(本文来自《程序员》杂志2011年01期,《程序员》官网地址:http://www.programmer.com.cn/4544/

  主持人:冯大辉,现任丁香园 (http://www.dxy.cn)网站CTO。曾历任支付宝架构师、数据库团队负责人等职。

点击在新窗口中浏览此图片  许式伟:作为系统架构师,您一般会从哪些方面来保证网站的高可用性(降低故障时间)?

  张宴:很多因素都会导致网站发生故障,从而影响网站的高可用性,比如服务器硬件故障、软件系统故障、IDC机房故障、程序上线前测试未发现的Bug、遭受分布式攻击、突发访问人数剧增等。

  一套良好的网站系统架构,应该尽可能地避免只有一台服务器、一个数据库、一套软件节点等单点故障的存在。单点故障一旦发生,将直接导致网站服务不可用,恢复正常服务所需的时间也比较长,甚至还可能无法恢复。负载均衡集群、双节点热备、分布式处理等都可以用来解决单点故障,比如提供相同业务的Web服务器、MySQL数据库从库,都可以构建负载均衡集群。一旦集群中的一台服务器、一个服务出现故障,自动实时摘除,对用户来说是不可感知的,不会影响到整个网站的访问,可以为运维工程师留下足够的时间去排查和解决故障。

  对于重要的MySQL数据库主库,我们习惯于从硬件层和软件层来实现热备,避免单点。越是复杂的设备,发生故障的概率越大。在磁盘没有损坏的情况下,应用程序导致服务器宕机的概率,远高于简单的磁盘阵列宕机的概率。所以,从硬件层解决的话,可以在两台服务器上安装相同的数据库版本、进行相同的配置,用SAS或SCSI线连接一台磁盘阵列,将数据库数据文件存放到盘阵上。正常情况下用服务器A挂载盘阵分区,启动MySQL,绑定虚拟IP;如果服务器A宕机,则用服务器B挂载盘阵分区,启动MySQL,接管虚拟IP。从软件层解决的话,则可以借助DRBD等软件做镜像。

  IDC机房发生故障的概率较小,但如果发生的话,影响面也是最大的。如果所有服务器都托管在一个IDC机房,一旦该机房遭遇长时间流量攻击、断电、断网、地方政策性封网等,通常只能联系IDC去处理,除此之外束手无策,解决时间也比较长。如果成本允许,将网站服务器分布在两个以上的IDC机房,当某个IDC发生故障时,可以临时切换DNS域名解析来优先恢复服务。

  虽然程序代码上线前,经过了测试人员的严格测试,但测试环境和生产环境毕竟有差异,所以一些会急剧影响性能、正常服务的Bug往往在程序上线之后,才会被发现,这就要求我们在发现Bug后,能够迅速回滚到上一正常版本。我们在SVN的基础上,开发了Web代码发布系统,会将每个发布版本之间的文件变更记录下来,一键实现程序代码在多台Web服务器上的发布和回滚。

  遭遇DDOS分布式拒绝服务攻击,使用防火墙来对付半连接、假IP,还算比较容易。而那种专挑复杂动态应用程序URL进行的分布式CC攻击,来源为真实IP、真实HTTP请求,具有模拟正规浏览器User-Agent、单个IP的每秒请求数不高、有成千上万个攻击源等特征,很难与正常访问区分开,比较难对付。但是,正常通过浏览器访问一个URL,会加载该URL中引入的JavaScript脚本、CSS样式、图片等文件。遇到CC攻击,需要及时分析日志,找出访问量异常上涨的URL,然后用事先写好的shell脚本找出哪些IP的请求只访问了该URL,而不加载该URL引入的文件,对这些IP进行自动封锁。

  系统架构设计时,需要事先考虑到高于目前访问量多少倍的突发访问。对于网游站点来说,访问量受广告集中时间段投放、线上活动的影响较大,带宽峰值时间不固定,对于静态内容,可以使用商业CDN,按实际使用量计费。对于动态内容,如果遇到突发访问人数剧增,超过现有服务器处理能力,最简单的临时处理办法就是增加服务器。上架新服务器需要时间,但是,同一个IDC机房内,可以借助其他业务的服务器,在不同端口开启一组新进程,加入到原有负载均衡池中。另外,可以临时关闭一些Web中的次要功能,来减少服务器消耗。



  许式伟:您在任务切分上,有什么经验分享?您通过哪些手段保证任务的独立性?

