大家好,服务器高并发解决方案相信很多的网友都不是很明白,包括如何设计高并发的服务器也是一样,不过没有关系,接下来就来为大家分享关于服务器高并发解决方案和如何设计高并发的服务器的一些知识点,大家可以关注收藏,免得下次来找不到哦,下面我们开始吧!
一、如何设计高并发的服务器***如何提升服务器*能
您好楼主.希望对您有帮助.高并发对后台开发同学来说,既熟悉又陌生。熟悉是因为面试和工作经常会提及它。陌生的原由是服务器因高并发导致出现各位问题的情况少之又少。同时,想收获这方面的经验也是摸着石头过河,需要大量学习理论知识,再去探索。
如果是客户端开发的同学,字典中是没有“高并发”这个名词。这验证一句老话,隔行如隔山。客户端开发,特别是手机应用开发,更多地是考虑如何优化应用的*能,降低App的卡顿率
在这个“云”的时代,提高分布式系统并发能力的方式,方*上主要有两种:垂直扩展(ScaleUp)与水平扩展(ScaleOut)。
1)垂直扩展
提升单机处理能力。垂直扩展的方式又有两种:
增强单机硬件*能,例如:增加CPU核数如32核,升级更好的网卡如万兆,升级更好的硬盘如SSD,扩充硬盘容量如2T,扩充系统内存如128G;
提升单机架构*能,例如:使用Cache来减少I/O次数,使用异步来增加单服务吞吐量,使用无锁数据结构来减少响应时间;
2)水平扩展
只要增加服务器数量,就能线*扩充系统*能。虚拟化技术的出现,让水平扩展变得轻松且简单。现在的云主机几乎是虚拟主机,而不是物理主机。这样的话,线*扩充也就是分分钟的事,前提是要有足够的物理主机支撑。
Web框架层
Web框架层就是我们开发出来的DjangoWeb应用程序。它负责处理HTTP请求的动态数据。
WSGI层
WSGI不是用于与程序交互的API,也不是真实的代码,WSGI只是一种接口。它只适用于Python语言,其全称为WebServerGatewayInterface。其定义了web服务器和web应用之间的接口规范。
Web服务器层
Web服务层作用是主要是接收HTTP请求并返回响应。常见的web服务器有Nginx,Apache,IIS等。
特别是Nginx,它的出现是为了解决C10K问题。Nginx依靠异步事件驱动架构来帮助其处理大量的并发会话,由于其对资源的轻量利用和伸缩自如的特*,它成为了广受欢迎的web服务器。
Django框架注重的数据交互。所以考虑的问题是Django适不适合于高并发的场景。
它是一个经过大型网站规模验证的框架。Instagram支撑上亿日活,所以Django能适用于高并发场景。所以不是想着Django框架能支撑到多大的并发量,而是我们想要抗住很大的并发量,怎么优化现有框架。总之这个问题不是这么简单的.活到老学到老.多看看技术类书籍.结合自己的能力在进行改进.
二、高并发架构技术解决方案
高并发架构的难点是什么?
高并发架构最大问题主要是由于网站PV访问量大,单台服务器承载大量访问所带来的压力,所以会采用多台服务器进行分流,采用服务器集群技术,对于每个请求访问会被发送到不同的服务器。
这样架构的难点就在管理、维护、监控、负载等等都面临很大的技术问题,同时还需要应对某些业务的突发流量,像秒杀、促销等场景化使用什么技术解决高并发?
