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1、最新网站架构设计方案xxx市xxxxx网管理中心火车票网络订票系统方案二零一二年二月1 总体设计说明 21.1 项目概述 21.2 建设目标 21.3 建设原则 22 系统需求分析 32.1 服务器集群 32.2 负载均衡 32.3 数据库集群与库表散列 32.4 划分服务器 42.5 不同网络用户的访问问题 43 系统架构设计 43.1 网站物理架构 43.2 Web应用开发架构 53.3 网络拓扑结构 64 架构方案所涉及的技术 74.1 负载均衡 74.2 页面静态化 84.3 MVC架构 94.4 CDN和镜像网站技术 105 网站的硬件扩容和升级 115.1 增加服务器 115.2

2、升级服务器 115.3 增加存储 115.4 网络扩容 12 实习生：XXX火车票网络订票系统设计方案1 总体设计说明1.1 项目概述本次火车票网络订票系统项目是因为当前铁路局网上订票系统设计不合理造成用户订票难等原因而要求重新设计的。我们先前的火车票网络订票系统最主要的问题是在遭受高负载的情况下系统不能正常的运行，所以此问题也是该方案所要重点解决的。当此项目建成后，我们的火车票网络订票系统将大大减轻实地售票系统、电话订票系统的压力，使用户足不出户就能享受快速、高效的订票服务。1.2 建设目标 该订票系统的设计要能解决当前网络订票系统订票难的问题，在高负载情况下要保证系统的正常工作。系统的建设

3、要符合国家标准，必须要能满足当前大量用户的订票需求，能承受或杜绝同一个用户频繁对页面的点击所产生的流量。充分发挥订票系统的作用和效益。该系统采用先进成熟的技术进行建设并能根据需要为以后系统的升级做好准备。1.3 建设原则1.3.1 实用性本次火车票订票系统要根据当前用户订票需求情况和系统未来的规划进行设计。结合实际使系统的性价比达到最高。1.3.2 可靠性系统的设计要使之能长期稳定的运行，当遇到问题的时候还要能够快速有效的恢复。1.3.3 安全性确保系统的线路设计和设备是否能安全正常工作，保证用户信息不向外泄漏。1.3.4 兼容性与扩展性本次网络订票系统的设计上采用先进成熟的技术设备，以保障系

4、统的高效运行，也是为系统的扩充和升级做好准备。1.3.5 专业性系统的设计遵照国家标准，符合国家要求。1.3.6 易管理性 系统的设计要便于管理，方便日常维护中的操作。2 系统需求分析由于火车票网络订票系统建成后是为我们中国13亿人提供订票服务的，将不可避免的遭受由大量网页点击造成的网络高流量、高负载的情况。所以要求此系统要能克服这种严重的状况，保证整个系统正常、安全、可靠的运行。最终方便用户订票。为了满足以上要求，该方案需要采取服务器集群、负载均衡、数据库划分、图片服务器分离等，不仅如此，还要考虑不同网络用户的访问问题。2.1 服务器集群 服务器集群就是指把很多的服务器统一集中起来进行同一种

5、服务，在客户端看起来就像是只有一个服务器在提供服务。集群可以利用多个计算机进行并行计算从而获得更高的计算速度，也可以使用多个计算机做备份，并且能使其中一台计算机坏了后整个系统依然能正常运行。此系统采用服务器集群技术，集群内的服务器能并发的处理来自网络的访问请求，当访问量过大时，各服务器共同承担访问处理的任务，这将大幅的提高系统的工作效率。除此之外，还可以根据需求添加集群中服务器的数量以增大集群的处理能力。2.2 负载均衡 负载均衡就是把从网络中传输进系统的流量根据系统的实际工作情况进行分流和划分，然后再传输到各服务器进行处理。在此方案中将采用负载均衡器和Squid/Nginx反向代理服务器实现

