本系列部落格主要是學習開濤《億級流量網站架構核心技術》一書學習筆記及自己的感悟：

架構設計三大定律

墨菲定律 – 任何事沒有表面看起來那麼簡單 – 所有的事都會比預計的時間長 – 可能出錯的事情總會出錯 – 擔心某種事情發生，那麼它就更有可能發生

康威定律 – 系統架構師公司組織架構的反映 – 按照業務閉環進行系統拆分/組織架構劃分，實現閉環、高內聚、低耦合，減少溝通成本 – 如果溝通出現問題，應該考慮進行系統和組織架構的調整 – 適合時機進行系統拆分，不要一開始就吧系統、服務拆分拆的非常細，雖然閉環，但是每個人維護的系統多，維護成本高 – 微服務架構的理論基礎 – 康威定律 https://yq.aliyun.com/articles/8611 – 每個架構師都應該研究下康威定律 http://36kr.com/p/5042735.html

二八定律 – 80%的結果取決於20%的原因

系統設計遵循的原則

1高併發原則

無狀態

• 無狀態應用，便於水平擴充套件
• 有狀態配置可通過配置中心實現無狀態
• 實踐: Disconf、Yaconf、Zookpeer、Consul、Confd、Diamond、Xdiamond等

拆分

• 系統維度：按照系統功能、業務拆分，如購物車，結算，訂單等
• 功能維度：對系統功能在做細粒度拆分
• 讀寫維度：根據讀寫比例特徵拆分；讀多，可考慮多級快取；寫多，可考慮分庫分表
• AOP維度： 根據訪問特徵，按照AOP進行拆分，比如商品詳情頁可分為CDN、頁面渲染系統，CDN就是一個AOP系統
• 模組維度：對整體程式碼結構劃分Web、Service、DAO

服務化

• 服務化演進: 程序內服務-單機遠端服務-叢集手動註冊服務-自動註冊和發現服務-服務的分組、隔離、路由-服務治理
• 考慮服務分組、隔離、限流、黑白名單、超時、重試機制、路由、故障補償等
• 實踐：利用Nginx、HaProxy、LVS等實現負載均衡，ZooKeeper、Consul等實現自動註冊和發現服

訊息佇列

• 目的: 服務解耦(一對多消費)、非同步處理、流量削峰緩衝等
• 大流量緩衝： 犧牲強一致性，保證最終一致性(案例：庫存扣減，現在Redis中做扣減，記錄扣減日誌，通過後臺程序將扣減日誌應用到DB)
• 資料校對: 解決非同步訊息機制下訊息丟失問題

資料異構

• 資料異構: 通過訊息佇列機制接收資料變更，原子化儲存
• 資料閉環: 遮蔽多從資料來源，將資料異構儲存，形成閉環

快取銀彈

• 使用者層:
  • DNS快取
  • 瀏覽器DNS快取
  • 作業系統DNS快取
  • 本地DNS服務商快取
  • DNS伺服器快取
  • 客戶端快取
  • 瀏覽器快取(Expires、Cache-Control、Last-Modified、Etag)
  • App客戶快取(js/css/image…)
• 代理層：
  • CDN快取(一般基於ATS、Varnish、Nginx、Squid等構建,邊緣節點-二級節點-中心節點-源站)
• 接入層：
  • Opcache： 快取PHP的Opcodes
  • Proxy_cache： 代理快取,可以儲存到/dev/shm或者SSD
  • FastCGI Cache
  • Nginx+Lua+Redis: 業務資料快取
  • Nginx為例：
  • PHP為例：
• 應用層：
  • 頁面靜態化
  • 業務資料快取(Redis/Memcached/本地檔案等)
  • 訊息佇列
• 資料層：
  • NoSQL： Redis、Memcache、SSDB等
  • MySQL： Innodb/MyISAM等Query Cache、Key Cache、Innodb Buffer Size等
• 系統層：
  • CPU : L1/L2/L3 Cache/NUMA
  • 記憶體
  • 磁碟：磁碟本身快取、dirtyratio/dirtybackground_ratio、陣列卡本身快取

併發化

2高可用原則

降級

• 降級開關集中化管理：將開關配置資訊推送到各個應用
• 可降級的多級讀服務：如服務呼叫降級為只讀本地快取
• 開關前置化：如Nginx+lua(OpenResty)配置降級策略，引流流量；可基於此做灰度策略
• 業務降級：高併發下，保證核心功能，次要功能可由同步改為非同步策略或遮蔽功能

限流

• 目的: 防止惡意請求攻擊或超出系統峰值
• 實踐：
  • 惡意請求流量只訪問到Cache
  • 穿透後端應用的流量使用Nginx的limit處理
  • 惡意IP使用Nginx Deny策略或者iptables拒絕

切流量

• 目的：遮蔽故障機器
• 實踐:
  • DNS: 更改域名解析入口，如DNSPOD可以新增備用IP，正常IP故障時，會自主切換到備用地址;生效實踐較慢
  • HttpDNS: 為了繞過運營商LocalDNS實現的精準流量排程
  • LVS/HaProxy/Nginx: 摘除故障節點

可回滾

• 釋出版本失敗時可隨時快速回退到上一個穩定版本
  

  3業務設計原則

• 防重設計
• 冪等設計
• 流程定義
• 狀態與狀態機
• 後臺系統操作可反饋
• 後臺系統審批化
• 文件註釋
• 備份

4總結

先行規劃和設計時有必要的，要對現有問題有方案，對未來有預案;欠下的技術債，遲早都是要還的。

本文作者為網易高階運維工程師

文章來自微信公眾號：雲技術實踐