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網(wǎng)站設(shè)計(jì)步驟和思路大型網(wǎng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案總結(jié)

文章插圖
大型網(wǎng)站架構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，圍繞“性能、可用性、伸縮性、擴(kuò)展性、安全性”展開(kāi)，下面是個(gè)人關(guān)于網(wǎng)站架構(gòu)方面的一些總結(jié)，不到之處請(qǐng)大家多多批評(píng) 。
前端CDN加速：CSS/JS/圖片等靜態(tài)資源使用CDN加速，設(shè)置緩存時(shí)間、Referer限制(防盜鏈)等進(jìn)行流量?jī)?yōu)化；減少HTTP請(qǐng)求：將CSS/JS/圖片等靜態(tài)資源合并，可以利用webpack等前端構(gòu)建工具進(jìn)行處理啟用瀏覽器緩存和文件壓縮：壓縮圖片、JS/CSS混淆壓縮、Web服務(wù)器開(kāi)啟Gzip壓縮&設(shè)置文件expire緩存時(shí)間；異步加載：動(dòng)態(tài)接口通過(guò)Ajax異步加載，減少網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求（可以通過(guò)JSONP或者設(shè)置Access-Control-Allow-Origin進(jìn)行跨域）；使用驗(yàn)證碼：使用短信或圖像驗(yàn)證碼，提高驗(yàn)證碼的復(fù)雜度及多樣性，緩解羊毛黨帶來(lái)的流量沖擊；減少Cookie傳輸：Cookie包含在每次請(qǐng)求和響應(yīng)中，太大的Cookie會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)傳輸，例如針對(duì)CDN采用獨(dú)立域名，可以減少靜態(tài)資源加載攜帶Cookie信息；緩存關(guān)于緩存，永遠(yuǎn)要記住二八定律：80%的業(yè)務(wù)訪問(wèn)集中在20%的數(shù)據(jù)上。將熱點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，可以降低網(wǎng)絡(luò)I/O和磁盤(pán)I/O，極大提升響應(yīng)速度，除了前端本地資源緩存外，服務(wù)端緩存常見(jiàn)做法如下：
頁(yè)面靜態(tài)化：緩存整個(gè)頁(yè)面，或者局部緩存，減少數(shù)據(jù)讀取和運(yùn)算頻率；數(shù)據(jù)緩存：充分利用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，例如memcached、redis、mongodb等，可以部署集群或分布式緩存，提高緩存命中率，減少數(shù)據(jù)訪問(wèn)的壓力，可以進(jìn)行緩存預(yù)熱、預(yù)先加載熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)需要防止緩存穿透；消息隊(duì)列異步解耦：利用Httpsqs、RabbitMQ、Kafka等隊(duì)列或消息中間件，將耗時(shí)/非即時(shí)性操作通過(guò)隊(duì)列進(jìn)行異步處理，提高服務(wù)器響應(yīng)速度，以此降低對(duì)資源的并發(fā)訪問(wèn) 。遵循一個(gè)原則：任何可以晚點(diǎn)做的事情都應(yīng)該晚點(diǎn)再做。削峰填谷：由于流量是波動(dòng)變化的，高峰和低谷差距很大，可以將一些操作存儲(chǔ)到MQ隊(duì)列中，消費(fèi)端通過(guò)拉取的方式，并且拉去速度有消費(fèi)端來(lái)控制，則就可以控制流量趨于平穩(wěn)，達(dá)到了削峰填谷的目的，或者說(shuō)起到了流控的目標(biāo) 。數(shù)據(jù)庫(kù)使用緩存后，大部分?jǐn)?shù)據(jù)讀取操作都不用通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)完成，但是在緩存不命中、緩存過(guò)期和全部的寫(xiě)操作時(shí)需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù) 。當(dāng)用戶(hù)達(dá)到一定規(guī)模后，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)因?yàn)樨?fù)載壓力過(guò)高而成為瓶頸，常見(jiàn)做法如下：
