济南想做网站,注册域名费用一般多少钱,wordpress 访客统计插件,广州seo推广营销业界对于可扩展的系统架构设计有一个朴素的理念,就是#xff1a;通过加机器就可以解决容量和可用性问题这一理念在“云计算”概念疯狂流行的今天#xff0c;得到了广泛的认可#xff01;对于一个规模迅速增长的系统而言#xff0c;容量和性能问题当然是首当其冲的。但是随着… 业界对于可扩展的系统架构设计有一个朴素的理念,就是通过加机器就可以解决容量和可用性问题这一理念在“云计算”概念疯狂流行的今天得到了广泛的认可对于一个规模迅速增长的系统而言容量和性能问题当然是首当其冲的。但是随着时间的向前系统规模的增长除了面对性能与容量的问题外还需要面对功能与模块数量上的增长带来的系统复杂性问题以及业务的变化带来的提供差异化服务问题。而许多系统在架构设计时并未充分考虑到这些问题导致系统的重构成为常态从而影响业务交付能力还浪费人力财力对此《可扩展的艺术》一书提出了一个更加系统的可扩展模型—— AKF可扩展立方 Scalability Cube。这个立方体中沿着三个坐标轴设置分别为X、Y、Z。X轴扩展 —— 关注水平的数据和服务克隆也就是前文提到的“加机器解决问题”
Y轴扩展 —— 关注应用中职责的划分比如数据类型交易执行类型的划分
Z轴扩展 —— 关注服务和数据的优先级划分如分地域划分整个扩展模型用下图来表示其中原点代表完全无扩展的状态。一.X轴扩展X轴扩展与我们前面朴素理念是一致的通过绝对平等地复制服务与数据以解决容量和可用性的问题。我们以生产汽车的工厂来举例假设一个车间能完整的生产一辆汽车为了短时间内生产更多的汽车我们可以建设更多的车间任何新增车间除了工作的效率可能不同之外都是一个新的复制品也能提供与原来车间相同的工作生产出完整的汽车。给复制品分配工作就是一个X轴扩展的一个完美示例说明了X轴扩展的思路即把工作无偏向的分配给复制品每个复制品在不考虑生产效率的情况下谁来做这项工作是无偏向的, 各个复制品之间不共享任何内容 。而在工程技术上来讲X轴扩展主要有以下两种技术方案1.负载均衡故名思议负载均衡就是将用户的访问请求通过负载均衡器均衡分配到由各个“复制品”组成的集群中去。当某个复制品出现故障也能轻易地将相应“工作”转移给其它的复制品来“代为完成”。这中间涉及到的工程技术点包括了反向代理DNS轮询哈希负载均衡算法一致性哈希动态节点负载均衡如按CPUI/O等。它的难点在于要求集群中的“复制品”是不共享任何内容也就是我们常说的 无状态 。2.数据复制数据复制是指在数据存储层进行绝对平等地数据迁移用于解决存储层I/O瓶颈以及可用性上的问题。由于存在多个复制品存储为了使得每个复制品提供无差异的数据服务我们需要在复制品之间同步或异步地复制数据。数据复制的方式包括了主从同步常见的读/写分离双主同步等。因为数据存储天生就是有状态的数据复制的难点在于 一致性 的保证上为了一致性的保证从而也衍生了很多复杂的技术比如Paxos选举算法等。二.Y轴扩展Y轴扩展表示的是根据数据的类型或者交易执行的类型或者两者都有来划分工作职责。一般称为面向服务或面向资源的扩展。我们再以生产汽车的工厂来举例如亨利.福特所做的一样将汽车制造的工序按专业性分成不同车间和流水线不再是一个车间负责完成100%的任务制造一辆完整的汽车而是让这每个车间都执行一些子任务如安装发动机喷漆安装玻璃等等。这样的分工益处是明显的每个车间负责的 任务更简单 从而能更专业更高效的完成生产。与汽车工厂的分工类似为了降低系统复杂度Y轴扩展会将庞大的整体应用拆分为一组服务。每个服务实现一组相关的功能如订单管理、客户管理等。在工程上常见的方案是 服务化架构(SOA) 。比如对于一个电子商务平台我们可以拆分成不同的服务组成下面这样的架构但通过观察上图容易发现当服务数量增多时服务调用关系变得复杂。为系统添加一个新功能要调用的服务数也变得不可控由此引发了服务管理上的混乱。所以一般情况下需要采用服务注册的机制形成服务网关来进行服务治理。系统的架构将变成下图所示同时为了提升单个服务的可用性和容量 对每一个服务进行X轴扩展划分 。三.Z轴扩展Z轴扩展通常是指基于请求者或用户独特的需求进行系统划分并使得划分出来的子系统是相互隔离但又是完整的。继续以生产汽车的工厂来举例福特公司为了发展在中国的业务或者利用中国的廉价劳动力在中国建立一个完整的子工厂与美国工厂一样负责完整的汽车生产。这就是一种Z轴扩展。对于系统而言Z轴扩展一般是为了满足差异性的需求或者是为了安全隔离而采取的扩展措施。比如为了提供VIP用户服务可以将系统完整地复制一份出来与普通用户所使用的系统完全隔离开来;再如针对不同的地域用户系统自动切换到对应地域的子系统为用户提供服务都可以认为是Z轴扩展。同时在系统的灰度部署上我们也通常使用Z轴扩展来完成。工程领域常见的Z轴扩展有以下两种方案1.单元化架构在分布式服务设计领域一个单元Cell就是满足某个分区所有业务操作的自包含闭环。如上面我们说到的Y轴扩展的SOA架构客户端对服务端节点的选择一般是随机的但是如果在此加上Z轴扩展那服务节点的选择将不再是随机的了而是每个单元自成一体。如下图2.数据分区为了性能数据安全上的考虑我们将一个完整的数据集按一定的维度划分出不同的子集。 一个分区Shard就是是整体数据集的一个子集。比如用尾号来划分用户那同样尾号的那部分用户就可以认为是一个分区。数据分区为一般包括以下几种数据划分的方式数据类型如业务类型
数据范围如时间段用户ID
数据热度如用户活跃度商品热度
按读写分如商品描述商品库存当然数据分区也是有代价的它将增加数据运维的难度关联搜索的复杂度增加等。总结:一个在可扩展性上设计良好的系统会充分考虑三个维度上的可扩展性。X轴上扩展处理的是平台或系统执行的交易量或工作量增长虽然X轴扩展能够很好处理交易量的增长但当系统复杂度的大幅度增加或用户数量增加以及差异化服务需求出现X轴扩展就难以应付了如是我们可以通过Y轴扩展来处理系统复杂度增长的问题以及Z轴扩展来处理差异性化需求的问题。而当采用的扩展坐标轴不止一条时那么 X轴扩展总是其它扩展方法的次级划分 。同时这三个维度扩展性使得系统性能上改善有了更多的方向对于系统性能优化也是至关重要。原文地址http://www.cnblogs.com/549294286/p/5089569.html.NET社区新闻深度好文欢迎访问公众号文章汇总 http://www.csharpkit.com
