大型网站架构(1)--分布式系统&中间件从入门到精通(三)

本文涉及的产品
云原生网关 MSE Higress,422元/月
Serverless 应用引擎免费试用套餐包,4320000 CU,有效期3个月
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
简介: 大型网站架构(1)--分布式系统&中间件从入门到精通(三)

前面说了分布式系统和单机系统五个部分的区别,输出设备输入设别除了传统的人机交互多了节点,控制器变成了负载均衡,以及运算器分布式和存储器分布式的变化。

分布式系统的介绍(2)--分布式系统&中间件从入门到精通(二)

 

当访问的网站有海量的数据和非常高的红发,那么他肯定是一个分布式系统,即便用小机型而不是PC Servver,也需要用集群才可以解决。

当我们需要用单机构建一个网站时候,基本会选择一个开源的server容器,直接使用servlet等技术或者使用一些开源框架来构建我们的应用。选择一个数据库管理系统来存储我们的数据,如mysql,通过jdbc来对数据库进行连接。

于是整个服务器包含着:Application Server,JDBC,DB数据库。Application Server里实现具体的功能。

 

举个例子,如果我们做一个交易网站,那么application Server里面就有交易,商品,用户等业务这些是在jvm 里面处理的,然后通过jdbc连接db,db里面有交易,商品,用户表。这里面的各个功能之间都是通过jvm内部的额方法调用进行交互的。

 

当单机负载过高,数据库和业务分离


当我们对外的服务访问人数越来越多,服务器的负载持续升高,不光应对业务计算的需求,还要应对db查询的负载,这时候就可以采用两个服务器,一个服务器放application Server,一个服务器放DB数据库,这样调整之后,可以很好地缓解当前系统的压力,不过随着时间的推移,访问量持续增加,系统还是要继续改进。

当应用服务器继续发出负载警告,这时候可以根据应用检测针对性的进行优化,把业务代码集群部署在多个服务器上,一起访问通过一个DB服务器。这里就会涉及到用户在多个服务器的选择问题,就可用到我们前面提到的负载均衡器,硬件软件都可以。

 

解决集群后的session问题


我们先了解一下session,用户访问浏览器,浏览器跟web服务器会多次进行交互,但是http协议是无状态协议,这时候基于http协议支持会话协议(session state)的机制,这样的协议可以保证web服务器在众多http请求中区分它们。具体实现是在会话开始的时候,web服务器会生成一个session,浏览器中的cookie里会存储这个session,当下次再访问web服务器的时候,web服务器就可以通过浏览器发过来的cookie来识别当前属于哪个会话。Web服务器会独立保存各个会话,如果我们浏览器在禁用cookie的情况下,一般会把这个会话标识放入到url参数中。

当我们集群部署多个web服务器的时候就会遇到session问题,当访问其中一个web服务器,关键点在于session保存在单机的服务器上,当我们第一次访问A服务器,获取到session,但是第二次访问了B服务器,此刻B服务器里是不存在session的。


1、Session Sticky

这个解决原理也很简单,因为用户浏览器每次访问不同的web服务器,导致的,所以我们可以在负载均衡器上做手脚,当访问的是A服务器,就一直访问A服务器就好,不过会有以下问题:

如果有一台web服务器重启或者宕机,那么这台机器上的数据会丢失,如果有登入状态,则需要重新登入,不满足高可用。

会话标识是应用层信息,那么负载均衡器需要将同一个会话保存在同一个web服务器上的话,就需要进行应用层(第7层)解析,开销比第4层要大。

负载均衡从无状态节点变成了有状态节点,内存消耗更大,容灾方面麻烦很大。


2、session Replication

这个方法不再要求每次访问的都是同一个服务器,而是我们在web服务器之间增加了会话数据的同步,通过同步保证不同web服务器的session一致性。这个方式虽然对负载均衡没有太大影响,但是也有他不足的地方:

同步session会造成比较大的开销,只要session有变化,就需要同步,数据和用户越多带来的开销越大。

每台web服务器都要保存session,存储的内容太冗余。


3、session数据集中存储

把session数据集中存储一起,然后不同web服务器从同样的地方获取session。与replication不同的是,web服务器里没有存储session数据复制,而是妨碍另一个地方集中存着。这样不论哪个web服务器,也不论修改哪个session,最终修改的都发生在这个地方,而web服务器获取session数据时候,也从集中的地方获取。而存储session可以用数据库,也可以用其他分布式的中间件。这个方案的不足之处:

读写session引入了网络操作,这时候就会有不稳定和延迟性,不过我们通信基本在内网,影响基本忽略。

如果存储session的机器或者集群除了问题,则会影响整体应用。


4、cookie based

这个方案对于同一个会话的不同请求也不限制具体处理机器,通过cookie来传递session数据,我们session数据放在cookie中,然后web服务上生成对应的session数据,这个方案和前面不同的是,不会依赖外部的存储系统,不过还是有不足的地方。

Cookie长度限制,这样就限制了session的长度。

安全性。Session本身就是服务端的数据,结果限制吧session写入了cookie,本身就不安全,虽然可以加密,但是为了安全的本质就不该接触。

带宽消耗,这里指数据中心整体发送的消耗,不是内部web服务器的消耗。

性能影响,每次处理都带着大量的session数据,响应的结果输出越少,支持并发请求会越多。

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