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中小型網站架構分析及優(yōu)化
[來源:www.7t24h.net]
[作者:網站建設]
[日期:16-01-11]
[瀏覽次數:]
第一層:CDN
國內網絡分布主要南電信北聯通,造成跨地區(qū)訪問延遲大問題,對于有一定訪問量網站來說,增加CDN(內容分發(fā)網絡)層可有效改善此現象,也是網站加速的最好選擇。CDN把網站頁面緩存到全國分布的節(jié)點上,用戶訪問時從最近的機房獲取數據,這樣大大減少網絡訪問的路徑。如果想自己搭建CDN,不建議這么做,因為什么呢?其實說白了,就是什么事別往運維上攔。CDN架構部署不復雜,影響效果的因素卻很多,后期管理維護也比較復雜,想達到預期的效果確非易事,這是一個費力不討好的活,最后老板還是感覺是你能力不足。建議找專做CDN的公司,費用也不貴,有抗流量攻擊能力,效果也很好,運維也少很多事,何樂而不為呢!
第二層:反向代理(網頁緩存)
如果CDN沒有緩存要請求的數據則向這層發(fā)起請求,在代理服務器配置緩存功能(本地),代理服務器就查找本地緩存是否有CDN請求的數據,如果有就直接返回給CDN,如果沒有則請求后端負載均衡器然后轉發(fā)給WEB服務器返回數據給代理服務器,代理服務器再將結果給CDN。代理服務器一般緩存不經常變動的靜態(tài)頁面,如image、js、css、html等,主流的緩存軟件有Squid、Varnish、Nginx。
第三層:負載均衡
訪問量較大的網站都會用到負載均衡,因為這是解決單臺服務器性能瓶頸的最好辦法。反向代理將請求轉發(fā)給負載均衡器,負載均衡器根據算法(輪訓、負載情況選擇后端等)交給后端WEB服務處理,WEB服務處理完成后直接返回數據給反向代理服務器。負載均衡合理分配請求給后端多臺WEB服務器,減輕單臺服務器并發(fā)負載,并保證服務可用性。主流的負載均衡軟件有LVS、HAProxy、Nginx。
第四層:WEB服務
WEB服務是處理用戶請求的,WEB服務處理效率,直接影響到訪問速度,為避免這層因素造成訪問慢,應對其進行調優(yōu),讓WEB服務發(fā)揮到最佳狀態(tài)。常見的WEB服務有Apache和Nginx。
Apache優(yōu)化:
1).mod_deflate壓縮模塊
查看是否加載:
# apachectl M |grep deflate
如果沒有安裝使用apxs編譯進去:
# /usr/local/apache/bin/apxs c I A apache源碼目錄/modules/mod_deflate.c
deflate配置參數:
DeflateCompressionLevel6 #壓縮等級(1-9),數值越大效率越高,消耗CPU也就越高
SetOutputFilterDEFLATE #啟用壓縮
AddOutputFilterByTypeDEFLATE text/html text/plain text/xml #壓縮類型
AddOutputFilterByTypeDEFLATE css js html htm xml php
2).mod_expires緩存模塊
查看是否加載:
# apachectl M |grep expires
如果沒有安裝使用apxs編譯進去:
# /usr/local/apache/bin/apxs c I A apache源碼目錄/modules/mod_expires.c
再在httpd.conf啟用模塊:LoadModule expires_module modules/mod_expires.so
緩存機制有三種用法:全局、目錄和虛擬主機
全局配置,在配置文件末尾添加:
ExpiresActiveon #啟用有效期控制,會自動清除已過期的緩存,然后從服務器獲取新的
ExpiresDefault "accessplus 1 days" #默認任意格式的文檔都是1天后過期
ExpiresByTypetext/html "access plus 12 months"
ExpiresByTypeimage/jpg "access plus 12 months" #jpg格式圖片緩存12月
3).工作模式選擇及優(yōu)化
apache有兩種常見工作模式,worker和prefork,默認是worker,是混合型的MPM(多路處理模塊),支持多進程和多線程,由線程來處理請求,所以可以處理更多請求,提高并發(fā)能力,系統資源開銷也小于基于進程的MPM,由于線程使用進程內存空間,進程崩潰會導致其下線程崩潰。而prefork是非線程型MPM,進程占用系統資源也比worker多,由于進程處理連接,在工作效率上也比worker更穩(wěn)定??赏ㄟ^apache2 l查看當前工作模式,在編譯時使用—with-mpm參數指定工作模式。根據自己業(yè)務需求選擇不同工作模式,再適當增加工作模式相關參數,可提高處理能力。
