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web系统架构设计

发布时间: 2022-07-01 04:54:47

⑴ WEB应用开发 架构设计 考虑哪些

  • 介绍

  1. Web API 是一种应用接口框架,它能够构建HTTP服务以支撑更广泛的客户端(包括浏览器,手机和平板电脑等移动设备)的框架。

  2. ASP.NET Web API 是一种用于在 .NET Framework 上构建 RESTful 应用程序的理想平台。本文主要以ASP.NET Web API 的框架实现来介绍整个Web API应用架构设计,但不局限于.NET的技术。

  • 核心层设计

  1. 在目前发达的应用场景下,往往需要接入Winform客户端、APP程序、网站程序、以及目前热火朝天的微信应用等,这些数据应该可以由同一个服务提供,这个就是我们所需要构建的Web API平台。

  2. 很多企业的需求都是以Web API优先的理念来设计整个企业应用体系的。Web API作为整个纽带的核心,在整个核心层需要考虑到统一性、稳定性、以及安全性等方面因素。


⑵ 分布式Web服务器架构

最开始,由于某些想法,于是在互联网上搭建了一个网站,这个时候甚至有可能主机都是租借的,但由于这篇文章我们只关注架构的演变历程,因此就假设这个时候已经是托管了一台主机,并且有一定的带宽了,这个时候由于网站具备了一定的特色,吸引了部分人访问,逐渐你发现系统的压力越来越高,响应速度越来越慢,而这个时候比较明显的是数据库和应用互相影响,应用出问题了,数据库也很容易出现问题,而数据库出问题的时候,应用也容易出问题,于是进入了第一步演变阶段:将应用和数据库从物理上分离,变成了两台机器,这个时候技术上没有什么新的要求,但你发现确实起到效果了,系统又恢复到以前的响应速度了,并且支撑住了更高的流量,并且不会因为数据库和应用形成互相的影响。

这一步架构演变对技术上的知识体系基本没有要求。

架构演变第二步:增加页面缓存

好景不长,随着访问的人越来越多,你发现响应速度又开始变慢了,查找原因,发现是访问数据库的操作太多,导致数据连接竞争激烈,所以响应变慢,但数据库连接又不能开太多,否则数据库机器压力会很高,因此考虑采用缓存机制来减少数据库连接资源的竞争和对数据库读的压力,这个时候首先也许会选择采用squid 等类似的机制来将系统中相对静态的页面(例如一两天才会有更新的页面)进行缓存(当然,也可以采用将页面静态化的方案),这样程序上可以不做修改,就能够很好的减少对webserver的压力以及减少数据库连接资源的竞争,OK,于是开始采用squid来做相对静态的页面的缓存。
前端页面缓存技术,例如squid,如想用好的话还得深入掌握下squid的实现方式以及缓存的失效算法等。

架构演变第三步:增加页面片段缓存

增加了squid做缓存后,整体系统的速度确实是提升了,webserver的压力也开始下降了,但随着访问量的增加,发现系统又开始变的有些慢了,在尝到了squid之类的动态缓存带来的好处后,开始想能不能让现在那些动态页面里相对静态的部分也缓存起来呢,因此考虑采用类似ESI之类的页面片段缓存策略,OK,于是开始采用ESI来做动态页面中相对静态的片段部分的缓存。
这一步涉及到了这些知识体系:
页面片段缓存技术,例如ESI等,想用好的话同样需要掌握ESI的实现方式等;

架构演变第四步:数据缓存
在采用ESI之类的技术再次提高了系统的缓存效果后,系统的压力确实进一步降低了,但同样,随着访问量的增加,系统还是开始变慢,经过查找,可能会发现系统中存在一些重复获取数据信息的地方,像获取用户信息等,这个时候开始考虑是不是可以将这些数据信息也缓存起来呢,于是将这些数据缓存到本地内存,改变完毕后,完全符合预期,系统的响应速度又恢复了,数据库的压力也再度降低了不少。

这一步涉及到了这些知识体系:

