互联网架构模板：网络层技术

第89篇

极客时间《从0开始学架构》课程笔记。

标准技术框架

互联网的标准技术架构

负载均衡

1、DNS

• 最简单最常见的负载均衡方式，一般实现地理级别的均衡
• 一般不会使用 DNS 做机器级别的负载均衡，因为太耗费 IP 资源
• DNS 负载均衡的优点是通用（全球通用）、成本低（申请域名，注册 DNS 即可）
• 缺点是DNS 缓存的时间比较长，即使将某台业务机器从 DNS 服务器上删除，由于缓存的原因，还是有很多用户会继续访问已经被删除的机器
• 另外DNS 不够灵活。DNS 不能感知后端服务器的状态，只能根据配置策略进行负载均衡，无法做到更加灵活的负载均衡策略
• 对于时延和故障敏感的业务，可以尝试实现HTTP-DNS，即使用 HTTP 协议实现一个私有的 DNS 系统。HTTP-DNS 主要应用在通过 App 提供服务的业务
• HTTP-DNS的优点是灵活、可控、及时，但缺点是开发成本高、对APP有侵入性

2、Nginx、LVS、F5

• Nginx、LVS、F5 用于同一地点内机器级别的负载均衡
• Nginx 是软件的 7 层负载均衡，LVS 是内核的 4 层负载均衡，F5 是硬件的 4 层负载均衡
• 软件和硬件的区别就在于性能，硬件远远高于软件，F5>LVS>Nginx
• 4 层和 7 层的区别就在于协议和灵活性。Nginx 支持 HTTP、E-mail 协议，而 LVS 和 F5 是 4 层负载均衡，和协议无关

CDN

• CDN 是为了解决用户网络访问时的“最后一公里”效应，即将内容缓存在离用户最近的地方，用户访问的是缓存的内容
• CND目前包括很多内容，形成了很庞大的体系：分布式存储、全局负载均衡、网络重定向、流量控制等都属于 CDN 的范畴，尤其是在视频、直播等领域应用非常多
• CDN 作为网络的基础服务，独立搭建的成本巨大，不需要自行设计和搭建 CDN 系统，直接从 CDN 服务商购买 CDN 服务即可
• 常见CDN服务商：网宿、蓝汛、阿里云、腾讯云

多机房

• 单机房在全局来说，就是网络单点，在发生较大故障或灾害时无法保证业务高可用
• 常见多机房设计策略有3种，同城多机房、跨城多机房、跨国多机房
• 同城多机房对业务影响小，但投入较大，而且在极端情况下依然有风险
• 跨城多机房因为距离远存在网络时延，所以在业务上需要妥协，不能保证数据的实时强一致性，只是保证最终一致性

多中心

• 多中心必须以多机房为前提，是比多机房更复杂更难的设计策略
• 多机房的主要目标是灾备，在机房故障时，可以比较快地将业务切换对另外一个机房，切换允许一定时间的中断，且业务可能有损失
• 多中心的要求是每个中心都同时对外提供服务，且业务能够自动在多中心之间切换，故障后叶不需人工参与或很少人工参与就能自动恢复
• 多中心设计的关键就在于“数据一致性”和“数据事务性”如何保证，这两个难点都和业务紧密相关，需要基于业务的特性进行详细的分析和设计
• 因为多中心设计的复杂性，部分业务不能实现多中心，如银行、支付宝这类系统就没有完全实现多中心