,NDS存在多級解決,緩存A記錄的問題,以及網站自身無法做更多的管理。這樣導致了一般中小公司很少使用。
當然,自身實力夠硬,DNS負載均衡也是個不錯的選擇。下圖是檢測TT貓功能變數名稱的A記錄得到的部分信息,僅供參考,自行領悟。
高可用集群
既然是集群,就不能夠出現單點故障,如果大家關註雲服務,可能會接觸到以下辭彙,“雙機熱備”,“兩地三中心”等等辭彙。
雙擊熱備是高可用的一種體現形式,如上圖所示,生產環境中我們存在兩個負載均衡節點,主節點處於激活狀態,另一個節點處於備用狀態,當主節點意外宕機,可以通過keepalived檢測並迅速切換到備用服務,保障業務正常運轉。
至於兩地三中心,下圖可能會讓大家理解的更加透徹,圖片源於網路。
彈性雲
小馬哥為了準備雙十一,購置了大量伺服器,但是活動一過,平時的用戶訪問量並不能滿足伺服器的接客能力,導致大量伺服器處於空窗期。
這還了得,不能閑著啊,精明的小馬哥一拍腦袋,組建了TT雲團隊。通過多年的努力開發了按量付費雲、彈性IP、共用帶寬等等產品為中小企業開源節流。
故障轉移
小明同學覺得這款鍵盤不錯,美滋滋的點擊購買按鈕,突然跳到了登陸頁面。
什麼鬼,褲子我都脫了,你就給我看這個?普通用戶可能不會覺得有什麼問題,重新登陸一次就是了。但是小明作為一隻嚴謹的程式猿,他想弄明白其中到底發生了什麼。
經過仔細的查閱資料分析,小明得出了以下結論:
發生以上故障,小明以為自己下單的那台服務掛機了,請求被分發到另一臺服務上,但為什麼會跳到登陸頁面呢?作為一名程式員,小明清楚的知道服務分為有狀態和無狀態的,儘管我們平時的HTTP請求是無狀態的,但是一般會通過cookie或者session來確定用戶狀態。
到這裡,各位看官應該明白到底是個什麼鬼了吧。就拿我們比較熟悉的Tomcat來說,我們的用戶信息一般存儲在session中,而session存儲在Tomcat記憶體中。瀏覽器通過cookie中的JSESSIONID來與伺服器進行認證。
然伺服器掛了,下單請求被分發到另一臺服務,自然小明再也找不到他的session了。
小明同學把問題反饋給了TT貓,小馬哥一看這還得了,集群都做了還差這點,於是趕緊叫工程師們拿出解決方案。
工程師最終提出了兩種方案:
- 伺服器用戶狀態複製(成本大,需要軟硬體支持,有延遲,存在失敗的風險)
- 統一存儲用戶狀態(我不說話,我就笑笑)
最終,工程師們採用第二種方案,使用Redis存儲用戶狀態數據。