配置參數說明:
StartServers 8 #默認啟動8個httpd進程
MinSpareServers 5 #最小的空閑進程數
MaxSpareServers 20 #最大的空閑進程數,如果大于這個值,apache會自動kill一些進程
ServerLimit 256 #服務器允許進程數的上限
MaxClients 256 #同時最多發(fā)起多少個訪問,超過則進入隊列等待
MaxRequestsPerChild 4000 #每個進程啟動的最大線程
Nginx優(yōu)化:
1).gzip壓縮模塊
http {
……
gzip on;
gzip_min_length 1k; #允許壓縮的頁面最小字節(jié)數,默認是0,多大都壓縮,小于1k的可能適得其反
gzip_buffers 4 16k; #gzip申請內存的大小,按數據大小的4倍去申請內存
gzip_http_version 1.0; #識別http協議版本
gzip_comp_level 2; #壓縮級別,1壓縮比最小,處理速度最快,9壓縮比最大,處理速度最慢
gzip_types text/plainapplication/x-javascripttext/css application/xml image/jpg; #壓縮數據類型
gzip_vary on; #根據客戶端的http頭來判斷,是否需要壓縮
}
2).expires緩存模塊
server {
location ~ .*.(gif|jpg|png|bmp|swf)$ #緩存數據后綴類型
{
expires 30d; #使用expires緩存模塊,緩存到客戶端30天
}
location ~ .*.( jsp|js|css)?$
{
expires 1d;
}
}
3).fastcgi優(yōu)化
nginx不支持直接調用或者解析動態(tài)程序(php),必須通過fastcgi(通用網關接口)來啟動php-fpm進程來解析php腳本。也就是說用戶請求先到nginx,nginx再將動態(tài)解析交給fastcgi,fastcgi啟動php-fpm解析php腳本。所以我們有必要對fastcgi和php-fpm進行適當的參數優(yōu)化。
http {
……
fastcgi_cache_path/usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10m inactive=5m;
# FastCGI緩存指定一個文件路徑、目錄結構等級、關鍵字區(qū)域存儲時間和非活動刪除時間
fastcgi_connect_timeout 300; #指定連接到后端FastCGI的超時時間
fastcgi_send_timeout 300; #指定向FastCGI傳送請求的超時時間
fastcgi_read_timeout 300; #指定接收FastCGI應答的超時時間
fastcgi_buffer_size 64k; #指定讀取FastCGI應答第一部分需要多大的緩沖區(qū)
fastcgi_buffers 4 64k; #指定本地需要用多少盒多大的緩沖區(qū)來緩沖FastCGI的應答請求
fastcgi_busy_buffers_size 128k;
fastcgi_temp_file_write_size 128k; #表示在寫入緩存文件時使用多大的數據塊,默認值是fastcgi_buffers的兩倍
fastcgi_cache TEST; #開啟fastcgi_cache緩存并指定一個TEST名稱
fastcgi_cache_valid 200 302 1h; #指定200、302應答代碼的緩存1小時
fastcgi_cache_valid 301 1d; #將301應答代碼緩存1天
fastcgi_cache_valid any 1m; #將其他應答均緩存1分鐘
{
php-fpm.conf配置參數:
pm =dynamic #兩種控制子進程方式(static和dynamic)
pm.max_children= 5 #同一時間存活的最大子進程數
pm.start_servers= 2 #啟動時創(chuàng)建的進程數
pm.min_spare_servers= 1 #最小php-fpm進程數
pm.max_spare_servers= 3 #最大php-fpm進程數
4).proxy_cache本地緩存模塊
