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  • 互联网产品架构介绍

    千次阅读 2018-11-20 10:27:00
    本文是将这几年在web编程的学习经历,从一开始的LAMP到java web、Django,我都练习着自己搭建,也有参与开发百万用户级别的手机APP,本文是试着将目前网页和APP的整体架构做一些简单的介绍,对细节有兴趣深入了解的...

    一、简介

    本文是将这几年在web编程的学习经历,从一开始的LAMP到java web、Django,我都练习着自己搭建,也有参与开发百万用户级别的手机APP,本文是试着将目前网页和APP的整体架构做一些简单的介绍,对细节有兴趣深入了解的推荐可以看《大型网站技术架构:核心原理与案例分析》、《大型网站系统与Java中间件实践》这两本书。

     

    二、架构介绍

    上图是一个非常简单的架构,现在的架构比这个复杂非常多,先讲一下基本交互,这边先省略一些中间件,当我们在博客园的web页面点选某篇文章,假如这篇文章我们之前没浏览过,这个时候浏览器会将请求传送到博客园的服务器,请求首先会先来到网关,网关判断请求类型是要读取网页,就会将请求转到读取页面的模块,读取页面模块再根据用户想看的页面在数据库里找寻,并回传给用户,这样就完成了一个简单的交互,下面针对各部分再一一说明

    1、前端(web、APP、桌面客户端):

    一般来说,前端就是指我们可以看到的界面,像是现在在浏览的网页,还有手机里面的APP,图片,视频,这些都是称为前端,前端主要的功能是要和人做交互,做输入输出,一般来说web前端使用了HTML、CSS、javascript这三种语言,如果要看一个网页的前端语言只需要在浏览器按右键点“检查”就可以看到了,而现在主要的前端都会利用像是bootstrap、JQuery这些框架来编写,以提高效率。

    2、网关:

    网关类似公司的前台和办事柜台,功能很多,主要有用户鉴权(检查用户账号密码,判断是否为正常用户)、负载均衡(分散流量,避免过度拥挤)、路由和监控(通常需要和中间件一起完成一系列的工作)。以上只是比较常见的功能,网关会根据需求被赋予多种的功能。一般对外接口也是由网关负责。

    3、模块:

    在现在微服务架构又称这些模块为“服务”,早期LAMP架构是所有的功能都挤在一起,没有分模块,随着现在互联网功能越来越复杂,为了日后的修改与扩展方便,便将这些“功能”拆分,现在的软件都是基于低耦合高内聚的原则去设计各个模块,方便日后迭代,每个模块都具有不同的功能,一般以“接口”的形式提供他们的服务,比如说用户服务的模块,就是可以对用户数据库进行增删改,接口不仅可以提供给自己,也可以提供给外部的软件使用,使用方法会写在“接口协议”或是“API文档”上,一般是用HTTP协议,POST方式调研,JSON格式返回,里面还会写到鉴权方式,请求格式和返回格式,这些就是模块与模块互相交互的方式。

    4、数据库:

    顾名思义,数据库就是数据储存的地方,一般来说数据库可以分为关系行数据库(RMDBS)和非关系数据库,关系型数据库就像EXEL表一样,有行有列,每一列都有相对于的名称,比如说员工资料库就是一种关系型数据库,如下图,一般是用SQL语言来对数据库做增删改

    非关系型数据库NoSQL,比较常见的是KV型(一个Key对应一个Value)还有文档型数据库

    5、举例:

    假设今天有位新员工小美入职,职位是财务,首先我要在前端输入员工信息,前端会将这些信息带到网关,网关收到是要新增员工的请求,便将请求转发到“员工管理”的模块,模块传输数据库语言(例如MySQL)给数据库,数据库添加完成后返回添加成功的信息到前端,完成这一系列的操作

     

    三、中间件介绍

    上面的架构对于一个简单的应用其实已经够了,但是现在的互联网用户动辄百万,每天可能需要处理上亿条请求,功能负责又要快速响应,已经不是这种简单架构可以搞定的了,除了需要将多节点(Node)运行,还需要中间件的帮助,这边介绍几个比较常见的中间件

    1、服务注册、发现:

    常见的有zookeeper,主要功能是让网关知道有哪些服务,还有服务的位置(注册中心),服务是否正常运行等(健康检查),与网关一起合作,将用户发送的请求导向正确的处理模块。

    2、消息队列:

    常见的有reids等,主要功能是当请求量过大时,可以将请求放入到队伍中排队,再一一去处理,需要注意的是redis会将队列储存在内存里,需要准备足够的内存资源。

    3、应用管理、配置管理:

