Web系统服务器集群部署策略研究

傅荣鑫，李长云，李俊峰

摘要：随着Web应用的不断深化，越来越多的初学者加入了Web开发的队伍，为了提升Web系统的工作效率，基于缓存技术的服务器集群部署是最为关键的环节之一。该文首先从基本的Web服务入手，阐述Web的工作原理和基本的系统架构，伴随着Web用户激增所带来的系统问题，研究“一体化的应用服务器体系->分离的应用服务器体系->分布式服务器集群的应用服务体系”的服务器集群演化路径，并分阶段给出具体的部署策略，为 Web服务提供商和开发者提供有价值的参考和借鉴。

关键词：分布式服务器集群;系统架构;消息队列服务

中图分类号：TP393      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）20-0011-03

1 背景

在信息时代，“Web（World Wide Web，WWW）”，中文称为“万维网”，已经成为人们共享网络数据信息的最便捷工具。伴随“Web”应用的不断深化和人们需求的不断提高，“Web”技术框架支撑了“Web”的应用开发，如组件技术与开发建模技术的引入都提高了软件开发效率。然而，对于初学者而言，这些复杂的技术架构让她们眼花缭乱，因此，分析“Web”的工作原理，使程序员理解某种开发技术的要点，对于提高程序员“Web”开发水平具有现实意义。

2 “Web”应用的工作原理

“Web”系统的组成包括：客户机、服务器和网络协议。“Web”应用的目的是在网络环境下共享信息，因此，从用户角度看，“Web”的工作过程包括：“输入URL”->“浏览器（客户机）向服务器发起了一个“请求”，这是“TCP”的第一次握手->之后，当服务器接收到客户机发来的“请求”后，会以序列码的方式做出应答，这是“TCP”链接的第二次握手->当服务器的应答传回浏览器之后，浏览器再以序列号的方式给服务器一个应答，这时“TCP”链接的第三次握手->最后，当三次握手都顺利完成，服务器才将网页下载到浏览器，这时页面才能展现在我们面前。这四个步骤的工作过程如下。

1）用户输入“URL”。在网上共享信息，首先要知道信息文件在网络环境下所处的位置，这个位置被称为“统一资源定位器”，就是URL（Uniform Resource Locator）。它是一款浏览器的地址栏，都是用来输入统一资源定位符的。这个定位符由几个重要的部分组成：传输协议、主机域名或者IP地址、文件目录及文件名等。

2）服务器的域名解析。在统一资源定位符“URL”中包含了主机域名，在“TCP/IP”网络中，域名要转换成“IP”地址才能正常工作。域名解析就是完成“域名”转换成“IP地址”任务的，解析的结果是形成域名和“IP”地址对照表。在上网的客户机上，存在一个“hosts”文件，用于缓存网址映射关系;如果用户访问的服务器域名与“IP”地址映射表不在“hosts”文件里，客户机首先会找“TCP/IP”配置表中设置的首选“DNS”服务器（被称为本地“DNS”服务器，该服务器也缓存了曾经解析过的域名和“IP”地址映射表），去解析“IP”地址，如待查域名不由本地“DNS”服务器区域解析，但是缓存表里存在，依然可以使用，但是不能确保一定正确; 在域名解析的过程中，一旦本地域名服务器的解析失败，并且在缓存表里面也找不到要解析的域名与IP地址的对应数据，这时，如果本地域名解析服务器里面设置了转发器，它就会将浏览器的域名解析请求发送到“根”域名服务器中，在互联网中，只有一台主根域名服务器，但是它有十套映像根域名服务器，八台都在美国本土，一台在欧洲的瑞典，一台在亚洲的日本。当“根域名”解析服务器收到来自某个本地域名服务器的域名解析请求之后，它就会从这个请求里面携带的域名结构（也就是顶级域的种类）来判断交给哪一级的顶级域名服务器来解析这个域名，并为之授权，当确定了由哪一个顶级域名服务器来进行解析之后，就会给本地域名解析服务器返回这个顶级域名服务器的“IP”地址。当本地域名解析服务器收到这个“根”域名服务器所指向的顶级域名服务器的“IP”地址后，就会利用该“IP”地址向这个顶级域名服务器发出域名解析的请求，还有一种情况就是，这个顶级域名服务器也无法解析这个目的域名，它就会将该解析任务传给其下一级的域名解析服务器，重复以上过程，就一定能够找到所需要的“IP”地址，除非該域名是不存在的。

3）建立“TCP”连接。找到“IP”地址以后，客户机和服务器之间建立起“TCP”链接，每一次“TCP”连接都需要三个阶段[1]：连接建立、数据传送和连接释放。每次发送链接被称为一次握手，“TCP”链接需要三次握手方能完成。第一次握手，当客户机向服务器发起请求连接时，客户端会发送同步序列号“SYN”到服务器，在这里我们可以设“SYN”为m，等待服务器确认，这时客户端状态为“SYN_SENT”;第二次握手，当服务器收到客户机发送的“SYN”后，服务器要做的是确认客户端发送过来的“SYN”，在这里服务器发送确认包“ACK”，这里的“ACK”为m+1，意思是说“我收到了你发送的SYN了”，同时，服务器也会向客户端发送一个“SYN”包，这里我们设“SYN”为n。这时服务器的状态为“SYN_RECV”。一句话，服务器端发送“SYN”和“ACK”两个包;在第三次握手的时候，每当“客户机”进程收到了来自“服务器”进程的序列号“SYN”和确认包“ACK”之后，它也要向“服务器”进程发会一个确认包“ACK”，表明“我也收到你发送的“SYN”了，我这就给你发个确认过去，然后我们即能合体了”，这里的“ACK”为“n+1”，当三次握手都顺利对接上之后，“客户机”进程和“服务器”进程都将设置成“ESTABLISH”的状态标志，表明这次的TCP连接已经大功告成。在三次握手中，客户端和服务器端都发送两个包“SYN”和“ACK”，只不过服务器端的两个包是一次性发过来的，客户端的两个包是分两次发送的。