http {
……
proxy_temp_path /usr/local/nginx/proxy_cache/temp; #緩存臨時目錄
proxy_cache_path /usr/local/nginx/proxy_cache/cache levels=1:2 keys_zone=one:10m inactive=1d max_size=1g;
#緩存文件實際目錄,levels定義層級目錄,1:2說明1是一級目錄,2是二級目錄,keys_zone存儲元數據,并分配10M內存空間。inctive表示1天沒有被訪問的緩存就刪除,默認10分鐘。max_size是最大分配磁盤空間
server {
listen 80;
server_name 192.168.1.10;
location / {
proxy_cache one; #調用緩存區(qū)
#proxy_cache_valid 200 304 12h; #可根據HTTP狀態(tài)碼設置不同的緩存時間
proxy_cache_valid any 10m; #緩存有效期為10分鐘
}
#清除URL緩存,允許來自哪個網段的IP可以清除緩存(需要安裝第三方模塊"ngx_cache_purge"),清除URL緩存方法:訪問http://192.168.1.10/purge/文件名
location ~ /purge(/.*){
allow 127.0.0.1;
allow 192.168.1.0/24;
deny all;
proxy_cache_purge cache_one$host$1$is_args$args;
}
}
小結:
啟用壓縮模塊可以節(jié)省一部分帶寬,會增加WEB端CPU處理,但在上圖網站架構中,WEB端啟用壓縮模塊并沒有起到作用,因為傳輸到上層走的是局域網。對于直接面向用戶的架構還是要啟用的。WEB也不用啟用expires模塊,因為有了反向代理服務器和CDN,所以到不了用戶瀏覽器,開啟起不到作用。
如果反向代理使用nginx做代理,可開啟expires模塊,將靜態(tài)文件緩存到用戶瀏覽器,瀏覽器發(fā)起請求時,先判斷本地緩存是否有請求的數據,如果有再判斷是否過期,如果不過期就直接瀏覽緩存數據,哪怕服務器資源已經改變,所以要根據業(yè)務情況合理設置過期時間。
5. 利用PHP緩存器提高代碼執(zhí)行效率
php程序在沒有使用緩存器情況下,每次請求php頁面,php都會對此頁面進行代碼編譯,這就意味著重復的編譯工作會增加服務器負載。有了緩存器就會把每次編譯后的數據緩存到共享內存中,下次訪問直接使用緩沖區(qū)已編譯好的代碼,從而避免重復的編譯過程,以加快其執(zhí)行效率。因此PHP網站使用緩存器是完全有必要的!主流的PHP緩存器有:eAccelerator、XCache
第五層:動靜分離
動靜分離,顧名思義,是將動態(tài)頁面和靜態(tài)頁面分離到不同服務器上處理,比如使用web是nginx,可以讓fastcgi部署到單獨一臺服務器,專門解析php動態(tài)頁面,靜態(tài)頁面默認由nginx處理,并做好緩存策略。再比如一個商城網站,會有大量的圖片,可以考慮增加文件服務器組,將請求圖片和上傳圖片的都交給文件服務器處理。文件服務器主流使用NFS,存在單點故障,可以DRBD+HeartBeat+NFS部署高可用,如果單臺壓力過大,考慮使用分布式文件系統,如GlusterFS、MooseFS等。
《DRBD + Heratbeat + NFS 高可用文件共享存儲》:http://blog.jobbole.com/94718/
第六層:數據庫緩存
利用緩存技術,把熱數據緩存到內存中,如果請求的數據在緩存中,就直接返回,否則去數據庫中取,并更新把拿的數據更新到緩存系統,提高讀性能,降低數據庫壓力。緩存實現有本地緩存和分布式緩存,本地緩存是將數據緩存到本地服務器內存中或者文件中。分布式緩存是將數據緩存到內存中,是分布式的,可以緩存海量數據,擴展性好。主流的分布式緩存系統有Memcached和Redis,Memcached性能穩(wěn)定,速度很快,QPS可達8w左右。如果想數據持久化就選擇用Redis,性能不低于Memcached。
第七層:數據庫
這層在整個網站架構中起著主導型作用,直接決定用戶體驗,相對架構優(yōu)化也比較復雜,具體請參考博文:《運維角度淺談 MySQL 數據庫優(yōu)化》
核心思路:減少請求層,盡可能讓前端層返回用戶請求的數據,減少后端服務器訪問頻率,最重要是數據庫層。
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