一、什么是五高？

五高即： 高可用、高可擴展、高性能、高安全、高可管理

高可用（High Availability）即應用全年的停機時長要在標準范圍內。

2個9即99%是基本可用，全年不可用時間是87.6小時

3個9即99.9%是基本可用，全年不可用時間是8.76小時

4個9即99.99%是基本可用，全年不可用時間是52.56分鐘

5個9即99.999%是基本可用，全年不可用時間是5.256分鐘

經常說的高并發(fā)并不是五高之一，高并發(fā)即通過設計保證系統(tǒng)能夠同時并行處理很多請求

高并發(fā)相關常用的一些指標有響應時間（Response Time），吞吐量（Throughput），每秒查詢率QPS（Query Per Second），并發(fā)用戶數等。

     響應時間：系統(tǒng)對請求做出響應的時間。例如系統(tǒng)處理一個HTTP請求需要200ms，這個200ms就是系統(tǒng)的響應時間。

     吞吐量：單位時間內處理的請求數量。

     QPS：每秒響應請求數。在互聯(lián)網領域，這個指標和吞吐量區(qū)分的沒有這么明顯。

     并發(fā)用戶數：同時承載正常使用系統(tǒng)功能的用戶數量。例如一個即時通訊系統(tǒng)，同時在線量一定程度上代表了系統(tǒng)的并發(fā)用戶數。

二、如何保證高可用？

       保證系統(tǒng)正常運行的規(guī)則就是：冗余，系統(tǒng)增加了冗余還不夠當然如果系統(tǒng)之間出現了故障，人工干預則需要耗時，為了保證高可用就需要自動故障轉移，即一個節(jié)點宕機立即自動切到另外一臺保證系統(tǒng)的高可用。

三、互聯(lián)網架構分層？

     還記的大學時學習的計算機網絡這本書嗎，里面的OSI七層模型首先來回憶一下。

    OSI七層模型： 第一層 物理層，第二層 數據鏈路層 ，第三層 網絡層，第四層 傳輸層，第五層 會話層，第六層 表示層 第七層 應用層

   如上圖，是互聯(lián)網分布式架構分為：

   客戶端層： 調用方是 應用APP或者PC瀏覽器

   硬件負載均衡層:   F5可以 匯聚鏈接，去除https的s,  負載請求   即典型的三明治結構。 是一種硬件的負載，而F5的探測機制：心跳 一問一答形式和發(fā)送多次，比如發(fā)送三次在多少時間內三次沒有應答就證明斷鏈。 而F5屬于溫備，即有多臺F5，備用機器啟動但是限流。 除了F5，還有 DNS和HA Proxy可以解決同樣的問題。  

  反向代理層：系統(tǒng)入口， 使用nginx進行反向代理，實現原理是： keep alived + virtual IP 

  web應用層：實現核心應用邏輯，返回html或者json

  服務層：如果實現了服務化，就有這一層

  數據-緩存：緩存加速訪問存儲

  數據-數據庫層：數據庫固化數據存儲

四、如何實現各個層級之間的擴展（即冗余）？

   硬件負載均衡層:

    硬負載均衡層的水平擴展，是通過三明治結構實現的。在這一層布三層F5實現水平擴展。F5的官方名稱叫本地流量管理器，可以做4-7層負載均衡，具有負載均衡，應用交換，會話交換，狀態(tài)監(jiān)控，智能網絡地址轉換，通用持續(xù)性，相應錯誤處理、高級路由，SSL加速，TCP優(yōu)化，IPV6網關，智能端口鏡像，SSL加速，智能HTTP壓縮，TCP優(yōu)化，第7層速率整形、內容緩沖、內容轉換、連接加速、連接加速、高速緩存、Cookie加密、選擇性內容加密、應用工具過濾、拒絕服務(Dos)攻擊、SYN FLood保護、防火墻----包過濾、包消毒等。

F5提供12種靈活的算法將所有流量均衡的分配到各個服務器，而面對用戶，只是一臺虛擬服務器。假如一臺服務器發(fā)生宕機，F5會檢查出來并將該服務器標識為宕機，從而不將用戶的訪問請求傳送到該臺發(fā)生故障的服務器上，一旦宕機恢復又F5查證后又將流量切到該恢復的服務器上。

  反向代理層:

  反向代理層水平擴展是通過 DNS輪詢實現，如上圖dns-server對于一個域名配置了多個解析IP，每次DNS解析請求來訪問dns-server，會輪詢這些ip, 當nginx成為瓶頸的時候，只要增加服務器數量，新增的nginx服務的部署，增加一個外網ip就能擴展反向代理層的性能，做到理論上的無限高并發(fā)。

 web應用層(服務器節(jié)點):

 web應用層的水平擴展，即服務端節(jié)點，是通過nginx實現的,通過修改nginx.conf可以設置多個web后端

當web后端成為瓶頸的時候，只要增加服務器的數量部署，在nginx配置中配置新的web后端，就能擴展站點層的性能，做到理論上的無限高并發(fā)。

服務層:

服務層水平擴展是通過服務連接池實現的，站點通過RPC-客戶端調用下游的服務層RPC-服務端中的連接池會建立與下游服務多個連接，當服務成為瓶頸的時候，只要增加服務器數量，新增服務部署，在RPC-客戶端處建立新的下游服務連接，就能擴展服務層性能，做到理論上的無限高并發(fā)，如果需要優(yōu)雅的進行服務層自動擴容，則需要zookeeper等注冊發(fā)現。

數據層的水平擴展：

即將一臺服務器上的數據（緩存和數據庫）水平拆分到不同服務器上去以達到擴充系統(tǒng)性能的目的

以數據庫為例，按照范圍水平拆分：

每一個數據服務，存儲一定范圍數據，上圖為例，user0庫存儲的范圍0-1kw,user1庫存儲的范圍1kw-2kw

優(yōu)點：1、規(guī)則簡單，service只需要判斷一下uid范圍就能路由到對應的存儲服務；

                                    2、數據均衡性好；

                                    3、比較容易擴展，可以隨時加一個uid[2kw到3kw]的數據服務

缺點：請求的負載不一定均衡，一般來說，新注冊的用戶會比老用戶更加活躍，大的排列服務請求壓力會更大。

以數據庫為例，按照哈希水平拆分：

每一個數據庫，存儲某個key值hash后的部分數據上圖為例

user0庫存儲偶數uid數據，user1庫存儲奇數uid數據

優(yōu)點:  1、規(guī)則簡單，service只需對uid進行hash能路由到對應得存儲服務；

           2、數據均衡性好

           3、請求均衡性好

缺點: 不容易擴展，擴展一個數據服務，與主從同步讀寫分離來擴充數據庫性能的方式有本質不同

通過水平擴展來擴充系統(tǒng)性能，與主從同步讀寫分離來擴充數據庫性能的方式有本質不同：

1、每個服務器上存儲的數據量是總量的1/n,所以單機的性能也會有提升；

2、n個服務器上的數據沒有交集，那個服務器上數據的并集是數據的全集；

3、數據水平拆分到了n個服務器上，理論上讀性能擴充了n倍多。

通過主從同步讀寫分離擴展數據庫性能：

1、每個服務器上存儲的數據量和總量相同；

2、n個服務器上的數據都一樣，都是全集；

3、理論上讀性能擴充了n倍，寫仍然是單點，寫性能不變；