缓存技术,包括像Map数据结构、缓存算法、所选用的框架本身的实现机制等。

架构演变第五步: 增加webserver

好景不长,发现随着系统访问量的再度增加,webserver机器的压力在高峰期会上升到比较高,这个时候开始考虑增加一台webserver,这也是为了同时解决可用性的问题,避免单台的webserver down机的话就没法使用了,在做了这些考虑后,决定增加一台webserver,增加一台webserver时,会碰到一些问题,典型的有:
1、如何让访问分配到这两台机器上,这个时候通常会考虑的方案是Apache自带的负载均衡方案,或LVS这类的软件负载均衡方案;
2、如何保持状态信息的同步,例如用户session等,这个时候会考虑的方案有写入数据库、写入存储、cookie或同步session信息等机制等;
3、如何保持数据缓存信息的同步,例如之前缓存的用户数据等,这个时候通常会考虑的机制有缓存同步或分布式缓存;
4、如何让上传文件这些类似的功能继续正常,这个时候通常会考虑的机制是使用共享文件系统或存储等;
在解决了这些问题后,终于是把webserver增加为了两台,系统终于是又恢复到了以往的速度。

这一步涉及到了这些知识体系:

负载均衡技术(包括但不限于硬件负载均衡、软件负载均衡、负载算法、linux转发协议、所选用的技术的实现细节等)、主备技术(包括但不限于 ARP欺骗、linux heart-beat等)、状态信息或缓存同步技术(包括但不限于Cookie技术、UDP协议、状态信息广播、所选用的缓存同步技术的实现细节等)、共享文件技术(包括但不限于NFS等)、存储技术(包括但不限于存储设备等)。

架构演变第六步:分库

享受了一段时间的系统访问量高速增长的幸福后,发现系统又开始变慢了,这次又是什么状况呢,经过查找,发现数据库写入、更新的这些操作的部分数据库连接的资源竞争非常激烈,导致了系统变慢,这下怎么办呢,此时可选的方案有数据库集群和分库策略,集群方面像有些数据库支持的并不是很好,因此分库会成为比较普遍的策略,分库也就意味着要对原有程序进行修改,一通修改实现分库后,不错,目标达到了,系统恢复甚至速度比以前还快了。
这一步涉及到了这些知识体系:

这一步更多的是需要从业务上做合理的划分,以实现分库,具体技术细节上没有其他的要求;

但同时随着数据量的增大和分库的进行,在数据库的设计、调优以及维护上需要做的更好,因此对这些方面的技术还是提出了很高的要求的。

架构演变第七步:分表、DAL和分布式缓存
随着系统的不断运行,数据量开始大幅度增长,这个时候发现分库后查询仍然会有些慢,于是按照分库的思想开始做分表的工作,当然,这不可避免的会需要对程序进行一些修改,也许在这个时候就会发现应用自己要关心分库分表的规则等,还是有些复杂的,于是萌生能否增加一个通用的框架来实现分库分表的数据访问,这个在ebay的架构中对应的就是DAL,这个演变的过程相对而言需要花费较长的时间,当然,也有可能这个通用的框架会等到分表做完后才开始做,同时,在这个阶段可能会发现之前的缓存同步方案出现问题,因为数据量太大,导致现在不太可能将缓存存在本地,然后同步的方式,需要采用分布式缓存方案了,于是,又是一通考察和折磨,终于是将大量的数据缓存转移到分布式缓存上了。
这一步涉及到了这些知识体系:
分表更多的同样是业务上的划分,技术上涉及到的会有动态hash算法、consistent hash算法等;

DAL涉及到比较多的复杂技术,例如数据库连接的管理(超时、异常)、数据库操作的控制(超时、异常)、分库分表规则的封装等;

架构演变第八步:增加更多的webserver

在做完分库分表这些工作后,数据库上的压力已经降到比较低了,又开始过着每天看着访问量暴增的幸福生活了,突然有一天,发现系统的访问又开始有变慢的趋势了,这个时候首先查看数据库,压力一切正常,之后查看webserver,发现apache阻塞了很多的请求,而应用服务器对每个请求也是比较快的,看来是请求数太高导致需要排队等待,响应速度变慢,这还好办,一般来说,这个时候也会有些钱了,于是添加一些webserver服务器,在这个添加 webserver服务器的过程,有可能会出现几种挑战:
1、Apache的软负载或LVS软负载等无法承担巨大的web访问量(请求连接数、网络流量等)的调度了,这个时候如果经费允许的话,会采取的方案是购买硬件负载,例如F5、Netsclar、Athelon之类的,如经费不允许的话,会采取的方案是将应用从逻辑上做一定的分类,然后分散到不同的软负载集群中;
2、原有的一些状态信息同步、文件共享等方案可能会出现瓶颈,需要进行改进,也许这个时候会根据情况编写符合网站业务需求的分布式文件系统等;
在做完这些工作后,开始进入一个看似完美的无限伸缩的时代,当网站流量增加时,应对的解决方案就是不断的添加webserver。
这一步涉及到了这些知识体系:

到了这一步,随着机器数的不断增长、数据量的不断增长和对系统可用性的要求越来越高,这个时候要求对所采用的技术都要有更为深入的理解,并需要根据网站的需求来做更加定制性质的产品。

架构演变第九步:数据读写分离和廉价存储方案

突然有一天,发现这个完美的时代也要结束了,数据库的噩梦又一次出现在眼前了,由于添加的webserver太多了,导致数据库连接的资源还是不够用,而这个时候又已经分库分表了,开始分析数据库的压力状况,可能会发现数据库的读写比很高,这个时候通常会想到数据读写分离的方案,当然,这个方案要实现并不容易,另外,可能会发现一些数据存储在数据库上有些浪费,或者说过于占用数据库资源,因此在这个阶段可能会形成的架构演变是实现数据读写分离,同时编写一些更为廉价的存储方案,例如BigTable这种。

这一步涉及到了这些知识体系:

数据读写分离要求对数据库的复制、standby等策略有深入的掌握和理解,同时会要求具备自行实现的技术;

廉价存储方案要求对OS的文件存储有深入的掌握和理解,同时要求对采用的语言在文件这块的实现有深入的掌握。

架构演变第十步:进入大型分布式应用时代和廉价服务器群梦想时代

经过上面这个漫长而痛苦的过程,终于是再度迎来了完美的时代,不断的增加webserver就可以支撑越来越高的访问量了,对于大型网站而言,人气的重要毋庸置疑,随着人气的越来越高,各种各样的功能需求也开始爆发性的增长,这个时候突然发现,原来部署在webserver上的那个web应用已经非常庞大了,当多个团队都开始对其进行改动时,可真是相当的不方便,复用性也相当糟糕,基本是每个团队都做了或多或少重复的事情,而且部署和维护也是相当的麻烦,因为庞大的应用包在N台机器上复制、启动都需要耗费不少的时间,出问题的时候也不是很好查,另外一个更糟糕的状况是很有可能会出现某个应用上的bug就导致了全站都不可用,还有其他的像调优不好操作(因为机器上部署的应用什么都要做,根本就无法进行针对性的调优)等因素,根据这样的分析,开始痛下决心,将系统根据职责进行拆分,于是一个大型的分布式应用就诞生了,通常,这个步骤需要耗费相当长的时间,因为会碰到很多的挑战:
1、拆成分布式后需要提供一个高性能、稳定的通信框架,并且需要支持多种不同的通信和远程调用方式;
2、将一个庞大的应用拆分需要耗费很长的时间,需要进行业务的整理和系统依赖关系的控制等;
3、如何运维(依赖管理、运行状况管理、错误追踪、调优、监控和报警等)好这个庞大的分布式应用。
经过这一步,差不多系统的架构进入相对稳定的阶段,同时也能开始采用大量的廉价机器来支撑着巨大的访问量和数据量,结合这套架构以及这么多次演变过程吸取的经验来采用其他各种各样的方法来支撑着越来越高的访问量。
这一步涉及到了这些知识体系:

这一步涉及的知识体系非常的多,要求对通信、远程调用、消息机制等有深入的理解和掌握,要求的都是从理论、硬件级、操作系统级以及所采用的语言的实现都有清楚的理解。
运维这块涉及的知识体系也非常的多,多数情况下需要掌握分布式并行计算、报表、监控技术以及规则策略等等。
说起来确实不怎么费力,整个网站架构的经典演变过程都和上面比较的类似,当然,每步采取的方案,演变的步骤有可能有不同,另外,由于网站的业务不同,会有不同的专业技术的需求,这篇blog更多的是从架构的角度来讲解演变的过程,当然,其中还有很多的技术也未在此提及,像数据库集群、数据挖掘、搜索等,但在真实的演变过程中还会借助像提升硬件配置、网络环境、改造操作系统、CDN镜像等来支撑更大的流量,因此在真实的发展过程中还会有很多的不同,另外一个大型网站要做到的远远不仅仅上面这些,还有像安全、运维、运营、服务、存储等,要做好一个大型的网站真的很不容易

⑶ 大型java web系统架构该如何设计

其实操作起来不难。
”健壮性“:用现成的流行的框架。大家实践检验过的一定很robust。
”拓展性“:就是说你要对你用的框架很熟,要明白原理,甚至可以自己修改,实现功能。这个要花时间下功夫。
“易维护”:写好注释,做好文档。平时稍微用点心就可以做好。
“版本控制”:这有现成的工具,比如git。

⑷ 题目2、假设你负责一个WEB应用程序的架构设计,你应该考虑哪些方面。

咨询记录 · 回答于2021-12-14

⑸ 怎样具备大规模高并发访问的Web应用架构设计和开发经验

理论上经验这个东西是学不来的.
说一下我的例子.
刚入行的时候,基本就是写了一些增删改查.甚至session都不太理解.
随着入行后,你会遇到各种各样的问题.在解决问题的过程中,经验来了.

