集群和分布式

news/2024/5/24 11:57:00/

本文以即时通讯软件(IM)为例,介绍单机、集群、分布式的区别,以及它们各自的优缺点。
假设现在开发一款IM,刚开始业务比较简单,用户量也较少,我们将服务部署在一台单机服务器上足矣。软件开发过程中为了让程序更加清晰,便于维护,采用模块化编程。一款IM服务大致包括:用户管理、好友管理、群组管理、消息管理、后台管理。
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之后随着用户数量的增长,渐渐发现,单机性能有限,支持的用户并发量较小。并且,我们的代码只是采用模块化方式编写,一个模块出现问题,往往需要将整个项目重新编译,部署,耗时耗力。再之,系统中有些模块属于CPU密集型,有些模块属于I/O密集型,各模块对硬件资源的需求不一样,所以在进行服务器选型时只能综合各模块,可能会导致资源的浪费或过剩。
所以,针对单机性能瓶颈的问题,提出了集群的概念,每一台服务器独立运行一个工程的所有模块,事实上集群就是再多加几台服务器提供服务,比如:
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服务器数量的增加自然解决了单机性能瓶颈的问题,但项目部署在多台机器上,代码修改后仍然需要花费大量的精力重新部署项目。并且对于不常用的后台管理模块没必要每台机器上都部署。因此,水平扩充机器的集群方式,仍然存在一些问题。
下面再来看看分布式模式,一个工程拆分了很多模块,每一个模块独立部署运行在一个服务器主机上,所有服务器协同工作共同提供服务,每一台服务器称作分布式的一个节点,根据节点的并发要求,对一个节点可以再做节点模块集群部署。
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将模块部署到不同的主机,这样修改单独的模块,不影响其他主机模块的运行,并且对于单机性能瓶颈的问题,也可以通过增加节点集群的方式提高性能。
但要实现分布式的模式,对我们的要求就更高,比如,系统要划分模块,怎么划分合理?CPU密集型和I/O密集型模块部署在不同性能的机器上?模块之间会不会存在大量重复的代码?模块之间的调用如何进行等等。模块运行在不同的主机上,模块之间的调用自然就会涉及到网络通信,因此,我们必须实现一个分布式网络通信框架来做支撑。

可见,随着业务增长,程序框架也必须随之改变,而一个好的框架设计往往能在开发、维护方面节约大量成本。


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