http服务端架构演进
< 返回列表时间: 2019-10-20来源:OSCHINA
【围观】麒麟芯片遭打压成绝版,华为亿元投入又砸向了哪里?>>>
摘要
在 详解http报文 相关文章中我们介绍了http协议是如何工作的,那么构建一个真实的网站还需要引入组件呢?一些常见的名词到底是什么含义呢? 什么叫正向代理,什么叫反向代理 服务代理与负载均衡的差别 有了nginx,为啥还需要LVS 都有哪些负载均衡的方式
服务端演进
在前面文章中我们介绍过最简单的一种客户端-服务端响应模式,如下
这是http服务最简单的一种形式,服务端就一层web服务器。
现在我们服务端变复杂了,用户数增加了,并发量增加了。对我们服务端要求增加了 服务能力:一台服务器满足不了这么多的http的请求了。我们需要增加机器了,进行服务扩容了 安全防护:开始有人对我们的服务进行网络攻击了,需要保护服务端服务器,限制ip地址 网站升级: 网站上线后,需要提供7*24小时无间断服务了,发布新的版本,需要保证网站的可用。
代理服务
为了解决这些问题,我们需要引入 中间层 也就是代理,在客户端和服务端中间插入一个中间环节,代理服务。代理,狭义上讲就是不生产内容,只是转发上下游的请求和响应。
代理服务按照是否匿名可以分为 匿名代理: 外部不知道真实机器,只知道代理服务器 透明代理: 外界知道代理,也知道真实服务器
按照靠近客户端还是服务端,分为 正向代理: 代理客户端,代表着客户端向服务器端发送请求 反向代理: 代理服务端,代表着服务器向客户端发送请求。
http协议对代理的支持
因为http协议最开始并没有考虑代理服务,设计的协议只是针对客户端-服务器模式。根据我们通常的架构标准,http协议层是不用关心使用者是如何使用的,代理服务这种中间产物自然不用考虑。服务端有获取客户端ip的需求,所以Squid这个缓存代理软件最先引入 X-Forwarded-For 头字段,用来表示 客户端的真实 IP。
格式如下,从客户端到各个代理服务,记录下每一层的转发 X-Forwarded-For: client, proxy1, proxy2
这个需求是如此的普世,所以慢慢变成了标准,被各个代理服务广泛使用,所以后来被写入到 RFC 7239 标准之中了
代理协议
HTTP 协议本身对代理服务并没有什么说明,所以就衍生出了代理协议,代理协议是haproxy的作者Willy Tarreau于2010年开发和设计的一个Internet协议,通过为tcp添加一个很小的头信息,来方便的传递客户端信息(协议栈、源IP、目的IP、源端口、目的端口等),在网络情况复杂又需要获取客户IP时非常有用。 多层NAT网络 TCP代理(四层)或多层tcp代理 https反向代理http(某些情况下由于Keep-alive导致不是每次请求都传递x-forword-for) https通信加密,不允许修改原始报文
另外由于每一层代理服务都需要解析http header 头 X-Forwarded-For ,然后追加自己的地址,所以这个成本也比较高。所以代理协议也变成了 刚需 ,虽然是haproxy提出来的,但是也被各大代理服务器支持了,如nginx、apache、squid。代理协议格式 PROXY TCP4/TCP6 客户端ip 应答方ip 请求方端口号 应答方端口号 \r\n
这样请求方解析第一行就可以拿到客户端ip,不用再去处理http报文了。
负载均衡
负载均衡,其实就是分发请求。根据OSI七层协议

负载均衡分成两种 4层负载均衡,即工作在第四层传输层,利用ip地址端口进行请求转发,因为没有其他操作,所以效率比较高 七层负载均衡,即工作在第七层应用层,根据HTTP请求头,URL信息转发特定的主机。效率相对低一点。
nginx是七层负载均衡,LVS是七层负载均衡。
所以小型网站,nginx就足够,当流量足够大时,负载均衡成为瓶颈了,就可以在前面引入了LVS一层。
关于具体的负载均衡算法, 参考这边文章 ,这里不再赘述
安全防护
前面我们提到过安全防护也是代理服务的一大重要功能。为了应对外部攻击,需要引入网络防火墙,WAF(Web Application Firewall)。工作在OSI 第七层,主要是对http报文进行更细致的审核,也就是各种filter。 比如 IP 黑白名单 DDOS攻击 各种注入
当服务的安全性要求没那么高时,或者对公司业务发展的ROI没那么高时,我们通常就在nginx层面配置一些规则即可。需求升级时,我们就要引入专门的模型,比如 ModSecurity1 。需求再升级时,引入外部云厂商提供的WAF服务。
最终架构形式
http服务端架构演进和我们单应用架构演进有异曲同工之处。在业务不复杂的时候,可以使用单体模块搞定(比如Nginx),当请求量增加,需求升级时,需要引入中间层来解决。当某个模块要求增加时,需要解耦出单独的模块来处理。
所以整体上看,一个中型的服务端架构如下图。

参考
https://juejin.im/post/5ccaaf0af265da035e213490
https://www.cnblogs.com/xybaby/p/7867735.html
关注公众号【方丈的寺院】,第一时间收到文章的更新,与方丈一起开始技术修行之路
相关阅读 详解http报文
详解http报文(2)-web容器是如何解析http报文的
> 本文由博客一文多发平台 OpenWrite 发布!
热门排行