架构的演变之路

Posted 2022-11-13 zs-book1

关于分布式系统，一直不知道该怎么写，这里就先介绍下架构的演变

1.在最开始时，使用的架构是这样的：

 

 浏览器向后台服务器发送请求，然后服务器请求数据库，获取数据，在响应给浏览器，这是最早期的架构，服务器和数据库放在一台主机上，

 

这样的架构带来的问题是：

　　当访问量逐渐增大时，服务器的负载就会越来越大，负载达到一定限制时，服务器就会宕机，一旦服务器宕机，前端就获取不到任何数据

2.为了解决这个问题，就提出了第二套架构

 

 通过将数据库分离出来成为一个单独的服务器，来减小放web项目的服务器的压力，这样虽然解决了第一种架构的问题，但是新的问题出现了：

　　当有十万并发请求web服务器时，服务器就会宕机，服务器宕机，浏览器仍然获取不到任何数据，核心功能在web服务器上

3.因此就出现了第三种架构

 

 为了解决上一种架构的问题，于是就提出了使用web服务器集群来部署项目，这样当节点1宕机的话，就会请求节点2处理请求，那么问题也随之而来：

　　如果访问量非常大，导致节点1宕机的话，那么所有的请求就会被节点2接受，节点1宕机，节点2最后必然也会宕机，

4.负载均衡

 

 针对上面的架构的问题，就有了解决办法：

　　使用nginx来做负载均衡，使用轮询算法，一条给节点1，一条给节点2，下一个请求还给节点1，这样就解决了上面的问题，但是又迎来了新的问题：

　　假设节点1的最大负载是8万，那么当节点1上现在已经达到满载8万时，下一条请求就是压死骆驼的最后一根稻草，当下一次请求进入节点1，节点1的负载就到了8万零一条，

这时节点1就会宕机。当节点1宕机后，nginx会继续尝试连接节点1，当尝试几次还是连接不上后，就会放弃连接，并将节点1标记为宕机状态。

　　节点1宕机后，所有的请求就会压在节点2上，那么最后结果是节点2也必然宕机

5.架构五，将项目拆分

 

将一个项目于分两个节点来存放，节点1就只存放门户网站，节点2存放登录的项目， 这样就将请求分不同的服务器处理了

假设此时又十万并发过来了，这十万并发中有两万是请求门户网站的，就访问节点1、3，八万是请求登录项目的就访问节点2、4，这样高并发的问题就解决了。可以查看dubbo架构：https://github.com/Zs-xiazhi/dubbo

　　并发的问题解决了，数据库又出现问题了：想象一下，随着项目的越来越大，用户越来越多，数据库中的用户表中的数据也越来越多，数据的查询就会非常慢，而且服务器集群中所有的服务器都是访问这一个数据库，那么数据库的压力就会很大。随着数据库中的数据越来越多，压力越来越大，数据库就会宕机，而服务器集群访问的只有这一台数据库，一旦数据库宕机，那么所有的项目都获取不到数据了。

6.架构六，设置主从数据库

因为上面已经解决了服务器集群高并发问题，因此就不详细画该部分了：

 

 数据库设置主从关系库，正常运行时web服务器访问主库，所有的数据都存放在DB1上，当DB1宕机时，访问DB2，发现没有数据，因此DB1和DB2之间要做数据同步。

当DB1宕机期间，所有的数据都存放在DB2上，如果DB1修好了，这时发现DB2上有的数据DB1上没有，DB2就会自动向DB1同步数据，速度非常快，为了加快速度，可以将经常使用的且不经常修改的数据放入redis缓存中

这种架构出现的问题是：

　　1.如果DB1宕机，如何切换从库?

　　　　启用监听。项目启动后，web项目连接数据库DB1，当DB1连接超时，启用监听，切换数据库DB2

　　2.单表数据过大，数据库承受访问压力过大

　　　　单表数据量过大：分库分表

　　　　数据库承受访问压力过大：独写分离

7.分库分表

 

 如上图所示，假设项目用户越来越多，那么用户表user内的数据就会越来越多，这时查询数据非常慢，使用分库分表，就是将同一张表放入不同的数据库中。

假设user表中有10万条数据，那么就在db1放1-5万条数据， db2中放5-10万条数据

在分库分表中，没有主从概念，所有的数据库都是平等的

问题：如何知道要查询的数据在那儿个数据库中？

　　假设用户需要查询一条数据， 那么服务器如何知道这条数据存在哪儿个数据库的表中的呢？所以需要在服务器和数据库之间建立一个命名节点，这也是一个数据库，里面存放的数据是每个数据库节点的数据范围。如：DB1---1-5万，DB2--5-10万。这样服务器访问数据库时，先到命名节点中查询要查的数据库是在哪儿个数据库上，然后再到相应的数据库中查询数据。

8.读写分离

分库分表完美解决了大量数据的存储问题，但是单个服务器压力过大的问题还没有解决，读写分离解决但服务器压力过大问题：中间的命名节点仍然存在，这里画漏了

 

 读写分离：

　　就是把服务器端的select和增删改操作分离开来，对每一个数据库做标识（read-->只做select操作，write-->只做增删改操作）

读写分离是有主从概念的，并不是真的有主库和从库的区分，是有这个概念，读为主，写为从。

上图使用的是独写分离加上分库分表，这两种方式可以同时使用，也可以分开单独使用，并不冲突