6、此功能，负载均衡器需要被放置在临近服务器集群的位置。由于采用的是服务器集群技术，但当网站系统访问量很大时，Web服务器集群里的各个服务器压力都会很大，所以我们使用负载均衡器来管理这些访问请求，把这些访问请求传输给集群中有空闲资源的服务器进行处理。这样就能充分的利用服务器集群的优势，不至于因为集群内一台服务器资源耗尽或出现故障而中断服务。2.3 数据库集群与库表散列数据库服务器在整个系统的地位非常的重要，因为网站的瓶颈问题大都出现在数据库身上。大型网站都有复杂的应用，这些应用必须使用数据库，在面对大量访问的时候，数据库的瓶颈很快就能显现出来，这时一台数据库将很快无法满足应用，于是我们需要使用数据

7、库集群或者库表散列。1. 数据库集群在数据库集群方面，不同类型的数据库都有自己不同的解决方案，使用了什么样的数据库，就参考相应的解决方案。 2. 库表散列在应用程序中安装业务和应用或者功能模块将数据库进行分离，不同的模块对应不同的数据库或者表，再按照一定的策略对某个页面或者功能进行更小的数据库散列，这样就能够低成本的提升系统的性能并且有很好的扩展性。2.4 划分服务器 按服务器种类来划分，我们一般把服务器划分为：图片服务器、页面服务器、数据库服务器、应用服务器、日志服务器等。对于访问量大的网站而言，分离单独的服务器是非常必要的。分离服务器后各个服务器只需要完成各自的功能和处理任务，这样把工作细

8、化后系统的整体运行效率也会提升很多。2.5 不同网络用户的访问问题由于处于不同网络服务商的计算机想要相互通讯会比在同一网络服务商的计算机慢。为了解决此问题，本系统将通过引入CDN和镜像网站技术来解决不同网络服务商的接入速度问题。3 系统架构设计3.1 网站物理架构整个系统架构组成如图所示，该架构有负载均衡器、Nginx代理服务器集群或Squid代理服务器集群以及其他种类的服务器集群。这样的架构设计能够使该系统在高负载的情况下依然能正常工作，同时系统的安全性因为有代理服务器集群的存在也会得到相当大的提高。3.1.1架构中的代理服务器代理服务器是介于客户端和Web服务器之间的另一种服务器的存在，有

9、了它之后，浏览器不能直接到Web服务器去取回网页，而是向代理服务器发出请求，信号会先传送到代理服务器，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传回浏览器。很多代理服务器都有很大的存储空间，它能不断的将新取得的数据存储到它本机的存储器上，如果浏览器所请求的数据在它本机存储器上有而且是最新的，那么它就不再从Web服务器上读取数据，而是直接将存储器上的数据直接传送给用户的浏览器，起到系统缓存的作用。这样就能显著的提高浏览器的速度和效率。除了缓存功能之外，代理服务器还能连接内网与Internet充当防火墙。这是因为所有内部的主机通过代理服务器访问外界时，只映射为一个IP地址，所以外界不能直接访问到内部网

10、络；同时还可以设置IP地址过滤，限制内外网络之间的相互访问。所以本系统中采用代理服务器集群技术是对整个系统的安全是大有裨益的。3.1.2 架构中的Web服务器 Web服务器是指驻留于因特网上某类计算机的的程序。当客户端的Web浏览器连接到服务器上并请求文件时，服务器将处理该请求并将文件发送到浏览器上，文件附带的信息（文件类型）会告诉浏览器如何查看该文件。服务器使用Http超文本传输协议进行信息交流。Web服务器不仅能够存储信息，还能在用户通过Web浏览器提供的信息基础上运行程序。3.1.3 图片服务器分离对于Web服务器来说，不管是Apache、IIS还是其他容器，图片是最消耗资源的，于是我们

11、有必要将图片与页面进行分离。这样的架构可以降低提供页面访问请求的服务器系统压力，并且可以保证系统不会因为图片问题而崩溃。3.2 Web应用开发架构Web应用开发采用MVC架构。把各种应用程序划分为视图、模型和控制三部分。大部分Web应用程序都是用像ASP，PHP，或者CFML这样的语言来创建的。它们将像数据库查询语句这样的数据层代码和像HTML这样的表示层代码混在一起。要想使用多种方式来访问我们的应用程序，就必须要把数据从表示层中分离开来，如此就要运用到MVC架构。如图：现在科技的发展和用户需求不断的提升要求我们提供越来越多的方式来访问应用程序。MVC模式允许用户使用各种不同样式的视图来访问同

