大型分布式網站建設注意事項
2019.04.04
大型分布式網站建設要結合以下的方麵進行；
1，大型分布式網站架構技術
大型網站的特點
大型網站一般有如下特點：
用戶多，分布廣泛，大流量，高並， 海量數據，服務高可用，安全環境惡劣，易受網絡攻擊
功能多，變更快，頻繁發布，從小到大，漸進發展， 以用戶為中心，免費服務，付費體驗
2，大型網站架構目標
大型網站的架構目標有如下幾個：
高性能：提供快速的訪問體驗。高可用：網站服務一直可以正常訪問。
可伸縮：通過硬件增加/減少，提高/降低處理能力。 擴展性：方便地通過新增/移除方式，增加/減少新的功能/模塊。 安全性：提供網站安全訪問和數據加密、安全存儲等策略。
敏捷性：隨需應變，快速響應。
3，大型網站架構模式
大型網站的架構模式：
分層：一般可分為應用層、服務層、數據層、管理層與分析層。
分割：一般按照業務/模塊/功能特點進行劃分，比如應用層分為首頁、用戶中心。
分布式：將應用分開部署（比如多台物理機），通過遠程調用協同工作。
集群：一個應用/模塊/功能部署多份（如：多台物理機），通過負載均衡共同提供對外訪問。
緩存：將數據放在距離應用或用戶最近的位置，加快訪問速度。
異步：將同步的操作異步化。客戶端發出請求，不等待服務端響應，等服務端處理完畢後，使用通知或輪詢的方式告知請求方。一般指：請求——響應——通知模式。
冗餘：增加副本，提高可用性、安全性與性能。
安全：對已知問題有有效的解決方案，對未知/潛在問題建立發現和防禦機製。
自動化：將重複的、不需要人工參與的事情，通過工具的方式，使用機器完成。
敏捷性：積極接受需求變更，快速響應業務發展需求。
4，高性能架構
高性能的架構是以用戶為中心，提供快速的網頁訪問體驗，主要參數有較短的響應時間、較大的並發處理能力、較高的吞吐量與穩定的性能參數。
可分為前端優化、瀏覽器優化、應用層優化、代碼層優化與存儲層優化：
前端優化：網站業務邏輯之前的部分。
瀏覽器優化：減少 HTTP 請求數，使用瀏覽器緩存，啟用壓縮，CSS JS 位置，JS 異步，減少 Cookie 傳輸；CDN 加速，反向代理。
應用層優化：處理網站業務的服務器。使用緩存，異步，集群。
代碼優化：合理的架構，多線程，資源複用（對象池，線程池等），良好的數據結構，JVM調優，單例，Cache 等。
存儲優化：緩存、固態硬盤、光纖傳輸、優化讀寫、磁盤冗餘、分布式存儲（HDFS）、NoSQL 等。
5，高可用架構
大(da)型(xing)網(wang)站(zhan)應(ying)該(gai)在(zai)任(ren)何(he)時(shi)候(hou)都(dou)可(ke)以(yi)正(zheng)常(chang)訪(fang)問(wen)，正(zheng)常(chang)提(ti)供(gong)對(dui)外(wai)服(fu)務(wu)。因(yin)為(wei)大(da)型(xing)網(wang)站(zhan)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)，分(fen)布(bu)式(shi)，廉(lian)價(jia)服(fu)務(wu)器(qi)，開(kai)源(yuan)數(shu)據(ju)庫(ku)，操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)等(deng)特(te)點(dian)，要(yao)保(bao)證(zheng)高(gao)可(ke)用(yong)是(shi)很(hen)困(kun)難(nan)的(de)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)網(wang)站(zhan)的(de)故(gu)障(zhang)是(shi)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)的(de)。
如何提高可用性，就是需要迫切解決的問題。首先，需要從架構級別考慮，在規劃的時候，就考慮可用性。
行業內一般用幾個 9 表示可用性指標，比如四個 9（99.99），一年內允許的不可用時間是 53 分鍾。