    互联网迭代周期短,需要时常进行新版本的迭代,从开发、测试到部署,都需要好的应用管理和配置管理系统,常见的有kubernates、apollo等,主要是负责将集成好的新版本部署到测试环境、预发布环境和生产环境,并进行配置的修改。

     

    四、高可用

    现在的软件都讲求高可用,意思就是大部分的时间要使用都可以使用,想想看如果有一天当你在排队结账的时候,支付宝突然不能用了,情况会是多么糟糕,所以高可用架构已经是当前的基本要求了。

    一般达到高可用的主要方法是冗余、备份,下面会针对每个环节分别说明。

    服务器:由于服务器故障是有可能突然故障的,当服务器发生故障的时候必须立刻通知路由系统,将接下来的请求发送到冗余服务器,假如服务器里有储存数据和资料的硬盘,也需要利用备份系统来回复(现在一般是使用RAID5),现在大型的网站都采用多节点虚拟机,即使某些硬件发生故障也不会影响到系统的正常运行。

    服务、应用:假设每个服务好像是一个负责处理车牌登记的管理人员,多节点就是我多雇佣了十个人,来帮忙分担车牌登记的工作,假如里面有人去上厕所或是生病,我也还有人可以来处理车牌登记的工作,而监控系统会随时告知系统目前人员的工作情况,一旦发现人数过少的情况就会立刻通知运维进行处理。一般来说会利用zookeeper之类的中间件来负责服务集群管理这类的工作。

    转载于:https://www.cnblogs.com/yenpaul/p/9970343.html

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  • 互联网产品的项目架构

    千次阅读 2018-06-04 21:38:50
    现在拿一个互联网产品P2P为例,来描述一下架构的基本设计。 二、架构互联网产品中,一般包括:后台管理系统(manager)、门户网站(portal)。对于manager和portal有共通性的功能,抽取出来成公共...

    一、引言


    在开发设计一个产品的时候,需要对这个产品的架构要做一个精细的设计,要把功能模块化,好让各个模块直接互不影响、独立开发。现在拿一个互联网产品P2P为例,来描述一下架构的基本设计。

    二、架构


    在互联网产品中,一般包括:后台管理系统(manager)、门户网站(portal)。对于manager和portal有共通性的功能,抽取出来成公共的模块(common),而对于common的jar依赖,可以用maven来管理,所以就可以在common的基础上,把所有的项目要进行依赖管理独立出来交给maven(parent:只做依赖管理,不做任何开发),具体的结构图如下:
    这里写图片描述

    对于上图中的各个模块的打包方式如下:

    模块 打包方式 备注
    Parent pom 只做依赖管理,不做任何开发
    Common jar 把manager和portal共同性的功能放在这里
    Manager jar
    Portal jar
    Web war

    我们在开发的时候,把一个项目根据功能模块,拆分成一个一个的子项目,可是在运行的时候,要把它们当成一个整体来运行,也就意味着在运行的时候只能运行一个项目,也就是一个war包,如果是两个war包,它们就是两个独立的应用,这就不对了,所以只能把Web打成war包,Manger和Portal打成jar包。

    三、步骤


    (1)、在Eclipse中创建Maven项目(Parent:这里需要注意的是:打包方式是pom

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    (2)、在Eclipse中创建Maven项目(Common:这里需要注意的是:打包方式是jar

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    (3)、在Eclipse中创建Maven项目(Manager和Portal:这里需要注意的是:打包方式是jar

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    (4)、在Eclipse中创建Maven项目(Web:这里需要注意的是:打包方式是war

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    这里web项目创建完,会报错,是因为该项目没有web.xml文件。解决办法:右击项目–>properties,然后见下图
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    (5)、创建完项目的目录机构

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    (6)、为Web项目添加Manger和Portal依赖

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    (7)、为Manger和Portal项目添加Common依赖,同(6)
    (8)、为Common项目添加parent

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  • 互联网总体架构设计篇

    千次阅读 2019-07-05 16:45:45
    01 互联网发展三阶段 02 互联网架构演进之路 03 单体架构设计与实践 04 水平分层架构设计与实践 05 面向服务架构设计与实践 06 微服务架构设计与实践 07 服务网格架构设计与实践 08 千亿级互联网案例实践

    序言

      架构是用来唤醒智慧的,期望唤醒和您心中的架构共鸣,今年您在观察什么,希望我们英雄所见略同,有不同的看法欢迎评论留言,如果只是单单因为观点不同就被骂的狗血喷头,这可真是太过幼稚,现在的人太过浮躁,何必呢,有什么事是不能坐下来好好谈谈的?来,给您倒一杯卡布奇诺,咱们慢慢品。