互联网分布式架构设计,提高系统并发能力的方式,方*上主要有两种:垂直扩展(Scale Up)与水平扩展(Scale Out)。
垂直扩展:提升单机处理能力。垂直扩展的方式又有两种:
(1)增强单机硬件*能,例如:增加CPU核数如32核,升级更好的网卡如万兆,升级更好的硬盘如SSD,扩充硬盘容量如2T,扩充系统内存如128G;
(2)提升单机架构*能,例如:使用Cache来减少IO次数,使用异步来增加单服务吞吐量,使用无锁数据结构来减少响应时间;
在互联网业务发展非常迅猛的早期,如果预算不是问题,强烈建议使用“增强单机硬件*能”的方式提升系统并发能力,因为这个阶段,公司的战略往往是发展业务抢时间,而“增强单机硬件*能”往往是最快的方法。
不管是提升单机硬件*能,还是提升单机架构*能,都有一个致命的不足:单机*能总是有极限的。所以互联网分布式架构设计高并发终极解决方案还是水平扩展。
水平扩展:只要增加服务器数量,就能线*扩充系统*能。水平扩展对系统架构设计是有要求的,如何在架构各层进行可水平扩展的设计,以及互联网公司架构各层常见的水平扩展实践。
水平扩展要怎么来做?首先是软件服务拆分到不同的服务器进行部署,全部堆积在一台上*能将会受限。例如:Redis就只是部署在独立的服务器上,其它软件都在这服务器上出现增加各个软件服务部署的服务后,采用技相关技术手段分担到各个服务器上。nginx反向代理层可以通过“DNS轮询”的方式来进行水平扩展。dns-server对于一个域名配置了多个解析ip,每次DNS解析请求来访问dns-server,会轮询返回这些ip。PHP站点层可以通过修改nginx.conf实现负载均衡机制来进行水平扩展。从而设置多个web后端。服务层可以通过服务连接池来进行水平扩展;这里一部需要实现服务化,PHP像swoole tarsphp等数据库可以按照数据范围,或者数据哈希的方式来进行水平扩展;那高并发架构是什么样的?
常见互联网分布式架构如上,分为:
(1)客户端层:典型调用方是浏览器browser或者手机应用APP
(2)反向代理层:系统入口,反向代理
(3)站点应用层:实现核心应用逻辑,返回html或者json数据
(4)服务层:服务化,例如像Swoole
(5)数据-缓存层:缓存加速访问存储
(6)数据-数据库层:数据库固化数据存储
三、如何解决网站大规模高并发访问
优雅降级是指网站为了应付突然爆发的访问高峰,主动关闭部分功能,释放部分系统资源,保证网站核心功能正常访问的一个手段。淘宝每年一次的双十一促销活动就属于突然爆发的非常规访问高峰,淘宝的工程师每年都会关闭一部分非核心功能,如评价、确认收货等功能,保证交易功能的正常进行。
网站在流动计算基础之上实现自动优雅降级,是网站柔*架构的理想状态:监控系统实时监控所有服务器的运行状况,根据监控参数判断应用访问负载情况,如果发现部分应用负载过高,而部分应用负载过低,就会适当卸载低负载应用部分服务器,重新安装启动部分高负载应用,使应用负载总体均衡,如果所有应用负载都很高,而且负载压力还在继续增加,就会自动关闭部分非重要功能,保证核心功能正常运行。
提供几种供你思路:
1、网站页面静态化。静态化的页面为.html(.htm等)不需要web服务器重新加载项解析,只需要生成一次,以后每次都到客户端,效率高很多。
2、将网站的web服务器、数据库服务器、图片和文件服务器分开。通过将服务器专业化分工,以提高网站访问速度。因为图片和文件在的时候无论是IIS、Apache等服务器都会有很大压力。
3、设置专门的数据缓存服务器。将大量数据放到缓存数据区,在访问量少得时候存入数据,减少连接操作数据库的开销。
4、数据库集群、库表散列。大型网站在面对大量访问的时候,会显现数据库的瓶颈,这时一台数据库将很快无法满足应用,于是我们需要使用数据库集群或者库表散列来分散压力。
5、镜像。镜像是大型网站常采用的提高*能和数据安全*的方式,镜像的技术可以解决不同网络接入商和地域带来的用户访问速度差异,比如ChinaNet和EduNet之间的差异就促使了很多网站在教育网内搭建镜像站点,数据进行定时更新或者实时更新。
