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架构成长之路:大型网站演变中的负载均衡场景分析!
2020-05-25 17:19:52
享学课堂特邀作者:老顾

前言

我们小伙伴们是不是经常看到网上一些集群、高可用、高并发、负载均衡等关键词,有很多种方案、以及应用场景中都有相关的介绍。今天老顾就带着大家一起看一下,一整套大型网站会有哪些负载均衡方案场景。

创业阶段

创业初期很多资源的限制,一切以业务为核心,能够正常使用就可以了,因为流量不是很大,所以这个阶段的什么集群、高可用、负载均衡就没有了

这个阶段服务器的不可用,影响不是太大,因为在尝试阶段,都是种子用户进行尝试业务

小型阶段

业务得到市场认可,用户活跃基数慢慢变大,需要考虑****到系统的可用性和负载问题

到这个阶段一般会保证web应用服务的可用性和负载,做Web应用集群。这个利用nginx的负载均衡的功能。保证用户基本服务。这里就第一个负载均衡场景。

web服务的集群化,就会碰到用户session的问题,所以需要添加一台redis服务器做分布式会话。

有些系统的session会话方案,采用本地化方案,利用jwt+token的方式,他们会不需要redis服务器保存session会话。
也有用jwt 和redis会话服务器相结合的方案,这样可以解决jwt的缺点问题。这里老顾就不多讲了。

中型阶段

这个阶段是业务发展最快的阶段,业务的多变性,以及用户流量已经到了一定的规模,要考虑系统的可用性了,数据量也有一定的规模。这时是系统进入促步改造的时期

业务微服务化

为了保证业务的多变,我们需要把各自业务进行解耦,这边需要的技术Dubbo或Spring Cloud微服务框架。这两个框架都支持微服务集群部署,以及调用方的负载均衡。如下图的订单微服务会部署几个订单微服务,形成集群,web服务调用方会做负载均衡的调用。这边就涉及到了第二个负载均衡的场景,是利用微服务框架自身的功能

分布式缓存

活跃用户的增大,会对DB数据库的访问压力过大,这个时候会考虑增加缓存层来帮助DB减压。在进行分布式缓存进行规划时,会用到redis集群作为缓存。redis集群方案中利用哈希槽的方式,达到了缓存数据量的拆分,以及负载均衡。这个就是第三个负载均衡场景

nginx集群

用户并发到了几千的时候,就要考虑到nginx的高可用,虽然nginx的性能比较高,但也经不起量大啊。利用LVS来实现nginx的高可用和负载均衡这个又是一个负载均衡场景

大型阶段

此阶段的业务已经趋于稳定,数据量也越有越大,用户活跃也很大;业务复杂度很高,已经业务流程多变,市场规模发展到全国,有多机房多区域的部署的需求。公司规模大了以后,网络安全就显得尤为重要。系统一定要保证稳定

分库分表

数据库单表如果超过300多万条记录时,就要考虑到分表;数据库的IO操作已经一直处于高负荷状态,就可以考虑把业务进行拆分到不同的DB中,以及数据库的主从设计实现读写分离,设计来降低DB负载和高可用。

分库分表中可以采用两种方案,一种代理层方案,如:MyCat框架;一种是客户端实现,如sharding-jdbc。这个又是一种在数据库层的负载均衡场景

消息中间件

业务的复杂度高,需要很好的拆分业务,更进一步的业务解耦,以及高并发下限流会用到消息中间件,如:RocketMQ,RabbitMQ。

还有分布式事务中,为了保证最终一致性,也会用到消息中间件。

消息中间件是天生的集群化,保证消息中间件的高可用以及负载均衡,有这个是消息队列层的负载均衡场景。

网关

在分布式架构下,为了进行统一的路由,鉴权,限流,监控等;这个时候就要上网关,现在网关框架为:Kong,Zuul,GateWay,Soul等,这些框架也是集群化的。部署到nginx层下面(kong可以直接替换nginx,因为就是在nginx基础上设计的)架设网关层。这个是网关层的负载均衡场景

跨机房

业务时全国市场,甚至全球市场的话,因为地区网络节点是按照地区架设的,所以要保证多地区能够快速访问我们的网站,这个时候就需要做多机房的设计。多机房的设计就是利用了DNS,这个就是DNS层的负载均衡

到达这一步的话,一般在同一机房下,会部署几套系统集群方案,这个时候一般在机房里面会加入硬件负载均衡器,如:F5,A10;硬件负载均衡器是蛮贵的,不过公司已经发展到这个地步了,应该有钱了。

涉及到跨机房,系统设计的时候就会非常复杂,尤其要考虑到机房间数据如何共享,同步?这些点老顾在以后的文章中会介绍,跨机房要解决什么问题?

总结

有个共同点就是大型系统不允许有单点故障,就需要集群化,一旦有集群化的地方,肯定会有负载均衡的场景应用。

大型系统的发展,是根据业务发展而来的,在业务没有达到一定的程度时,要选择合适的系统设计,不能超前选择很复杂的方案,会导致开发周期会很长,系统也会变的复杂,没有必要,这一点是技术老大需要重视的。

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唠唠叨叨负载均衡
创建时间:2020-05-25 14:12:28
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