淺析基于發(fā)量訪問的網站負載均衡設計

淺析基于發(fā)量訪問的網站負載均衡設計

隨著線上業(yè)務的發(fā)展，網站面臨高并發(fā)訪問和海量數據流的情況屢見不鮮，系統(tǒng)中的各個核心設備所負擔的處理能力和計算強度也會相應增大，使得單一設備根本無法承擔。如果淘汰現有設備去做硬件升級，將造成資源的浪費，而且如果以后面臨業(yè)務量的激增，又不得不再次投入高額的硬件升級成本，甚至性能再卓越的設備也不能滿足將來業(yè)務量的需求。在此種情況下，單純的網絡架構就顯得捉襟見肘了，而負載均衡機制則應運而生。服務器負載均衡(ServerLoadBalancing)，其原理是將工作任務相對均衡地分攤到多個節(jié)點(服務器集群)上執(zhí)行，從而提升整個業(yè)務系統(tǒng)的性能。諸如LVS、HAProxy等開源軟件，可以在現有的網絡基礎架構之上建立負載均衡機制，以滿足業(yè)務增長的需要，對于網站的來說不啻為一種廉價且有效的擴展性選擇。此外，針對互聯網上有可能影響數據傳輸的各種環(huán)節(jié)，CDN(ContentDeliveryNetwork)內容交付網絡的應對方案也適時出現。CDN對網站內容的處理，主要在于利用緩存技術將靜態(tài)內容快速分發(fā)至邊緣節(jié)點，通過讓用戶就近取得所需內容，解決Internet網絡擁擠的狀況，提高用戶訪問網站的響應速度，同時也減輕了網站自身系統(tǒng)的性能壓力?，F在看來，貌似我們已經解決了網站發(fā)布所面臨的所有瓶頸了，但是實際上問題遠沒有那么簡單。一方面，對于數據交互比較頻繁的動態(tài)內容而言，CDN只能在其中心節(jié)點與源數據節(jié)點(網站自身系統(tǒng))之間做有限的傳輸優(yōu)化，加速效果遠不如靜態(tài)內容做緩存分發(fā)那般明顯。另一方面，隨著線上業(yè)務、電子商務等領域的Web內容呈現日漸豐富，涌現出了愈發(fā)復雜的業(yè)務交付需求，這對網站的發(fā)布方而言也意味著將面臨更多的挑戰(zhàn)。因此，當我們拋開網絡的傳輸質量、帶寬擁塞程度等外界因素來看的話，又不得不正視一個問題——影響網站訪問效果的最大瓶頸還是在于源數據節(jié)點自身的處理性能。以電子商務網站這種典型的大型高并發(fā)訪問量的線上業(yè)務為例，其性能瓶頸最容易出現在聯機事務處理(OLTP)的環(huán)節(jié)，例如訪問用戶進行條目查閱、訂單確認等場景。產生這種情況的原因在于，網站的運營方出于數據安全等因素的考慮，是不可能將后臺數據庫等資源完全向CDN服務商開放的。由此造成，所有涉及到此類動態(tài)資源的訪問就會頻繁地經由CDN網絡的邊緣節(jié)點上溯到源數據節(jié)點(即網站自身系統(tǒng))來請求實時地響應處理。在保障數據安全性的前提下，要解決網站的性能瓶頸問題，必須提高源數據節(jié)點的業(yè)務處理效率，因此我們還得從網絡架構的設計著手。前文提到過，單臺服務器的處理能力有限，當突發(fā)訪問量驟然增加的時候，其性能就會成為整個系統(tǒng)的瓶頸，導致用戶訪問的響應緩慢甚至網站服務器癱瘓。為了滿足高并發(fā)量訪問的需求，可以通過軟件手段實現服務器集群的多機負載均衡效果。然而，這種軟件式的負載均衡有一個不可避免的缺點，那便是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能方面受限于軟件所安裝運行的服務器，一旦訪問量過大時，該臺服務器就恰恰成了整個系統(tǒng)的瓶頸所在。就一個發(fā)布線上業(yè)務的網站系統(tǒng)而言，前臺的Web服務器由于有外部的CDN服務作為靜態(tài)內容的分流渠道，尚不至于產生明顯的系統(tǒng)瓶頸，而后臺處理動態(tài)內容的核心業(yè)務系統(tǒng)就難免會感到壓力巨大了。具體分析的話，當前的業(yè)務系統(tǒng)多采用客戶端——中間件——數據庫的三層結構設計，通常多是利用WebLogic中間件軟件自帶的服務器集群功能來滿足高性能需求，其中一臺WebLogicServer作為管理服務器負責任務調度，實現負載均衡效果。但是，當訪問用戶到達一定數目的時候，由于該服務器自身的硬件性能瓶頸，會造成整