12、一个服务器端的代码。它包括任何WEB（HTTP）浏览器或者无线浏览器（wap），比如，用户可以通过电脑也可通过手机来订购某样产品，虽然订购的方式不一样，但处理订购产品的方式是一样的。由于模型返回的数据没有进行格式化，所以同样的构件能被不同的界面使用。例如，很多数据可能用HTML来表示，但是也有可能用WAP来表示，而这些表示所需要的命令是改变视图层的实现方式，而控制层和模型层无需做任何改变。3.3 网络拓扑结构3.3.1 采用双防火墙双交换机，保障平台服务本系统采用双防火墙接通互联网，在任何一个防火墙或者互联网发生故障后都可以自动的将流量切换到另一端，保证网站的正运行，设备或网络的故障恢复后，自

13、动恢复先前的运行状况。不但如此，系统所采用的双千兆交换机分别接在2台防火墙上，当其中某台设备或者网络链路发生故障后，好的设备自动接管已坏设备的工作，不影响网站的整体运行，根据真实服务器的数量，交换机还可以随时增加。3.3.2 采用硬件设备负载均衡器，实现网络流量的负载均衡使用硬件设备负载均衡器，将网络流量均衡的分担到WEB服务器集群的各节点服务器，保障平台服务器资源均衡的使用。3.3.3 采用数据库集群和库表散列 本系统采用了数据库集群和库表散列技术，将大幅提高数据库的存取和查询的处理能力，不仅如此，在本方案中还为集群配置了磁盘阵列，可以在极大程度上增加数据库的存储空间。4 架构方案所涉及的技

14、术4.1 负载均衡4.1.1 基于DNS的负载均衡DNS负载均衡技术是最早的解决负载均衡的技术。主要是这样实现的，由于在DNS服务器中可以为不同的网络地址配置同一个域名，在DNS服务器进行解析时，它随即的得到其中一个地址。所以对于同一个域名它所解析出的地址是会不同的，用户也就访问不了同地址的Web服务器，从而在一定程度上能起到均衡负载的作用。但基于DNS的负载均衡不是真正意义上的负载均衡，由于DNS服务器在进行地址解析时不会考虑到当前Web服务器的负载情况，如果其中一台Web服务器出现了故障，DNS服务器仍然回把地址解析到此台出现故障的服务器上，导致不能响应客户端。所以在这种情况下必然会导致很

15、大一部分用户不能享受服务器所提供的服务。4.1.2 基于硬件四层交换的负载均衡本网站架构就使用了基于硬件四层交换的硬件设备，在硬件四层交换产品中有很多的产品可以选择，大多数的这些产品都是比较昂贵的，但都能提供与之相符合的功能，都是物有所值的。4.1.3 基于软件四层交换的负载均衡 软件四层交换的均衡负载可以使用Linux操作系统中的LVS来解决。4.1.4 通过反向代理服务器来实现负载均衡反向代理服务器又称为Web加速服务器，它位于Web服务器的前端，充当WEB服务器的内容缓存器,反向代理服务器是专门针对Web服务器设置的，在后台运行的Web服务器对互联网用户是透明的、不可见的，用户只能看到反向代理服务器的网络地址，但却不清楚后台的Web服务器是如何组织架构的。当互联网用户请求Web服务时，DNS服务器将所请求的域名解析为反向代理服务器的IP地址，这样 URL请求将会被发送到反向代理服务器，由反向代理服务器负责处理用户的请求与应答并与后台Web服务器进行交互。如此就利用反向代理服务器减轻了后台Web服务器的负载，提高了访问速度，同时也避免了因用户直接与Web服务器通信带来的安全隐患。如图所示：目前有许多反向代理软件，比较有名的有Nginx和 Squid。4.2 页面静态化4.2.1 什么是静态页面静态