构建高可扩Web架构和分布式系统实战

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1、木文作者KateMatsudaira是一位美丽的女工程副总裁，曾在SunMicrosystems、微软、亚马逊这些一流的IT公司任职。她冇着非常丰富的工作经验和团队管理经验，当过程序员、项目经理、产品经理以及人事经理。专注于构建和操作大型Web应用程序/网站，口前她的主要研究方向是弘込（软件即服务）应用程序和云计算（如大家所说的大数据）。本文是作者在迪一•书介绍如何构建可扩展的分布式系统里的内容，在此翻译并分享给大家。开源软件己经成为许多大型网站的基本组成部分，随着这些网站的逐步壮大，他们的网站架构和一些指导原则也开放在开发者们的面前，给予大家切实有用的指导和帮助。这篇文章主要侧重于Web

2、系统，并且也适用于其他分布式系统。Web分布式系统设计的原则构建并运营一个可伸缩的Web站点或应用程序到底是指什么？在最初，仅是通过互联网连接用户和访问远程资源。和大多数事情一样，当构建一个Web服务时，需要提前抽出时间进行规划。了解大型网站创建背后的注意事项以及学会权衡，会给你带来更加明智的决策。下面是设计大型Web系统时，需要注意的一些核心原则：•可用性•性能•可靠性•可扩展•易管理•成木上面的这些原则给设计分布式Web架构提供了一定的基础和理论指导。然而，它们也可能彼此相左，例如实现这个目标的代价是牺牲成本。一个简单的例子：选择地址容量，仅通过添加更多的服务器（可伸缩性），这个可能以

3、易管理（你不得不操作额外的服务器）和成本作为代价（服务器价格）。无论你想设计哪种类型的Web应用程序，这些原则都是非常重要的，甚至这些原则之间也会互相羁绊，做好它们之间的权衡也非常重要。基础当涉及到系统架构问题时，这几件事情是必须耍考虑清楚的：什么样的模块比较合适？如何把它们组合在一起？如何进行恰当地权衡？在扩大投资Z前，它通常需要的并不是一个精明的商业命题，然而，一些深谋远虑的设计可以帮你在未来节省大量的吋间和资源。本文讨论的重点几乎是构建所冇大型Web应用程序的核心：服务、冗余、分区和故障处理能力。这里的每个因素都会涉及到选择和妥协，特别是前面所讨论的那些原则。解释这些核心的最佳办法就

4、是举例子。图片托管应用程序有时，你会在线上传图片，而一些大型网站需耍托管和传送大量的图片，这对于构建一个具冇成本效益、高可用性并具有低延时（快速检索）的架构是一项挑战。在一个图片系统中，用户可以上传图片到一个中央服务器里，通过网络连接或API对这些图片进行请求，就像Flickr或者Picasao简单点，我们就假设这个应用程序只包含两个核心部分：上传（写）图片和检索图片。图片上传吋最好能够做到高效，传输速度也是我们最关心的，当有人向图片发出请求时（例如是一个Web页而或其他应用程序）。这是非常相似的功能，捉供Web服务或内容分发网络（一个CDN服务器可以在许多地方存储内容，所以无论是在地理上

5、还是物理上都更加接近用户，从而导致更快的性能）边缘服务器。该系统需要考虑的其他重要方面：•图片存储的数量是没冇限制的，所以存储应具备可伸缩，另外图片计算也需要考虑•下载/请求需要做到低延迟•用户上传一张图片，那么图片就应该始终在那里（图片数据的可靠性）•系统应该易于维护（易管理）•曲于图片托管不会有太高的利润空间，所以系统需要具备成本效益图1是个简化的功能图ImageRequestHandlerRequestfordogimageCSDD图1图片托管系统的简化结构图在这个例了中，系统必须具备快速、数据存储必须做到可靠和高度可扩展。构建一个小型的应用程序就微不足道了，一台服务器即可实现托管。

6、如果这样，这篇文章就毫无兴趣和吸引力了。假设我们要做的应用程序会逐渐成长成Flickr那么大。服务当我们考虑构建可伸缩的系统时，它应有助于解耦功能，系统的每个部分都可以作为自己的服务并且拥有清晰的接口定义。在实践屮，这种系统设计被称作面向服务的体系结构（SOA）o对于此类系统，每个服务都有它自己的独特功能，通过一个抽象接口可以与外面的任何内容进行互动，通常是面向公众的另一个服务API。把系统分解成一组互补性的服务，在互相解耦这些操作块。这种抽象有助于在服务、基本环境和消费者服务之间建立非常清晰的关系。这种分解可以有效地隔离问题，每个块也可以互相伸缩。这种面向服务的系统设计与面向对象设计非常

7、相似。在我们的例子屮，所有上传和检索请求都在同一台服务器上处理。然而，因为系统需要具备可伸缩性，所以把这两个功能打破并集成到自己的服务中是有意义的。快进并假设服务正在大量使用；在这种情况下，很容易看到写图片的吋间对读图片时间会产生多大影响（他们两个功能在彼此竞争共享资源）。根据各自体系，这种影响会是巨大的。即使上传和下载速度相同（这是不可能的，对于大多数的IP网络來说，下载速度：上传速度至少是3:1）,通常，文件可以从缓