6、负载均衡。负载均衡将是大型网站解决高负荷访问和大量并发请求采用的高端解决办法。
7、最新:CDN加速技术。什么是CDN?CDN的全称是内容分发网络。其目的是通过在现有的Inter中增加一层新的网络架构,将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”,使用户可以就近取得所需的内容,提高用户访问网站的响应速度。CDN有别于镜像,因为它比镜像更智能,或者可以做这样一个比喻:CDN=更智能的镜像+缓存+流量导流。
一个小型的网站,可以使用最简单的html静态页面就实现了,配合一些图片达到美化效果,所有的页面均存放在一个目录下,这样的网站对系统架构、*能的要求都很简单。随着互联网业务的不断丰富,网站相关的技术经过这些年的发展,已经细分到很细的方方面面,尤其对于大型网站来说,所采用的技术更是涉及面非常广,从硬件到软件、编程语言、数据库、WebServer、防火墙等各个领域都有了很高的要求,已经不是原来简单的html静态网站所能比拟的。大型网站,比如门户网站,在面对大量用户访问、高并发请求方面,基本的解决方案集中在这样几个环节:使用高*能的服务器、高*能的数据库、高效率的编程语言、还有高*能的Web容器。这几个解决思路在一定程度上意味着更大的投入。
1、HTML静态化其实大家都知道,效率最高、消耗最小的就是纯静态化的html页面,所以我们尽可能使我们的网站上的页面采用静态页面来实现,这个最简单的方法其实也是最有效的方法。但是对于大量内容并且频繁更新的网站,我们无法全部手动去挨个实现,于是出现了我们常见的信息发布系统CMS,像我们常访问的各个门户站点的新闻频道,甚至他们的其他频道,都是通过信息发布系统来管理和实现的,信息发布系统可以实现最简单的信息录入自动生成静态页面,还能具备频道管理、权限管理、自动抓取等功能,对于一个大型网站来说,拥有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。除了门户和信息发布类型的网站,对于交互*要求很高的社区类型网站来说,尽可能的静态化也是提高*能的必要手段,将社区内的帖子、文章进行实时的静态化、有更新的时候再重新静态化也是大量使用的策略,像Mop的大杂烩就是使用了这样的策略,网易社区等也是如此。同时,html静态化也是某些缓存策略使用的手段,对于系统中频繁使用数据库查询但是内容更新很小的应用,可以考虑使用html静态化来实现。比如论坛中论坛的公用设置信息,这些信息目前的主流论坛都可以进行后台管理并且存储在数据库中,这些信息其实大量被前台程序调用,但是更新频率很小,可以考虑将这部分内容进行后台更新的时候进行静态化,这样避免了大量的数据库访问请求。
2、图片服务器分离大家知道,对于Web服务器来说,不管是Apache、IIS还是其他容器,图片是最消耗资源的,于是我们有必要将图片与页面进行分离,这是基本上大型网站都会采用的策略,他们都有独立的、甚至很多台的图片服务器。这样的架构可以降低提供页面访问请求的服务器系统压力,并且可以保证系统不会因为图片问题而崩溃。在应用服务器和图片服务器上,可以进行不同的配置优化,比如apache在配置ContentType的时候可以尽量少支持、尽可能少的LoadModule,保证更高的系统消耗和执行效率。
3、数据库集群、库表散列大型网站都有复杂的应用,这些应用必须使用数据库,那么在面对大量访问的时候,数据库的瓶颈很快就能显现出来,这时一台数据库将很快无法满足应用,于是我们需要使用数据库集群或者库表散列。在数据库集群方面,很多数据库都有自己的解决方案,Oracle、Sybase等都有很好的方案,常用的MySQL提供的Master/Sl*e也是类似的方案,您使用了什么样的DB,就参考相应的解决方案来实施即可。上面提到的数据库集群由于在架构、成本、扩张*方面都会受到所采用DB类型的限制,于是我们需要从应用程序的角度来考虑改善系统架构,库表