    01 互联网发展三阶段

      互联网发展的三个阶段的特点依次是静态化、动态化、万物连接,容易理解,在其发展过程中,互动形式也发生了三个阶段的演进。
      微信和facebook最主要的发明就是群组和朋友圈,但实际上朋友圈不算微信的发明,微博在2.0阶段的feed流就已经做出了朋友圈的雏形。微信最厉害的地方就是群组,把关注的一对一关系,变成了多对多关系,互联网在发展过程中,也形成了以下特点:

    • 业务功能越来越多、越来越复杂
    • 万物互联、数据量越来越大
    • 请求量越来越大、更高的用户体验要求
    • 业务快速迭代、持续交付的能力

      做架构的目的不是为了炫技,为了让我们的产品快速迭代,持续交付,降低人力成本,机器成本,提升开发效率,提升运营效率。互联网架构为什么要演进?很显然,需求驱动架构演进
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    02 互联网架构演进之路

    互联网架构演进
    在这里插入图片描述

    03 单体架构设计与实践

      单体架构适用场景:

    • 业务简单,功能不复杂,研发人员较少
    • 创业公司初期
    • 性能要求极其苛刻

      单体架构的优点:

    • 容易开发
    • 容易测试
    • 容易部署
    • 容易扩展

      单体架构的缺点:

    • 系统耦合性高
    • 技术选型单一
    • 开发效率越来越低下

    架构破局:

    • 垂直方向拆分(业务维度)例如用户模块,订单模块,商品模块。
    • 水平方向拆分(功能维度)垂直拆分后,用户模块依然是一个单体,在功能上继续拆分,网关层,业务逻辑层,数据访问层,数据库怎么拆,架构就怎么拆。

    04 水平分层架构设计与实践

      水平方向物理分为多个进程,每层逻辑解耦

    • 网关层
    • 业务逻辑层
    • 数据访问层
    • 数据存储层

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
      任意两层之间加入消息队列都可以从同步变为异步,每层和消息队列都是同步的。消息队列的高效来源于本身的顺序写入。在这里插入图片描述
      业界主流的网关开源组件,没有最好,只有更合适。
    在这里插入图片描述
      同步架构
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      异步架构
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    • 异步目的:提升吞吐量
    • 异步方式:消息队列
    • 适用场景一:请求类型(读请求不可以,写请求可以)
    • 适用场景二:业务类型(充值场景低并发用同步,社交场景高并发用异步)

      不是所有的请求都可以用MQ,读请求不能用MQ, 因为读请求是想要拿到这次请求的结果,比如说要查询一个用户的信息,瞬时要拿到用户的结果,这个请求通过网关到MQ,返回ok,难道这个用户就叫ok吗?写请求是可以用MQ的,所有的写请求都能用MQ吗?那又回到哲学本质了,所有的所有的一切都是不成立的。不是所有的写请求都可以用MQ的。写请求分两种,一种是对数据一致性强,比如充值场景。这个时候就不能用异步了,用同步架构就好了,一种是对数据一致性弱,比如社交场景可以写异步。也可以从业务的并发量来考虑,并发量低的用同步,并发量高的用异步。
      但是异步架构发生在写入请求后,我在读请求的时候MQ的消息还没有到DB,但是在写入的时候,已经告诉用户已经成功了,这个问题我们回到具体的业务场景。
      在我们发朋友圈的时候,很显然自己对马上要发的朋友圈最感兴趣,你绝对不会说,在发朋友圈之前,在群里去@大家说:我要发朋友圈了,你们来看一下,我相信你一定不会干这个事情,既然你不会干这个事情,你的朋友晚点看到朋友圈也是ok的,那这个时候只要解决自己看的问题就好了,这个时候只需要把本地发送的消息(朋友圈)客户端缓存一下,等到你下次再请求的时候,已经是很多秒以后的事情了,下次再请求的时候,写入的消息已经到DB了,用这种方式来解决用户看到有延迟的问题。但是这样也存在问题,虽然说这次可以骗过用户,但是消息是写到MQ里面的,最终是要把它写入到DB里面去的,但是从MQ到DB过程中,会出现网络异常,消息不合法等,最终消息是没法写入到DB里面去的。
      微信是这样做的,当微信消息(朋友圈)发成功以后,过一段时间如果没有发成功,会在最顶端提示您有一条消息未发送成功,让你重试一下 ,这是依靠微信app和网关的Socket长链接来实现的,一旦业务逻辑层处理失败后,会直接推给客户端,如果http没办法处理,那必须是长轮询来处理。