不同層級使用的策略不同，一般采用冗餘備份和失效轉移解決高可用問題：
應用層：一般設計為無狀態的，對於每次請求，使用哪一台服務器處理是沒有影響的。一般使用負載均衡技術（需要解決 Session 同步問題）實現高可用。
服務層：負載均衡，分級管理，快速失敗（超時設置），異步調用，服務降級，冪等設計等。
數據層：冗餘備份（冷，熱備[同步，異步]，溫備），失效轉移（確認，轉移，恢複）。數據高可用方麵著名的理論基礎是 CAP 理論。（持久性，可用性，數據一致性[強一致，用戶一致，最終一致]）
6，可伸縮架構
伸縮性是指在不改變原有架構設計的基礎上，通過添加/減少硬件（服務器）的方式，提高/降低係統的處理能力：
應用層：對應用進行垂直或水平切分。然後針對單一功能進行負載均衡（DNS、HTTP[反向代理]、IP、鏈路層）。
服務層：與應用層類似。
數據層：分庫、分表、NoSQL 等；常用算法 Hash，一致性 Hash。
7，可擴展架構
可以方便地進行功能模塊的新增/移除，提供代碼/模塊級別良好的可擴展性：
模塊化，組件化：高內聚，低耦合，提高複用性，擴展性。
穩定接口：定義穩定的接口，在接口不變的情況下，內部結構可以“隨意”變化。
設計模式：應用麵向對象思想，原則，使用設計模式，進行代碼層麵的設計。
消息隊列：模塊化的係統，通過消息隊列進行交互，使模塊之間的依賴解耦。
分布式服務：公用模塊服務化，提供其他係統使用，提高可重用性，擴展性。
8，安全架構
對已知問題有有效的解決方案，對未知/潛在問題建立發現和防禦機製。對於安全問題，首先要提高安全意識，建立一個安全的有效機製，從政策層麵，組織層麵進行保障。
比如服務器密碼不能泄露，密碼每月更新，並且三次內不能重複；每周安全掃描等。
以製度化的方式，加強安全體係的建設。同時，需要注意與安全有關的各個環節。
安全問題不容忽視，包括基礎設施安全，應用係統安全，數據保密安全等：
基礎設施安全：硬(ying)件(jian)采(cai)購(gou)，操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)，網(wang)絡(luo)環(huan)境(jing)方(fang)麵(mian)的(de)安(an)全(quan)。一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)正(zheng)規(gui)渠(qu)道(dao)購(gou)買(mai)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)產(chan)品(pin)，選(xuan)擇(ze)安(an)全(quan)的(de)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)，及(ji)時(shi)修(xiu)補(bu)漏(lou)洞(dong)，安(an)裝(zhuang)殺(sha)毒(du)軟(ruan)件(jian)防(fang)火(huo)牆(qiang)。
防範病毒，後門。設置防火牆策略，建立 DDOS 防禦係統，使用攻擊檢測係統，進行子網隔離等手段。
應用係統安全：在程序開發時，對已知常用問題，使用正確的方式，在代碼層麵解決掉。
防止跨站腳本攻擊（XSS），注入攻擊，跨站請求偽造（CSRF），錯誤信息，HTML 注釋，文件上傳，路徑遍曆等。
還可以使用 Web 應用防火牆（比如：ModSecurity），進行安全漏洞掃描等措施，加強應用級別的安全。
數據保密安全：存儲安全（存儲在可靠的設備，實時，定時備份），保存安全（重要的信息加密保存，選擇合適的人員複雜保存和檢測等），傳輸安全（防止數據竊取和數據篡改）。
常用的加解密算法（單項散列加密[MD5、SHA]，對稱加密[DES、3DES、RC]），非對稱加密[RSA]等。
9，敏捷性
網站的架構設計，運維管理要適應變化，提供高伸縮性，高擴展性。方便的應對快速的業務發展，突增高流量訪問等要求。
除上麵介紹的架構要素外，還需要引入敏捷管理，敏捷開發的思想。使業務，產品，技術，運維統一起來，隨需應變，快速響應。