讀寫(xiě)分離：利用Mysql主從復(fù)制機(jī)制搭建讀寫(xiě)分離集群，在客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)或者服務(wù)端利用中間件（例如MyCAT)實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離；分庫(kù)分表：針對(duì)不同業(yè)務(wù)類(lèi)型，進(jìn)行分庫(kù)，部署到不同服務(wù)器上，減少單服務(wù)器壓力，同時(shí)針對(duì)大表，根據(jù)一定條件（如用戶(hù)ID取模、ID范圍）進(jìn)行水平分表，減少單表讀寫(xiě)壓力；數(shù)據(jù)庫(kù)連接池：充分利用連接復(fù)用，解決數(shù)據(jù)庫(kù)連接過(guò)程需要占用資源，影響響應(yīng)速度等問(wèn)題，PHP本身沒(méi)有連接池，可以利用第三方框架實(shí)現(xiàn)（例如SMProxy)；硬件優(yōu)化：利用磁盤(pán)陣列（RAID)提升數(shù)據(jù)可靠性，資金充足的話可以換SSD硬盤(pán)；負(fù)載均衡業(yè)務(wù)拆分：根據(jù)URL拆分業(yè)務(wù)，分發(fā)流量到不同的服務(wù)器組，防止單一功能模塊卡住，而影響整個(gè)業(yè)務(wù)，主要遵循SOA的架構(gòu)思路，將業(yè)務(wù)模塊打散（雞蛋不要放在一個(gè)籃子里面）反向代理負(fù)載均衡：充分利用Nginx/Haproxy/LVS反向代理負(fù)載均衡，搭建服務(wù)器集群，提升并發(fā)處理能力；DNS負(fù)載均衡：DNS解析可以依據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、地區(qū)進(jìn)行分別解析、從而實(shí)現(xiàn)DNS層面負(fù)載均衡；代碼多線程：充分利用多CPU優(yōu)勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)批處理鎖：在高并發(fā)情況下，對(duì)統(tǒng)一資源讀寫(xiě)訪問(wèn)容易出現(xiàn)臟讀、幻讀，這個(gè)時(shí)候需要對(duì)核心資源枷鎖，利用Redis或者Zookeeper等可以實(shí)現(xiàn)分布式鎖；設(shè)計(jì)模式：充分利用設(shè)計(jì)模式，實(shí)現(xiàn)邏輯解耦、分層和資源服用，例如單利模式、觀察者模式等；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法：好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可以給程序性能帶來(lái)很大提升、例如鏈表查找、快速排序等；垃圾回收：良好的編程習(xí)慣，例如即時(shí)清理內(nèi)存占用大的變量、避免操作的數(shù)據(jù)量大等都可以避免出現(xiàn)內(nèi)存泄漏（OOM)的情況發(fā)生。SQL查詢(xún)優(yōu)化：SQL執(zhí)行效率一般是影響響應(yīng)速度的關(guān)鍵，可以開(kāi)啟SQL慢查詢(xún)?nèi)罩?，?duì)執(zhí)行效率慢的SQL語(yǔ)句進(jìn)行優(yōu)化；GIT多分支：良好的分支管理對(duì)于CI/CD、版本測(cè)試有很好的作用，建議參考git-flow進(jìn)行日常Git協(xié)作。日志：統(tǒng)一的日志輸出標(biāo)準(zhǔn)，有利于進(jìn)行數(shù)據(jù)追蹤和問(wèn)題排查。冗余數(shù)據(jù)定期備份：定期全量備份+主從同步增量備份，例如MySQL/Redis主從復(fù)制進(jìn)行增量備份、Mysqldump全量備份、Redis利用RDB或者AOF進(jìn)行備份；集群：一定數(shù)量的備用服務(wù)器，可以保障系統(tǒng)的高可用，防止單點(diǎn)故障，可以結(jié)合Keepalived+LVS/HAProxy/Nginx等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)/Web服務(wù)器/緩存/消息中間件高可用集群；自動(dòng)化CI/CD：利用成熟的CI/CD機(jī)制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試、代碼檢測(cè)，自動(dòng)化發(fā)布，例如可采用Git+Jenkins+Docker搭建CI/CD工作流。