谈谈网站架构设计开发的一些来龙去脉

 

当然是信息社会从单机时代推进到网络时代的产物。单机时代，大家一般买台PC，装个Windows，自己捣鼓着玩。各种应用基本都是隔离的。如果你想传输数据，软盘、刻录光盘、拷贝硬盘…因为即便后来有了点网络应用，几十K的网速你还能传啥呢。所以那个时候，应用软件、游戏等等基本都是软盘/光盘发行，网络还指望不上。

 

这个时代的软件系统也很粗糙，哪里谈的上架构思想，单机能正常跑就不错了，知足吧。后来有点进步，出现所谓“C/S”、“B/S”架构的应用模式，还处于原始阶段。

 

架构思维和相关技术，是跟着网络时代的迅猛发展到来的。网速开始提升，大量的网民出现，海量的信息开始上网，各种网络应用迅速发展，网游、电商等等。最近10年，移动端风生水起，原本的桌面操作系统成了终端的一种，不再是主角。外部环境的变化和需求，催生了相关技术的发展。原本的单机应用，纷纷转移到网络，再延伸到手机端。Windows应用时代的开发技术，明显不够了。以前的程序，装到机器上，如果出现崩溃、性能差，还可能是本机环境/硬件问题导致的，软件就你一个人用，跟别人无关。可是网站面向全世界，最少面向一个国家的网民开放，运营得好，就是巨量的用户在使用，如果瘫痪大家都不能打开，影响巨大。在系统设计、开发里面，这种情况下要考虑的问题是跟前面的时代截然不同的。

 

即使是手机应用程序，后面基本还是网站相关的技术在支撑，因为要跟Web整合。全靠自己自定义协议和模式？哪里有使用已有的成熟工业技术来的可靠，开发的快，扩展还容易。

 

我看到的架构知识和技术，大半来自于流量巨大的大型网站，特别是电商网站。这其实很容易理解的。电商这些年发展得非常快，网站经常搞促销、秒杀。这些活动，给网站系统带来极大的挑战，压力很大，相关的开发人员经过反复探索，总结出了很好的知识。阿里巴巴双11的零点那一瞬间的流量，足以击垮任何未经精心准备的系统。热门产品的秒杀，瞬间的流量也十分的巨大。海量数据、高并发需求，是很典型的特征。这个时候，别指望什么单机的性能可以解决多少问题了，无论什么软件/硬件，上限很快就到了，向上扩展单机处理性能是不行的。

 

怎么办？谷歌怎么干的？难道谷歌搞了几个巨无霸服务器做搜索服务？没用的，它早就发现行不通。其它场景也是类似的道理。

 

网站架构核心的理念是什么？

 

其实我觉得并不复杂，核心性质的东西大都是很简单的。

 

架构的理念，就是不断找到系统的瓶颈和弱点，采用分而治之、缓存、异步等手段逐渐化解，并平衡处理系统各项要求（性能、安全、可用性、伸缩性、扩展性…）的过程。由此形成了架构。

 

很好理解，就是：兵来将挡，水来土掩。架构必须做设计规划，你必须得懂得要做什么。但是又不能过度设计，不必也不能完全抄袭大网站的做法，要适合自己。“淘宝就是这么做的！” —— 你不是淘宝，你也不是谷歌。业务需求变化快，留个适度冗余就够了，不然会很浪费资源。架构是随着业务变的，如果没业务需要你变个啥。

 

单机思维要彻底抛弃才行。用户浏览器访问网站页面，从打开网址，到最后看到结果，中间是一个较长的操作链条。通常的访问顺序是这样：浏览器发出请求->DNS解析域名->浏览器连接服务器->服务器访问数据库->服务器计算数据结果->返回数据给浏览器。 文章其实就是从每个链条里面做。每个不同的动作，都有增加扩展、分解流量的机会，于是乎，架构产生，系统开始膨胀起来了。

 

DNS解析域名，可以智能化解析到不同的地域，不同的服务器区域，就近分配计算资源。

 

浏览器连接服务器，可以使用负载均衡、反向代理等技术，接入服务器集群，把访问分散到不同的设备上，却可以返回同样的结果。

 

服务器访问数据库，可以根据数据库读多写少的现象，做读写分离。还可以采用NoSQL应用，缓存热点数据，可以分割业务区块，缓解数据库访问的压力。再后面还可以做访问代理，数据存储集群化。

 

服务器计算数据结果，可以采用合适的语言和技术，适度缓存数据。可以采用消息队列、RPC，异步处理，平滑访问洪峰。

 

返回数据给浏览器，系统可以加CDN，静态资源就近访问。可以大力使用浏览器缓存手段，规避不需要的更新和访问需要。

 

看吧，每项事务，后面都是一堆学问，都是非常专业的工作。由此才需要各类专业人才通力合作完成。当然，因为IT产业的发展，每个链条都有不错的资源/专业服务商/软件包/工具链/中间件产品，开发出来供选择使用。具体在需要的时候，研究使用细节、如何搭配就可以了。

 

好多地方，是需要的时候再用。好多的事情，不遇到你也想不出关键点在什么地方，坑在哪里，所以坦然接受吧。

 

网站架构的常见演化路径是什么？

 

用图表示比较理想，这里直接抄来吧，图片来自李智慧的书《大型网站技术架构——核心原理与案例分析》。注意，它的变化不是固定的，千万别死板的套用，因为它是电商的，它的演化过程、设计不一定适合你的应用，要学会灵活应对。

 

1、初始阶段的网站架构

 

2、应用服务和数据服务分离

 

3、网站使用缓存

 

4、应用服务器集群部署

 

5、数据库读写分离

 

6、网站使用反向代理和CDN加速访问

 

7、使用分布式文件和分布式数据库系统

 

8、使用NoSQL系统和搜索引擎

 

9、应用拆分

 

10、分布式服务

 

网站架构常用的工具包是什么？

 

实际上要根据需求和业务特性进行适当的选择，这些工具包都是为了解决具体问题而开发的。但是通常用的产品，基本都是Linux平台上的开源产品，很多中间件/工具包使用Java开发 —— 它是常青树是有原因的。但中小型网站使用PHP也很多，因为数据的量级内还足够处理，开发又方便，成本更低。一些产品使用很广泛，比如NoSQL类的Redis，已经几乎成了架构标配，甚至一开始就可以用它缓存系统的热点数据，减少数据库访问和计算。

 

其它工具包，在需要的时候去找合适的采用。

 

随着信息化社会的发展进步，新的产品/应用还会出现，系统的架构还会进一步演化，适应需求。