  张宴:相信很多人都遇到过这种情况:在一个老项目上修改、增加一些新功能所花费的时间,不比重新来做一个包含所有功能的新项目时间用得少。一个需要长期维护的项目,不可避免地会面临老员工的离职、新员工的接手,很多时候,项目代码的可维护性将决定一个项目的生存周期。让一个新员工在规定开发时间的压力下,去面对一个文档不够详细、陌生的、功能复杂的庞大项目,短时间弄明白所有功能逻辑不是一件容易的事。所以,任务需要切分,将一个大的任务切分成一个个小模块之后,各模块之间可以做到代码独立,互不影响,可维护性也大大增强。

  关于任务切分,我以本人今年负责的两个重要项目架构设计为例来介绍一下。在第一个项目:金山游戏官网的《用户行为分析系统》中,由于数据挖掘计算需要消耗较高的内存、CPU资源,一台服务器的处理能力不够,而商业的分布式数据仓库价格又太贵,所以,只有从程序应用中下手,进行任务切分。我们先按需要挖掘的数据指标,将整个数据挖掘任务切分成多个数据挖掘插件,每个插件可以在不同的服务器上运行,多个插件可以同时在多台服务器上。多个数据挖掘插件之间,如果用到相同的某项数据,那么,就将该项数据以冗余方式,复制几份提供给需要的插件,从而实现插件之间无交互、无关联,保证了超大数据量下插件的运算速度。

  在第二个项目:金山游戏新版运营管理系统中,则将整个任务切分成了PHP Web管理界面、PHP Web API功能接口、C/C++中间件引擎三部分。这是一种分层结构切分,最上层的“PHP Web管理界面”调用“PHP Web API功能接口”,“PHP Web API功能接口”调用运行在游戏服务器端的“C/C++中间件引擎”,“C/C++中间件引擎”与“游戏服务器端进程”通过TCP、UDP二进制协议、信号、命令行等多种方式通信。四者之间相对独立,代码无关联,通过一层层API接口实现交互。“PHP Web管理界面”负责通用界面实现。“PHP Web API功能接口”内部,又按接入的游戏模块、子功能模块进行了更细的切分,各功能模块之间通过内部API交互。“C/C++中间件引擎”大而全,不处理具体指令,但兼容TCP、UDP、HTTP、HTTPS/SSL、信号、命令行等大多数通信方式,负责和各种类型的游戏服务端交互。这是一套完全由API接口驱动的系统架构,一款新游戏接入运营管理系统时,只需在“PHP Web API功能接口”中增加一个模块;一个游戏新管理功能的增加,只需要在“PHP Web API功能接口”中增加一个子模块。通过任务切分,将复杂功能简单化,也将原来接入一款新游戏所需要的几个月时间,缩短为1~2周。



  许式伟:您通过哪些手段,来保障产品的质量?您倾向于多久更新一次您的网站?


  张宴:Web产品质量主要体现在架构、功能、性能、安全、代码唯一性、兼容性等方面。

  架构方面,我会先设计一套架构方案,然后让和项目相关的人员、专家组成员参与进来,一起探讨和论证架构的利弊,提出改进意见,保证架构的可行性。所有重要项目的技术方案需要经过专家组的评估。

  功能、性能方面,则会由专门的测试人员进行功能测试、压力测试、安全扫描,测试环境分为线下测试环境、线上准测试环境。

  在代码唯一性方面,我们开发了一个Web配置信息管理平台及相关PHP扩展,提供给系统工程师,用于配置信息的统一管理。在新项目中,PHP程序配置文件中将不再出现MySQL、Memcached等各类IP和端口信息,统一用Web配置信息管理平台给出的变量代替。从“开发环境→线下测试环境→线上测试环境→线上正式环境”,连接的数据库各不相同,导致PHP开发工程师经常搞混淆或忘了修改,通过Web配置信息管理平台,使得PHP代码中的配置文件,在四个环境中无须作任何修改,保证了代码的一致性,降低了出错率,从而确保了产品质量。

  在兼容性方面,我们从操作系统到PHP、MySQL版本,都保持开发环境、测试环境、线上环境的统一,所有的Web服务运行在CentOS Linux系统上。由于大多数PHP程序员习惯于在Windows上编写代码,而我们的程序中调用的一些接口、PHP扩展,只能在Linux下运行。为此,我们开发了一个小工具,可以将多名程序员在各自本机Windows上搭建的nginx虚拟主机、编写的程序文件,映射到一台Linux服务器,用Linux上的php-cgi执行Windows上的PHP代码。这样,PHP程序员修改完本机代码,保存一下,即可调试,多人之间互不影响。自己调试通过后,可以在Windows直接点击鼠标右键,将修改的代码提交到SVN版本库。

  Web 2.0时代,讲究网站更新的实时性,动态网站不用说,静态网站的内容发布也要保证实时。我们开发了一款名为Sersync的开源软件(http://code.google.com/p/sersync/),使用Linux 2.6内核的inotify监控Linux文件系统事件,被监听目录下如果有文件发生修改,Sersync将通过内核自动捕获到事件,并将该文件利用rsync同步到CDN源站服务器。Sersync仅仅同步发生增、删、改事件的单个文件或目录,不像rsync镜像同步那样需要比对双方服务器整个目录下数千万的文件,并且支持多线程同步,因此效率非常高。金山游戏官网的CMS内容发布系统,无论网站编辑通过Web还是FTP上传图片、视频、附件,还是系统工程师直接去CMS发布服务器上增加、修改、删除文件,干完这些事情后不用做任何处理,Sersync 会自动将发生增、删、改事件的文件同步到CDN源站服务器,并可以在文件同步完成后,自动调用CDN缓存刷新接口,主动刷新发生修改、删除的文件的访问URL。



  许式伟:您在面试时,通常关注应聘者的哪些方面?哪些问题经常会问呢?