自動(dòng)化部署：針對(duì)超過(guò)30臺(tái)的服務(wù)器部署，可以采用ansible進(jìn)行批量管理自動(dòng)監(jiān)控/報(bào)警：監(jiān)控用戶(hù)行為日志、服務(wù)器日志等，可結(jié)合zabbix+ELK進(jìn)行實(shí)施；自動(dòng)降級(jí)和資源調(diào)度：微服務(wù)架構(gòu)范疇，作者也在努力學(xué)習(xí)中。安全二次驗(yàn)證：充分手機(jī)驗(yàn)證/人臉識(shí)別進(jìn)行二次驗(yàn)證，保障操作的真實(shí)性；web防火墻：傳統(tǒng)防火墻僅限于包過(guò)濾，網(wǎng)絡(luò)和端口地址轉(zhuǎn)換（NAT）和VPN等功能。它根據(jù)端口，協(xié)議和IP地址做出決策；Web防火墻（WAF）則提供了HTTP/HTTPS訪問(wèn)請(qǐng)求監(jiān)控、自定義過(guò)濾規(guī)則、Web攻擊防護(hù)、安全合規(guī)等功能；可以利用阿里云等提供的WAF服務(wù)或者基于Nginx+lua等實(shí)現(xiàn)的類(lèi)似API網(wǎng)關(guān)實(shí)施類(lèi)似功能；內(nèi)外網(wǎng)隔斷：暴露出來(lái)的IP和端口越少，安全系數(shù)越高；例如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、緩存服務(wù)、中間件等盡量只允許內(nèi)外訪問(wèn)，如果確實(shí)需要可以通過(guò)路由轉(zhuǎn)發(fā)或反向代理實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)加密：充分利用非對(duì)稱(chēng)加密，例如啟用https, rsa加密等，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕痪W(wǎng)絡(luò)攻擊：需要防止DDOS攻擊、XSS攻擊、SQL注入、CSRF等，常見(jiàn)手段CDN加速、高仿IP、Linux內(nèi)核優(yōu)化、數(shù)據(jù)輸入輸出過(guò)濾、Referer限制、表單添加隨機(jī)token/驗(yàn)證碼等；信息安全：對(duì)于垃圾信息、敏感信息可以采用第三方解決方案（例如網(wǎng)易云盾、百度AI等）對(duì)文本、圖片、音頻、視頻等進(jìn)行過(guò)濾和審核。總結(jié)架構(gòu)的演變，遵循著”分層->分割->分布式”的思路不斷深入，是隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)、優(yōu)化、改良的過(guò)程。業(yè)務(wù)發(fā)展是架構(gòu)發(fā)展的主要力量，架構(gòu)的核心價(jià)值是服務(wù)業(yè)務(wù)的靈活發(fā)展。所有的架構(gòu)設(shè)計(jì)必須以了解業(yè)務(wù)特點(diǎn)作為出發(fā)點(diǎn)，需要考慮互聯(lián)互通、負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)、開(kāi)發(fā)、緩存、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、安全性等層面，這些層面看似一個(gè)整體，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題都可能導(dǎo)致整個(gè)崩潰，所以一個(gè)高可用、高并發(fā)的平臺(tái)還少不了監(jiān)控、開(kāi)發(fā)、運(yùn)維等角色通力協(xié)作。

以上關(guān)于本文的內(nèi)容，僅作參考！溫馨提示：如遇健康、疾病相關(guān)的問(wèn)題，請(qǐng)您及時(shí)就醫(yī)或請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士給予相關(guān)指導(dǎo)!

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