互联网架构,如何进行容量设计?

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近期参加一些业界的技术大会,“微服务架构”的话题非常之火,也在一些场合聊过服务化架构实践,最近几期文章期望用通俗易懂的语言聊聊了个人对服务化以及微服务架构的理解,希望能给大伙一些启示。

一、需求缘起

互联网公司,这样的场景是否似曾相识:

场景一:pm要做一个很大的运营活动,技术老大杀过来,问了两个问题:

(1)机器能抗住么?

(2)如果扛不住,需要加多少台机器?

场景二:系统设计阶段,技术老大杀过来,又问了两个问题:

(1)数据库需要分库么?

(2)如果需要分库,需要分几个库?

技术上来说,这些都是系统容量预估的问题,容量设计是架构师必备的技能之一。常见的容量评估包括数据量、并发量、带宽、CPU/MEM/DISK等,今天分享的内容,就以【并发量】为例,看看如何回答好这两个问题。

二、容量评估的步骤与方法

【步骤一:评估总访问量】

如何知道总访问量?对于一个运营活动的访问量评估,或者一个系统上线后PV的评估,有什么好的方法?

答案是:询问业务方,询问运营同学,询问产品同学,看对运营活动或者产品上线后的预期是什么。

举例:58要做一个APP-push的运营活动,计划在30分钟内完成5000w用户的push推送,预计push消息点击率10%,求push落地页系统的总访问量?

回答:5000w*10% = 500w

【步骤二:评估平均访问量QPS】

如何知道平均访问量QPS?

答案是:有了总量,除以总时间即可,如果按照天评估,一天按照4w秒计算。

举例1:push落地页系统30分钟的总访问量是500w,求平均访问量QPS

回答:500w/(30*60) = 2778,大概3000QPS

举例2:主站首页估计日均pv 8000w,求平均访问QPS

回答:一天按照4w秒算,8000w/4w=2000,大概2000QPS

提问:为什么一天按照4w秒计算?

回答:一天共24小时*60分钟*60秒=8w秒,一般假设所有请求都发生在白天,所以一般来说一天只按照4w秒评估

【步骤三:评估高峰QPS】

系统容量规划时,不能只考虑平均QPS,而是要抗住高峰的QPS,如何知道高峰QPS呢?

答案是:根据业务特性,通过业务访问曲线评估

举例:日均QPS为2000,业务访问趋势图如下图,求峰值QPS预估?

 

 

回答:从图中可以看出,峰值QPS大概是均值QPS的2.5倍,日均QPS为2000,于是评估出峰值QPS为5000。

说明:有一些业务例如“秒杀业务”比较难画出业务访问趋势图,这类业务的容量评估不在此列。

【步骤四:评估系统、单机极限QPS】

如何评估一个业务,一个服务单机能的极限QPS呢?

答案是:压力测试

在一个服务上线前,一般来说是需要进行压力测试的(很多创业型公司,业务迭代很快的系统可能没有这一步,那就悲剧了),以APP-push运营活动落地页为例(日均QPS2000,峰值QPS5000),这个系统的架构可能是这样的:

 

 

(1)访问端是APP

(2)运营活动H5落地页是一个web站点

(3)H5落地页由缓存cache、数据库db中的数据拼装而成

通过压力测试发现,web层是瓶颈,tomcat压测单机只能抗住1200的QPS(一般来说,1%的流量到数据库,数据库500QPS还是能轻松抗住的,cache的话QPS能抗住,需要评估cache的带宽,假设不是瓶颈),我们就得到了web单机极限的QPS是1200。一般来说,线上系统是不会跑满到极限的,打个8折,单机线上允许跑到QPS1000。

【步骤五:根据线上冗余度回答两个问题】

好了,上述步骤1-4已经得到了峰值QPS是5000,单机QPS是1000,假设线上部署了2台服务,就能自信自如的回答技术老大提出的问题了:

(1)机器能抗住么? -> 峰值5000,单机1000,线上2台,扛不住

(2)如果扛不住,需要加多少台机器? -> 需要额外3台,提前预留1台更好,给4台更稳

除了并发量的容量预估,数据量、带宽、CPU/MEM/DISK等评估亦可遵循类似的步骤。

三,总结

互联网架构设计如何进行容量评估:

【步骤一:评估总访问量】 -> 询问业务、产品、运营

【步骤二:评估平均访问量QPS】-> 除以时间,一天算4w秒

【步骤三:评估高峰QPS】 -> 根据业务曲线图来

【步骤四:评估系统、单机极限QPS】 -> 压测很重要

【步骤五:根据线上冗余度回答两个问题】 -> 估计冗余度与线上冗余度差值

个人一些经验分享,大伙轻拍,有更好的建议欢迎回复,下篇文章会将好的经验share给更多的同学。

【本文为51CTO专栏作者“58沈剑”原创稿件,转载请联系原作者】

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责任编辑:赵宁宁 来源: 架构师之路
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