大型网站服务器搭建，理解大型分布式网站你必须知道这些概念

大型网站服务器搭建，理解大型分布式网站你必须知道这些概念！

1. I/O优化

1. 增加缓存，减少磁盘的访问次数。

2. 优化磁盘的管理系统，设计最优的磁盘方式策略，以及磁盘的寻址策略，这是在底层操作系统层面考虑的。 

3. 设计合理的磁盘存储数据块，以及访问这些数据库的策略，这是在应用层面考虑的。例如，我们可以给存放的数据设计索引，通过寻址索引来加快和减少磁盘的访问量，还可以采用异步和非阻塞的方式加快磁盘的访问速度。

4. 应用合理的RAID策略提升磁盘I/O。

2. Web前端调优

1. 减少网络交互的次数（多次请求合并）

2. 减少网络传输数据量的大小(压缩)

3. 尽量减少编码（尽量提前将字符转化为字节，或者减少从字符到字节的转化过程。）

4. 使用浏览器缓存

5. 减少Cookie传输

6. 合理布局页面

7. 使用页面压缩

8. 延迟加载页面

9. CSS在最上面，JS在最下面

10. CDN

11. 反向代理

12. 页面静态化

13. 异地部署 

3.服务降级（自动优雅降级）

拒绝服务和关闭服务

4.幂等性设计

有些服务天然具有幂等性，比如讲用户性别设置为男性，不管设置多少次，结果都一样。但是对转账交易等操作，问题就会比较复杂，需要通过交易编号等信息进行服务调用有效性校验，只有有效的操作才能继续执行。

（注：幂等性是系统的接口对外一种承诺(而不是实现), 承诺只要调用接口成功, 外部多次调用对系统的影响是一致的. 声明为幂等的接口会认为外部调用失败是常态, 并且失败之后必然会有重试.）

5.失效转移

若数据服务器集群中任何一台服务器宕机，那么应用程序针对这台服务器的所有读写操作都需要重新路由到其他服务器，保证数据访问不会失败，这个过程叫失效转移。

失效转移包括：失效确认（心跳检测和应用程序访问失败报告）、访问转移、数据恢复。

失效转移保证当一个数据副本不可访问时，可以快速切换访问数据的其他副本，保证系统可用。

6.性能优化

根据网站分层架构,性能优化可分为：web前端性能优化、应用服务器性能优化、存储服务器性能优化。

1. web前端性能优化

• 浏览器访问优化：减少http请求;使用浏览器缓存;启用压缩;css放在页面最上面、javaScript放在页面最下面;减少Cookie传输

• CDN加速

• 反向代理

2. 应用服务器性能优化

• 分布式缓存（Redis等）

• 异步操作（消息队列）

• 使用集群（负载均衡）

• 代码优化

3. 存储性能优化

• 机械硬盘vs固态硬盘

• B+树 vs LSM树

• RAID vs HDFS

7. 代码优化

• 多线程（Q:怎么确保线程安全？无锁机制有哪些？）

• 资源复用（单例模式，连接池，线程池）

• 数据结构

• 垃圾回收

8. 负载均衡

HTTP重定向负载均衡

当用户发来请求的时候，Web服务器通过修改HTTP响应头中的Location标记来返回一个新的url，然后浏览器再继续请求这个新url，实际上就是页面重定向。通过重定向，来达到“负载均衡”的目标。例如，我们在下载PHP源码包的时候，点击下载链接时，为了解决不同国家和地域下载速度的问题，它会返回一个离我们近的下载地址。重定向的HTTP返回码是302。

优点：比较简单。

缺点：浏览器需要两次请求服务器才能完成一次访问，性能较差。重定向服务自身的处理能力有可能成为瓶颈，整个集群的伸缩性国模有限；使用HTTP302响应码重定向，有可能使搜索引擎判断为SEO作弊，降低搜索排名。

DNS域名解析负载均衡

DNS（Domain Name System）负责域名解析的服务，域名url实际上是服务器的别名，实际映射是一个IP地址，解析过程，就是DNS完成域名到IP的映射。而一个域名是可以配置成对应多个IP的。因此，DNS也就可以作为负载均衡服务。

事实上，大型网站总是部分使用DNS域名解析，利用域名解析作为第一级负载均衡手段，即域名解析得到的一组服务器并不是实际提供Web服务的物理服务器，而是同样提供负载均衡服务的内部服务器，这组内部负载均衡服务器再进行负载均衡，将请求分发到真是的Web服务器上。

优点：将负载均衡的工作转交给DNS，省掉了网站管理维护负载均衡服务器的麻烦，同时许多DNS还支持基于地理位置的域名解析，即会将域名解析成举例用户地理最近的一个服务器地址，这样可以加快用户访问速度，改善性能。

缺点：不能自由定义规则，而且变更被映射的IP或者机器故障时很麻烦，还存在DNS生效延迟的问题。而且DNS负载均衡的控制权在域名服务商那里，网站无法对其做更多改善和更强大的管理。

反向代理负载均衡

反向代理服务可以缓存资源以改善网站性能。实际上，在部署位置上，反向代理服务器处于Web服务器前面（这样才可能缓存Web相应，加速访问），这个位置也正好是负载均衡服务器的位置，所以大多数反向代理服务器同时提供负载均衡的功能，管理一组Web服务器，将请求根据负载均衡算法转发到不同的Web服务器上。Web服务器处理完成的响应也需要通过反向代理服务器返回给用户。由于web服务器不直接对外提供访问，因此Web服务器不需要使用外部ip地址，而反向代理服务器则需要配置双网卡和内部外部两套IP地址。

优点：和反向代理服务器功能集成在一起，部署简单。

缺点：反向代理服务器是所有请求和响应的中转站，其性能可能会成为瓶颈。 

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