淺論建設中小型企業(yè)的高性能linux 架構(gòu)論文
前言
在當今這樣高速和大數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)時代，每個企業(yè)都希望以最節(jié)約成本、最簡單的方式來建設企業(yè)網(wǎng)站，而合理的規(guī)劃網(wǎng)站架構(gòu)是保證網(wǎng)站正常運營的基礎，因此我們需要一個高性能、高可用以及高穩(wěn)定性的網(wǎng)站架構(gòu)。
通常情況下，公司網(wǎng)站需要提供如下服務，包括：圖片上傳下載、文件上傳下載、Web 頁面訪問、數(shù)據(jù)庫訪問、應用服務和日志等，這些服務往往由一臺或者多臺服務器提供，另外為了保證服務器的穩(wěn)定運行，還要考慮加入必要的容錯機制，如數(shù)據(jù)庫的備份、等，服務器越少，硬件成本越低，但服務器壓力增大，性能降低，維護成本會升高。服務器劃分的過細，雖能提升網(wǎng)站性能，但服務器間協(xié)同工作開發(fā)成本提高，硬件成本也會增加。因此，各公司都試圖從軟架構(gòu)和硬架構(gòu)上進行了最大限度的改造，設計能夠很好的與自身的業(yè)務吻合，最大限度的提供高性能的服務架構(gòu)。
綜合考慮以上問題，本文結(jié)合中小型企業(yè)網(wǎng)站自身特點，提出一套能滿足中小型企業(yè)網(wǎng)站業(yè)務需求、并且能最大限度的提供高性能、低成本的服務器架構(gòu)。
1 構(gòu)建高性能的服務器
中小型企業(yè)網(wǎng)站具有以下特點：
(1)應用簡單，中小型企業(yè)網(wǎng)站通常以Web 應用為主，配合獨立的數(shù)據(jù)存儲。
(2)訪問內(nèi)容重復性高，每個用戶訪問的幾乎都是一樣的數(shù)據(jù)，而且短時間內(nèi)變化不大。
(3)訪問時間集中，用戶訪問都集中在某一個時間段，所以需要一定的容錯機制和高負載性。
(4)日均訪問量都在百萬PV 以下。針對中小企業(yè)網(wǎng)站所具有的特點，提出以下幾點解決方案：
(1)Web 服務器與數(shù)據(jù)庫服務器分離， 這樣做一方面降低磁盤IO，可以減緩Web 服務器也可以提高數(shù)據(jù)庫服務器性能，另外，數(shù)據(jù)庫服務器對內(nèi)網(wǎng)使用，提高安全性能。
(2)提供緩存機制，對網(wǎng)站中包含的靜態(tài)的公共數(shù)據(jù)進行緩存，而對需要實時更新的網(wǎng)站內(nèi)容不進行緩存，減少磁盤IO 的次數(shù)，同時提高網(wǎng)站性能。
(3)對于一個網(wǎng)站來說，查詢靜態(tài)資源的量顯然多與動態(tài)頁面的量，網(wǎng)站最影響性能的地方就在于靜態(tài)文件的處理，從提升網(wǎng)站性能的角度考慮，靜態(tài)資源不應和應用服務器放在一起，可以使用反向代理分離靜態(tài)資源與動態(tài)頁面。
(4)為保證Web 服務穩(wěn)定性，采用雙應用服務器，并且把session管理放到內(nèi)存數(shù)據(jù)庫進行管理，分擔一部分應用服務器壓力，從而提升服務器的處理性能。
(5)后端數(shù)據(jù)庫采用主從雙機熱備數(shù)據(jù)庫配置，保障兩臺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一致，以保護企業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不受故障、災難、錯誤和崩潰的影響，當出現(xiàn)主庫數(shù)據(jù)異常情況時，備庫隨時可用.服務器框架設計。
該框架分為三層：負載均衡層、應用服務層、數(shù)據(jù)存儲層。
(1) 負載均衡層由兩部分組成，Squid 作為負載均衡的第一層，Web 程序本身訪問量最大的是一些靜態(tài)文件(JS、CSS、圖片文件等)，幾乎占了半數(shù)以上的訪問請求，因此最前端使用Squid 完成靜態(tài)資源緩存，Squid 自身支持多重緩存策略：最少近來使用(LRU)，貪婪對偶大小次數(shù)(GDSF)和動態(tài)衰老最少經(jīng)常使用(LFUDA)，使用Squid 可以有效降低磁盤I/O 次數(shù)，縮短響應時間，提升Web 服務性能。Nginx 作為負載均衡的第二層，用來處理一些靜態(tài)文件，能夠大量減少應用服務器的壓力，讓應用服務器僅僅只作為一個處理業(yè)務的容器，職責單一化。通過負載均衡這兩層的過濾，大量請求都被Squid 和Nginx 攔截下，使得后面的業(yè)務層可以專注完成實際業(yè)務處理，從而有效提高服務器性能。另外，Squid 和Nginx 誰作為負載均衡第一層都可以，用戶可根據(jù)實際情況作為調(diào)整。
(2)應用服務層，用來處理一些動態(tài)的業(yè)務邏輯，這里以Tomcat服務器為例，一個Tomcat 已經(jīng)足夠應對中小型企業(yè)的用戶訪問量，經(jīng)過一些嘗試，在每分鐘訪問量在4000 左右PV 的情況下，到達Tomcat的請求量最多也就上百左右。
從實踐經(jīng)驗來說， 應用服務器常常因為一些升級和不穩(wěn)定功能，導致Tomcat 在運行一段時間后服務掛掉的情況， 應用服務器在進行大量計算的時候需要占有更多的CPU， 導致響應慢和內(nèi)存不足的多種情況，同時多個用戶的登錄也會給應用服務器內(nèi)存產(chǎn)生一部分的內(nèi)存壓力。針對這一情況，可以采用多個應用服務器去處理業(yè)務，并且把Session 的管理從應用服務器中分離出來，讓多個應用服務器去處理業(yè)務，并且采用單獨的Redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫去進行管理和連接多個應用服務器。
(3)數(shù)據(jù)存儲層，為保證數(shù)據(jù)的完整性、防止數(shù)據(jù)丟失，采用主、從數(shù)據(jù)庫服務器的設計方式， 雙機熱備的這種方式主要是通過主機，把數(shù)據(jù)復制到相應的其他從服務器上去(Slaves)。主服務器將更新寫進二進制日志文件中， 并且維護文件的一個索引，Slaves 連接上主服務器(Master)從服務器在日志中讀取最后一次更新的位置，當主服務器掛掉的時候能夠進行切換。
MySQL 是通過對數(shù)據(jù)的復制來保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。整體來說，MySQL 的復制分為三個步驟：
(1)Master 將改變記錄到二進制日志(binary log)中。
(2)Slave 將master 的binary log events 拷貝到它的中繼日志(relaylog)。
(3)Slave 重做中繼日志中的事件，將改變反映它自己的數(shù)據(jù)。
2 總結(jié)
針對與中小型企業(yè)來說， 該套系統(tǒng)能夠輕松的應對日均百萬的PV 訪問量，但是也存在著不足的地方，前端過于單薄，需要把靜態(tài)文件放到單獨的文件服務器上去，同時一旦最前端掛掉，會導致整個系統(tǒng)的奔潰。但是基于中小型企業(yè)的用戶量來說卻是足夠的，不用擔心該問題。
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