  张宴:第一,需要具备岗位要求的基础技能知识,这方面我不再详述。

  第二,注重项目经验与积累,不看重学历与工作年限。做一个项目,犹如打一场战役,身经百战,积累下来的成功经验可以让工作更得心应手,失败经验可以避免走很多弯路。

  第三,能够在1~2个以上技术领域精通。所谓术业有专攻,能够在某几项技术领域做到精通的人,相信对于新的技术领域或者从未有过相关经验的新项目,也能够轻松胜任,做到尽善尽美。

  第四,关注应聘者的知识广度。如今的项目,已经告别个人英雄时代,讲究团队的协作。知识面越广,尽管在非专攻领域的深度可能不够,但是,知己知彼,可以站在一个更高的角度上看问题,这对于团队协作开发、项目融合的益处是显而易见的。

  第五,具备良好的领悟能力、思考能力、设计能力、创新能力。基础技能知识不够可以学习,经验不足可以积累,技术不精通可以钻研,知识面不广可以开拓,但要培养这四项能力,是一件非常困难的事。要打造一支优秀的团队,这四项能力不可缺少,它们的重要度甚至超过以上的四方面要求。

  我不会经常去问固定的问题,但所问的问题,几乎都跟以上的这些方面相关。



  许式伟:您曾尝试开放自己的程序代码吗?您对中国国内开源社区的现状有何看法?

  张宴:是否开源自己的程序代码,跟所在公司或部门的性质有着密切的关系。如果是在研发驱动型企业或部门,程序代码是公司生存的命脉,需要与竞争对手拼技术和保持技术领先的优势,因此,很难支持开源事业。反之,如果是在运营驱动型企业或部门,技术是用来提高运营质量、运营水平的工具之一。将纯粹的技术代码或产品,从公司的业务产品中提取出来,进行开
源,可以按照开源产品的要求,提高公司内部技术产品的规范化、标准化,还可以引用更广大用户的使用、反馈和意见,解决未发现的潜在Bug,改进代码质量,提升技术水平。对于提高运营质量、运营水平来说,益处多多。我也尝试开源自己的一些代码,例如简单消息队列服务HTTPSQS(http://code.google.com/p/httpsqs/)、MySQL HTTP/REST客户端MySQL-UDF-HTTP(http://code.google.com/p/mysql-udf-http/),同时,也鼓励团队成员尝试开源,例如刚才提到的自动同步软件Sersync。

  国内的开源社区在不断壮大,很多知名互联网公司都开源了自己的一些产品,但大多数还只停留在开源产品的使用、技术交流、汉化层面,真正参与到开源产品编码中的人还是较少,很多开源产品最终还是由原作者或原公司团队维护。国内开源社区的道路仍然漫长。


技术大类 » 系统架构与硬件 | 评论(76) | 引用(0) | 阅读(47570)
aganblog
2011-1-6 15:15
第一时间拜读
kimwu
2011-1-6 15:42
grin
刚刷新一下就发现了 仔细拜读
苦咖啡
2011-1-6 15:47
精辟,呵,很多同感
Leosio Homepage
2011-1-6 16:10
学习学习~
youxibaike Homepage
2011-1-6 16:17
说得很好,国内缺乏开源精神
testv
2011-1-6 17:39
还是C/C++比较牛
wooley Homepage
2011-1-6 17:57
对开源的态度非常认同
shiny Homepage
2011-1-6 18:34
先留名后看
air max Email Homepage
2011-1-6 21:39
好文章,学到了很多,谢谢啊。http://www.byairmax.com
gaoyongzhi Homepage
2011-1-6 22:10
这是一条隐藏评论或留言。您需要以合适的身份登入后才能看到。
Apple Homepage
2011-1-6 22:58
又学到不少,不过好多具体问题还得去实践,去摸索才能体会真知。
mcsrainbow
2011-1-7 09:52
文章很不错,虽然这些东西我也知道,但是表述起来就真的不如你这样言简意赅了!
硬盘被格 Email Homepage
2011-1-7 09:57
喜欢您的博客,每次阅读读能有所收获
校慰
2011-1-7 11:52
真不错, 学习了.
Cheech
2011-1-7 12:53
很有收获
家昊 Email Homepage
2011-1-7 13:14
好长时间没看到更新了!zan
wgoracle
2011-1-7 22:46
不错,学习了
hide
2011-1-7 22:52
忘说正事了,感谢分享,学到很多,中国牛逼的程序员不少,但是乐于分享的太少了。
hide
2011-1-7 22:53
小声说一句,你的评论上可以挂外链。。没有nofollow
发现了还能修改评论,这个功能很罕见啊,为啥提交第2次评论就算广告呢。。
吕滔 Email Homepage
2011-1-8 09:26
呵呵。。。 这个蛮给力
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