      异步架构会有一些负面的影响:

    • 请求路径边长
    • 平均响应延迟变高
    • 定位问题变的复杂化
    • 运维成本增加

    最终我们在实际应用中,同步架构分为四层,异步架构分为五层最合适,MVC这种架构已经逐渐的被淘汰了,在水平分层上选择四层或者5层架构。
    架构分层
      以上两种架构也存在严重的问题:部分层粒度过粗,如业务逻辑层包含了所有的业务逻辑。

      同步水平分层全貌
      真正的APP请求第一步是经过DNS的,DNS通过域名获IP,去请求静态接口和动态接口的数据。静态的资源如CSS、图片是放在CDN上的,通过阿里、腾讯、百度的CDN获取静态图片,如果请求的静态资源在CDN上没有命中,CDN会请求Nginx,Nginx会把静态资源返回给CDN,CDN会把静态资源缓存起来再返回给APP,Object Store(对象存储)同理,常用的对象存储是阿里的Fastdfs和Ceph,规模比较小的话建议用Fastdfs,规模比较大的话,建议用Ceph,但是Ceph会给运维团队增加很大的压力,
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    05 面向服务架构设计与实践

    在这里插入图片描述
      58同城的简化模型图:
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      为什么SOA不是微服务架构,因为它仅仅做了一个垂直拆分。所以缺点也很明显:

    • 每个服务还是单体架构
    • 对ESB严重依赖

    06 微服务架构设计与实践

      微服务架构即按照水平方向去拆分,又按照垂直方向去拆分

    07 服务网格架构设计与实践

    08 千亿级互联网案例实践

    展开全文
  • 大型互联网技术架构1-架构概述

    万次阅读 2016-06-19 08:48:27
    上图坐标指向硅谷,最近开始研究互联网分布式架构,风口浪尖,高大上;特与极客朋友们分享,共勉。 互联网架构 近些年来,互联网的高速发展,大数据时代,Booming Years,我们作为技术极客,需要跟得上节奏,趋势。 ...

    上图坐标指向硅谷,最近开始研究互联网分布式架构,风口浪尖,高大上;特与极客朋友们分享,共勉。


    互联网架构

    近些年来,互联网的高速发展,大数据时代,Booming Years,我们作为技术极客,需要跟得上节奏,趋势。

    1 大型网站特性

    大型网站,无论是电商还是社交网站等通常都具有以下特性,如高并发,低延迟,海量数据,可扩展性,HA 7*24;用数据来说明的话就是:Google日均UV数3亿,日均PV高达35+亿;Facebook周上传图片10亿以上;淘宝双十一,第一分钟UV高达1000万。而这些都是我们传统应用无法想象,无法望其项背的。

    2 架构演化

    还记得一位美国老板说过,"Project is evolutionary not revolutionary!". 互联网领域也是一样的。随着业务的发展,并发量,数据存储量等;系统开始演进,分而治之。其实,计算机世界包括硬件,网络,软件无不是引入新的层,对象,服务;从而分而治之来化繁为简解决问题的;而真实世界的事又何尝不是如此呢?当然,分而治之,拆分解决了一些问题,但是又会引入另外一种复杂/交互的问题。当然,分而治之,拆分解决了一些问题,但是又会引入另外一种复杂/交互的问题。

    1.一台服务器: 曾经记得若干年前的互联网,或者其实现在的小型网站都是以经典的LAMP组合即搞定,即Linux, Apache, MySQL, PHP,甚至应用+文件 + 数据库全部在一台服务器搞定。

    2.三台服务器: 随着业务发展,并发量,数据存储量等都不能满足时,开始拆分;首先将应用与数据分离;拆成三台服务器:应用服务器,文件服务器和数据库服务器。其中,应用服务器需要计算,因此需要更强大CPU;数据库服务器则需要快速磁盘与数据缓存;而文件服务器则需要更大硬盘。 

    3.引入缓存:继续改进,引入缓存机制改进访问解决热门业务。目前架构:


    4. 集群:到了步骤3,看起来一切不错。可随着业务量,访问量的继续飙升,正所谓快乐的烦恼,应用服务器吃不消,直接宕机,导致所有业务瘫痪,正所谓单点问题。我们引入集群,解决单点问题,提供可扩展性。我们稍微看一下目前的架构:

    注意,此时我们需要引入负载均衡器来协调用户访问哪一个应用服务器;如果有钱的主可以选择F5, 或者LVS, Nginx等。至此,一起看起来都是那么完美。

    5.数据库读写分离:随后而来的是,网站的访问瓶颈在高并发下继续存在。究其原因,虽然引入缓存解决了大部分数据读访问,让然会有一部分读操作如缓存么有命中,或者缓存过期之类的需要访问数据库,当然,所有的写操作都需要直接访问数据库;如何解决?继续分而治之了。目前主流数据库都已经提供了主从热备功能,自动备份同步;我们正好可以利用此功能。读都走从数据库,写走主数据库。如此,巧妙的解决了读写分离。


    6.引入反向代理与CDN:继续提升访问速度,提供更好用户体验。这里强调一下,网站访问速度/延迟与用户流失率正相关。目前主要主流手段为CDN与反向代理;二者原理都是基于缓存机制。区别在于,CDN是部署在网络供应商机房,而反向代理则不熟在自己网站机房。

    可以看出,引入CDN与反向代理都是希望尽早返回数据给用户。科普一下:CDN(Content Delivery Network是个古老的东西,在互联网发展之初就已经出现了。一群MIT的精英份子发现如果要让任何地方的人都可以很快的打开自己的网站的话,就需要象在世界各地盖教堂一样,把自己的网页发布到离信众最近的地方去。所以,他们用一种简单的缓存镜像的办法实现了这种发布。最早的入主这个教堂网络的是Yahoo!CDN在利用DNS的转授权来引导最终访问者找到最理想的缓存或者镜像站点,它是基于域名的一种服务。反向代理:反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端,此时代理服务器对外就表现为一个反向代理服务器。目前用的最广的要算是Nginx,出自俄罗斯人Igor Sysoev之手笔。

    7.分布式文件/数据库系统:继续开刀,当然所用的变革都是因为时机到了,业务发展,我们的系统从而随着演进,可不是为了演进而演进啊。文件系统比较简单,引入分布式文件服务器。数据库则较难,不得已才拆分。拆分数据库后,需要引入统一数据访问模块。


    8 . NoSQL与搜索引擎:著名的NoSQL终于登场,关系型数据再怎么拆分,随着数据量的增加,仍然面临性能瓶颈,如多表关联,全表扫描等棘手问题。NoSQL表示无压力,如HBase,源自互联网,天然为互联网而生,天生俱有分布式,可伸缩性。

    9.业务分拆:好吧,能想的技术架构都已经用了,都已经8板斧了,没辙了。只好开刀业务,哈哈。其实,业务包括业务条线,业务流程,如果能把业务规划的很好,包括流程,可以解决很多问题,包括性能;比如分时抢购促销等。回到业务拆分,通常根据业务场景,如电商业务包括了首页,商铺,订单,交易,购物车等产品线来拆分。可拆分之后,如何串联起来呢? 应用之间通常采用几种办法,如通过超链接;消息队列;又或者是通过同一个数据库来关联共享。


    10. 分布式服务:出大招了,正所谓分久必合。拆了这么多,这么细,必然造成复杂度指数级提升,部署,维护越来越困难,而且一定是有很多共同的功能,如用户管理,登陆管理,产品管理,交易支付等公共业务。好吧,整合服务,通过分布式服务调用业务服务。

    到此,此架已经可以解决绝大多数互联网问题,当然,看图容易,真实实现架构则需耗费大量人力,物力,财力。阿里当年也经过了数十年的演变才至此。

    3. 互联网架构

    我们来看一张完整的分布式互联网架构图吧:



    清楚么?可以看出,创新的业务产生了创新的技术,是业务与技术的完美结合。此处提一点,不要本末倒置,有些在业务方向还没有搞清楚的情况下,就盲目搭建大型互联网架构,可谓有钱 + 烧钱。还有一些小型初创,为了技术而技术,盲目模仿Facebook, BAT,得不偿失。


    另外,互联网技术发展到此处,已经进入云计算,容器服务阶段;中小企业再野不用,也不需要从新造轮子,直接用大公司提供的云计算,容器服务可,从而专心业务发展。


    好了,抛砖引玉,简单聊了一下,小朋友醒了,要开始“三陪”了。注:很多想法参考自网上,以及技术丛书。



    公众号:技术极客TechBooster

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  • 工业互联网平台面向制造业数字化、网络化、智能化需求,基于海量数据构建采集、汇聚、分析的服务体系,能够支撑工业互联网企业制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置,有效助力制造企业提高产品质量、生产效率和服务...

空空如也

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互联网产品架构