简单说一下所谓大规模高并发访问的web架构吧.

其实,对于大规模高并发不外乎两点,第一点是及时相应(尽可能优化io).第二点是数据安全.

这两点控制的好,就没问题的.所以,我们的架构也就围绕在这两点应运而生.
第一点,为了尽可能提高应用的io吞吐量.则需要我们把所有耗时的io操作尽可能的优化,比如全局使用很少更改的一些配置,则可以采用nosql来全局共享(注意,这里的全局是指服务器集群.如果涉及到了大规模,肯定是多服务器的).在其次可以增加服务器缓存.比如2秒钟从上一条的服务器读取配置,存到服务器级别.以提高效率.还有线程缓存.如果业务复杂可能对一个请求需要查询多次数据,不变的,老规矩,放到线程缓存.基本也就差不多了.

第二点,因为应用不同,要考虑容错率.这个部分优化,可以考虑分离业务,把必须要数据安全的业务逻辑提取出来,队列执行或者特殊处理.

剩下的就是服务器部署与如何分配,比如多少台web服务器,数据库配置,内存服务器配置等.
这只能是在实际项目和工作过程中来区别对待了.

⑹ 一个web工程架构最基本的几个必不可少的模块,谁能给列一下

一。java方面的话,现在还是流程mvc架构。
v:View层用于与用户的交互,通常用JSP来实现,如果交互性要求比较高,可能还需要ajax方面的工具,小巧强大的jquery必不可少。
c:Controller层是Model与View之间沟通的桥梁,它可以分派用户的请求并选择恰当的视图以用于显示,同时它也可以解释用户的输入并将它们映射为模型层可执行的操作。控制层struts2用的比较多,改进了很多struts1的缺点。当然也可以自己写servlet来做控制层。
m:Model层实现系统中的业务逻辑,通常可以用JavaBean或EJB来实现。

二。Java开发Web Application有几种符合MVC设计模式的开发方式。 1:Jsp+Servlet+JavaBean(EJB)
2:Jsp+JavaBean(Controller)+JavaBean(EJB)(Model)
3:TDK(Turbine,Velocity...)
4:Xsp
5:Jsp+Struts+JavaBean(EJB)
6:SSH (Struts + Spring + Hibernate)
三。常见的MVC组件
Struts: Apache的,最流行的MVC组件
Struts2 :Apache用Struts 和 WebWork的组合出来的新产品,目前上升势头强劲 WebWork: 这个可是老牌的MVC组件,后来组合成了Struts2, 不过自身仍在发展
Spring MVC:SpringFramework自己整合自己Spring的优势推出的MVC组件,用户也不少 JSF: 这个是一个规范,Sun的和 Apache的都有各自的实现。用户量很大,被众多IDE支持。 Tapestry: 最彻底的MVC开发框架,丰富的组件资源,重用性很高。组件扮演着控制器Controller的角色,是模式层(Model) 中pure-domain objects和包含有组件的HTML模板之间的媒介。大多数情况下,这种方式应用于页面(页面也 是 Tapestry组件),但是在某些情况中,一个组件拥有自己的模板,包含着更多的组件,并且支持与使用者的互交。页面通过配置一系列属性表达式(Property expressions)连接模式层和表现层。属性表达式使用另外一种开源框架OGNL(Object Graph Navigation Language)。OGNL的开源工程(project)独立于Tapestry,但是在Tapestry中起很重要的作用。OGNL主要的目的在于读取和更新对象的Java Bean属性。

