互联网在变，架构也在变。架构的变迁亦是互联网的变迁。
作甚架构？往大了说，宇宙有架构，社会有架构；往小了说，构筑要有架构，软件要有架构；说玄乎一点，它由分工而来，回归团体而去；往实际了说，架构的核心就是为了办理题目，包罗业务的题目、人的题目。
驻足互联网行业，架构通常指的是技能架构，更具体一点的说是体系架构、软件架构，大概是最常见的网站架构。
本文就来探究一下互联网期间，技能架构的演进过程及其优缺点。
为了方便表述，我姑且把互联网的架构演进过程分为三个期间：单机期间、集群期间和分布式期间。三个期间并非按照时间发展次序分列，更多的是由团队或产物所处的时期来决定。
单机期间
互联网早期，比如某个产物团队初创之时，资源有限，人力不敷，为了快速开辟一个产物，或上线一个网站，单机每每是一个不错的选择。此时会将应用程序、文件服务、数据库服务等资源会合在一台Server上。此中应用程序通常团体打包和摆设，具体格式依靠于应用的语言和框架，比方Java的WAR文件、Rails的目次文件，此种架构通常称为单体架构。
单体架构
其体系架构图每每长这个样子：
图-1:单机期间-ALLINONE
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长处：如上文所述，简单快速，易于开辟，易于测试，易于摆设
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缺点：也非常明显，只得当早期项目，变大后不易维护，且存在单点，升级必要停服
分层架构
明眼人会发现，此时的应用程序架构显得紊乱无章。在早期的Web开辟中大概存在，比如利用JSP+JDBC，ASP+ADO，这显然不是一个友爱的标准架构，于是分层架构应运而生。
分层架构如下图所示，一样平常分为表现层（presentation）、业务层（business）、长期层（persistence）和数据库（database）。这着实也是最常见的MVC架构。
图-2:单机期间-软件架构-分层架构
改造之后的体系架构图如下：
图-3:单机期间-分层架构
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长处：布局简单，分工明白，分层测试，假如你不知道用什么软件架构时，保举用它
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缺点：扩展性差，迭代开辟服从低，偶然间条理过多导致流程复杂
数据分离
添加了分层架构，应用上悦目点了，团队的开辟服从有了肯定的提拔。此时业务量进一步增大，而且有了肯定的用户规模，渐渐发现一台主机上应用和数据资源夺取的非常锋利。由于每种服务对硬件资源的要求是差别的，应用服务器必要更快的CPU，文件服务器必要更大的硬盘，数据库服务器必要更大的内存和硬盘，于是决定把应用和数据服务分离，形成了如下架构：
图-4:单机期间-数据分离
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长处：资源分散，进步差别服务对硬件的利用率，方便维护
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缺点：增长了资源斲丧和网络开销，同时还存在单点
缓存登场
产物有了肯定的口碑，用户量连续增长，访问开始频仍，想提拔访问速率，缓存必不可少，此时便闪亮登场。
图-5:单机期间-缓存登场
服务端缓存又可以分为本地缓存和长途缓存，各有优劣，本地缓存访问速率快，但数据量有限，而且后续集群化不方便共享；长途缓存可以共享，可以集群，容量不受限定，但要留意缓存更新的题目。
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长处：简单有效，镌汰对DB的查询
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缺点：增长逻辑判定，不得当存储大对象，此架构同样有单点
读写分离
市场反响不错，业务也在连续增长，但性能又有所降落，分析整个架构，发现数据库读写非常频仍，乃至有些业务，读大于写，单台数据库服务器又成了瓶颈，此时就可以实行做读写分离和主从复制了。
图-6:单机期间-读写分离
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长处：低落数据库单台压力，从机的数量可以机动变动
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缺点：架构开始变得复杂，维护难度加大
自此，单机期间的架构已然成型，“麻雀虽小五脏俱全”，初期已经能很好地支持业务的运转。
但随着业务的增长，各个模块还是大概出现瓶颈。单机期间最大的题目，就是整个架构都存在单点，这个题目将在集群期间逐一办理。
集群期间
单机期间，做了不少步伐来缓解数据库层的压力，包罗服务器分离、引入缓存、数据分离等，但随着访问量的猛增，对高可用的要求越来越高，减轻应用层压力、办理单点题目成了当务之急，这就是集群期间必要做的事变。
负载均衡
代码是架构的底子，但前期改造代码的工作量较大，假如职员变动频仍，那风险就更高了，以是进步服务器性能，常用的本领还是先将应用集群化，做负载均衡。
图-7:集群期间-负载均衡
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长处：去除应用层单点，可用性得到包管，性能有所进步
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缺点：这时要留意应用之间的同等性题目，比如对缓存的访问，对Session的存储
动静分离
盼望进一步低落应用服务器的压力，可以采取动静分离技能。
动静分离是让动态网站里的动态网页，根据肯定规则把稳固的资源和常常变的资源区分开来，动静资源做好拆分以后，我们还可以根据静态资源的特点将其做缓存操纵，以加快相应速率。
在网易杭研，常用做法还会将前后端分离，后端应用提供API，根据前端的哀求举行处理惩罚，并将处理惩罚结果通过JSON格式返回至前端。
图-8:集群期间-动静分离
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长处：减轻应用服务器压力，缓存静态文件，加快相应速率，前后端分离，开辟可以并行。
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缺点：静态文件缓存更新失效题目，前后端沟通本钱进步
CDN加快