如有其它问题可以追问。

⑺ web前端开发开发技术架构有哪些

前端的应用非常广泛,基本网站、APP、HTML5小程序等都需要前端开发,所以只要是互联网产品基本都需要前端。
前端程序猿切页面写页面,Web上、H5上的炫酷效果,是前端开发大展身手的地方。最常见的用于前端开发的技术组合是:
HTML+CSS+JavaScript。
web前端是在开发人员中最直接面向产品、面向用户的设计人员,一个开发团队的成果是要靠web前端去展现,因为用户不会去关心后台的处理有多么强大。
后端开发是写后台,各种业务逻辑、数据处理、模块接口、客户端接口等等。后端开发者通常精通于一种Web编程语言和一个数据库管理系统。电商平台点击筛选条件下面为你筛选出来的宝贝的功能以及付款人数数据的变化等都是由后台来实现提供的。
目前web产品交互越来越复杂,用户使用体验和网站前端性能优化这些都得靠web前端去做。
前端开发则是网站的前台代码实现,包括基本的HTML和CSS以及JavaScript/ajax,最新的高级版本HTML5、CSS3,以及SVG等。
前端开发需要学习的技术
1 掌握基本web前端开发技术:HTML、CSS、JavaScript、DOM、BOM、AJAX等,而且要了解它们在不同浏览器上的兼容情况、渲染原理和存在的Bug
2 必须掌握网站性能优化、SEO和服务器端开发技术的基础知识
3 必须学会运用各种web前端开发与测试工具进行辅助开发
4 除了掌握技术层面的知识,还要掌握理论层面的知识,包括代码的可维护性、组件的易用性、分层语义模板和浏览器分级支持等
5 未来web前端开发工程师还要研究HTML5、web视觉设计、网站配色、网站交互设计模式等相关技术
web前端有广阔的发展空间,app、小程序、移动端、pc端等都网站是需要前端技术的开发支持才能够完成,技术门槛相对较低、需求量较大,薪资待遇良好。只要是互联网端的客户界面,就需要前端来制作完成,前端开发的编程量不大,但是需要部分编程,入门简单,但是要学的深入需要一个过程。
Web前端招聘岗位
• 前端开发工程师、Web开发工程师、网页开发工程师、HTML开发工程师...
• H5开发工程师、移动应用开发工程师、App开发工程师、小程序开发工程师...
• JS开发工程师、Vue.js开发工程师、Node.js开发工程师、前端架构师...
• 小游戏开发工程师、数据可视化开发工程师、WebGL开发工程师、WebVR开 发工程师、Web安全工程师...

⑻ 如何读懂Web服务的系统架构图

大数据数量庞大,格式多样化。大量数据由家庭、制造工厂和办公场所的各种设备、互联网事务交易、社交网络的活动、自动化传感器、移动设备以及科研仪器等生成。它的爆炸式增长已超出了传统IT基础架构的处理能力,给企业和社会带来严峻的数据管理问题。因此必须开发新的数据架构,围绕“数据收集、数据管理、数据分析、知识形成、智慧行动”的全过程,开发使用这些数据,释放出更多数据的隐藏价值。

一、大数据建设思路

1)数据的获得

四、总结

基于分布式技术构建的大数据平台能够有效降低数据存储成本,提升数据分析处理效率,并具备海量数据、高并发场景的支撑能力,可大幅缩短数据查询响应时间,满足企业各上层应用的数据需求。

⑼ 简述WEB系统的架构原理

这个话题太大了。

一般来说,WEB系统,主要是指后端,前端就是各种浏览器了。

那么简单来讲,只要是能与浏览器通过网络交互的系统,都可以算是WEB系统。最简洁的就是用NODEJS写一个echo,就是客户端发什么内容,就回什么内容。

而在实际应用中,WEB系统的架构,一般有这么几个部分:负载均衡、授权验证(可选)、静态内容服务、动态内容服务(业务逻辑)、数据库、运维后台。
1)负载均衡是为了改善用户体验、充分利用服务器资源,主要功能是将新的请求转发到不那么忙的服务器进行处理。
2)授权验证,是在对浏览器发起的请求进行授权校验,如果不是合法的请求,就予以拒绝或者重定向至登录页面。
3)静态内容服务,是指图片、CSS等不会根据不同用户而变化的静态内容,将其直接返回给用户。因为不需要进行逻辑判断,性能主要取决于I/O读写,响应可以非常快。超大型网站,也会把一部分动态内容,例如对访问量大的新闻页,做静态处理,以提升响应速度。静态内容服务的典型是CDN。
4)动态内容服务,是根据用户请求的不同,而进行响应的业务逻辑处理。比如对用户数据的CRUD(增删查改)。这是绝大多数WEB系统的核心所在,一般会调用数据库和数据缓存。具体实现会根据业务需要而变化,也可以变得非常复杂。
5)数据库,是数据所在,既有经典的关系型传统数据库系统,也有为了提升访问性能、减轻的内存数据库。
6)运维后台,是为了方便监控运行状态、升级维护系统,不直接参与对外服务。
先写这么多吧。有具体的问题了,可以再问。