内容分发网络（ContentDeliveryNetwork），简称CDN），可以进一步加快网站相应。其原理是将源内容同步到天下各边沿节点，共同精准的调治体系，将用户哀求分配至最得当他的节点，利用户可以以最快的速率取得所需内容。
图-9:集群期间-CDN加快
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长处：办理网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等题目，进步用户访问的相应速率，减轻应用负载压力。
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缺点：显然本钱上去了，CDN服务一样平常是按流量计费，同时也存在静态文件缓存更新失效题目。
冗余集群
以上一个中型网站架构根本成型。当中型网站继承向大型网站演进，终极的目标是要包管“三高”：高并发、高性能、高可用。
以上架构根本可以满意性能需求，接下来更多地是关注“高可用”，确保“无单点”。
此时，就要对关键的服务，做冗余集群负载。
抱负环境下，我们将以下服务/应用都集群化：
1.数据库服务集群
2.文件服务集群
3.缓存服务集群
4.应用服务集群
5.负载均衡调治器集群
6.静态内容服务集群
7.CDN服务器集群
图-10:集群期间-冗余集群
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长处：去单点，高可用
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缺点：数据有状态题目、数据同等性题目，资源本钱、人力维护本钱都上去了
到此为止，一个大型网站的架构也根本成型了。能“加呆板”的地方都加完了，是不是就闭幕了？固然不是！陪伴着DT/分布式期间的到来，大流量和大数据的场景的出现，对应用提出了更高的要求，接下来就必要对应用程序开刀了。
分布式期间
应用拆分
在前面，我们只是把应用程序做了分层架构，在创业初期或产物前期还是一个不错的选择。固然应用也做了集群和负载均衡，但应用架构层面还是“会合式”的。随着业务越来越复杂，网站的功能越来越多，应用拆分势在必行了。
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长处：应用解耦，分拆团队负责，分而治之
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缺点：架构变复杂
应用拆分之后，还陪伴着一个相互依靠、公共模块的题目，特别是依靠于雷同的逻辑或功能代码。这时就可以思量将这些共用的服务提取出来，独立摆设，同一管理，进步重用度，这就是面向服务的架构（service-orientedarchitecture，缩写SOA）了。
消息队列
应用拆分、服务独立摆设之后，还是会出现一些通讯或依靠题目，这时就可以引入消息队列，进步吞吐量。
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长处：异步、解耦，进步吞吐量
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缺点：消息斲丧耽误等题目
数据分库
应用拆分之后，DB分库理所固然，否则多个应用毗连在单个数据库上，毗连数、QPS、TPS、I/O处理惩罚本领都非常有限。
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长处：DB分压，低落耦合
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缺点：数据访问模块冗余、复杂
提到分库，不少人会想到分表，这一块我并未实践过，不好下笔。但想来会引入更复杂的数据架构和数据同等性题目，而且市面上成熟开源的分库分表方案并没有，保禁绝又是一个深坑。拆或不拆，也是一个值得思考的题目。
微服务架构
微服务架构（microservicesarchitecture）一度成为热门，在文章、博客、大会演讲上常常被提及。
微服务并不是凭空出现，有人说，它是面向服务架构（SOA）的升级，在此之前，尚有诸如会合式架构、分布式的架构等。这里借用一副抽象的图来形貌下常见的几种架构：
图-11:分布式期间-微服务架构-抽象对比
微服务架构由多个微小服务构成，每个服务就是一个独立的可摆设单位或组件，它们是分布式的，相互解耦的，通过轻量级长途通讯协议（比如REST）来交互。每个服务可以利用差别的数据库，而且是语言无关性的。它的特性是相互独立、微小、轻量、松耦合，又能方便地组合和重构，如同《超能陆战队》中的微型呆板人，个体简单，但组合起来威力强大。
图-12:分布式期间-微服务架构
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长处：扩展性好，服务之间耦合性低，服务间相互独立，轻易摆设，易于开辟，方便测试每一个服务
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缺点：轻易太过关注服务的巨细，大概拆分地很细，导致体系依靠于大量的微服务，而服务之间的相互通讯也会变得复杂，体系集成复杂度增长，很难实现原子性操纵
微服务之以是这么火，另一个缘故起因是由于Docker的出现，它让微服务有一个非常美满的运行环境。Docker的独立性和细粒度非常匹配微服务的理念，Docker的良好性能和丰富的管理工具，让各人对微服务有了肯定的信心，概括来说Docker有如下四点得当微服务：
独立性：一个容器就是一个完备的实行环境，不依靠外部的任何东西。
细粒度：一台物理呆板可以同时运行成百上千个容器，其盘算粒度充足小。
快速创建和烧毁：容器可以在秒级举行创建和烧毁，非常得当服务的快速构建和重组。
美满的管理工具：数量浩繁的容器编排管理工具，可以或许快速地实现服务的组合和调治。
固然，好的架构和技能要应用于实践，必要用户承认才行，这就必要在微服务架构和Docker技能上有丰富的场景化应用。网易蜂巢也在积极探索微服务架构和容器云平台的场景化服务，欢迎一起来实践落地。
至此，架构变迁的三个期间先容完成。总的来说架构不是一成稳固的，时间不绝，进步不止，人云云，架构依然。
跋文
对我来说，架构之路小有实践，但实属尚浅，想探究下这个话题，一下不知从何下笔，沉思很久，想到之前读过不少业界先辈对于架构的叙述，比如王概凯老师执笔的《架构漫谈》，比如O'Reilly免费出书的小册子《SoftwareArchitecturePatterns》，比如前人对架构的探索总结，受益匪浅，搜集成文。
文章泉源：网易实践者社区
原文作者：黄庆兵
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