原文出处：丁码农在主流的Web站点中，图片往往是不可或缺的页面元素，尤其在大型网站中，几乎都将面临“海量图片资源”的存储、访问等相关技术问题。在针对图片服务器的架构扩展中，也会历经很多曲折甚至是教训（尤其是早期规划不足，造成后期架构上很难兼容和扩展）。 本文将以一个真实垂直门户网站的发展历程，向大家娓娓道来。 构建在Windows平台之上的网站，往往会被业内众多技术认为很“保守”，甚至会有点。很大部分原因，是由于微软技术体系的封闭和部分技术人员的短视造成的（当然，主要还是人的问题）。由于长期缺乏开源支持，所以很多人只能“闭门造车”，这样很容易形成思维局限性和短板。以图片服务器为例子，如果前期没有容量规划和可扩展的设计，那么随着图片文件的不断增多和访问量的上升，由于在性能、容错/容灾、扩展性等方面的设计不足，后续将会给开发、运维工作带来很多问题，严重时甚至会影响到网站业务正常运作和互联网公司的发展（这绝不是在）。 很多公司之所以选择Windows（）平台来构建网站和图片服务器，很大部分由创始团队的技术背景决定的，早期的技术人员可能更熟悉.NET，或者团队的负责人认为Windows/.NET的易用性、“短平快”的开发模式、人才成本等方面都比较符合创业初期的团队，自然就选择了Windows。后期业务发展到一定规模，也很难轻易将整体架构迁移到其它开源平台上了。当然，对于构建大规模互联网，更首选开源架构，因为有很多成熟的案例和开源生态的支持（也会有很多坑，就看是你自己最先去踩坑，还是在别人踩了修复之后你再用），避免重复造轮子和支出高额授权费用。对于迁移难度较大的应用，个人比较推荐Linux、Mono、Jexus、Mysql、Memcahed、Redis混搭的架构，同样能支撑具有高并发访问和大数据量等特点的互联网应用。 初创时期由于时间紧迫，开发人员水平也很有限等原因。所以通常就直接在website文件所在的目录下，建立1个upload子目录，用于保存用户上传的图片文件。如果按业务再细分，可以在upload目录下再建立不同的子目录来区分。例如：upload\QA,upload\Face等。 在数据库表中保存的也是”upload/qa/test.jpg”这类相对径。 用户的访问方式如下： 程序上传和写入方式： 程序员A通过在web.config中配置物理目录D:\Web\yourdomain\upload 然后通过stream的方式写入文件； 程序员B通过Server.MapPath等方式，根据相对径获取物理目录 然后也通过stream的方式写入文件。 优点：实现起来最简单，无需任何复杂技术，就能成功将用户上传的文件写入指定目录。保存数据库记录和访问起来倒是也很方便。 缺点：上传方式混乱，严重不利于网站的扩展。 针对上述最原始的架构，主要面临着如下问题： 在部署新版本（部署新版本前通过需要备份）和日常备份website文件的时候，需要同时操作upload目录中的文件，如果考虑到访问量上升，后边部署由多台Web服务器组成的负载均衡集群，集群节点之间如果做好文件实时同步将是个难题。 在website站点下面，新建一个名为upload的虚拟目录，由于虚拟目录的灵活性，能在一定程度上取代物理目录，并兼容原有的图片上传和访问方式。用户的访问方式依然是： 优点：配置更加灵活，也能兼容老版本的上传和访问方式。 因为虚拟目录，可以指向本地任意盘符下的任意目录。这样一来，还可以通过接入外置存储，来进行单机的容量扩展。 缺点：部署成由多台Web服务器组成的集群，各个Web服务器（集群节点）之间（虚拟目录下的）需要实时的去同步文件，由于同步效率和实时性的，很难某一时刻各节点上文件是完全一致的。 基本架构如下图所示：
从上图可看出，整个Web服务器架构已经具备“可扩展、高可用”了，主要问题和瓶颈都集中在多台服务器之间的文件同步上。 上述架构中只能在这几台Web服务器上互相“增量同步”，这样一来，就不支持文件的“删除、更新”操作的同步了。 早期的想法是，在应用程序层面做控制，当用户请求在web1服务器进行上传写入的同时，也同步去调用其它web服务器上的上传接口，这显然是得不偿失的。所以我们选择使用Rsync类的软件来做定时文件同步的，从而省去了“重复造轮子”的成本，也降低了风险性。 同步操作里面，一般有比较经典的两种模型，即推拉模型：所谓“拉”，就是指轮询地去获取更新，所谓推，就是发生更改后主动的“推”给其它机器。当然，也可以采用加高级的事件通知机制来完成此类动作。 在高并发写入的场景中，同步都会出现效率和实时性问题，而且大量文件同步也是很消耗系统和带宽资源的（跨网段则更明显）。 沿用虚拟目录的方式，通过UNC（网络径）的方式实现共享存储（将upload虚拟目录指向UNC） 用户的访问方式1： 用户的访问方式2（可以配置域名）： 支持UNC所在server上配置域名指向，并配置轻量级的web服务器，来实现图片服务器。 优点： 通过UNC（网络径）的方式来进行读写操作，可以避免多服务器之间同步相关的问题。相对来讲很灵活，也支持扩容/扩展。支持配置成图片服务器和域名访问，也完整兼容旧版本的访问规则。 缺点 ：但是UNC配置有些繁琐，而且会造成一定的（读写和安全）性能损失。可能会出现“单点故障”。如果存储级别没有raid或者更高级的灾备措施，还会造成数据丢失。 基本架构如下图所示：
在早期的很多基于Linux开源架构的网站中，如果不想同步图片，可能会利用NFS来实现。事明，NFS在高并发读写和海量存储方面，效率上存在一定问题，并非最佳的选择，所以大部分互联网公司都不会使用NFS来实现此类应用。当然，也可以通过Windows自带的DFS来实现，缺点是“配置复杂，效率未知，而且缺乏资料大量的实际案例”。另外，也有一些公司采用FTP或Samba来实现。 提到的几种架构，在上传/下载操作时，都经过了Web服务器（虽然共享存储的这种架构，也可以配置域名和站点来提供图片访问，但上传写入仍然得经过Web服务器上的应用程序来处理），这对Web服务器来讲无疑是造成巨大的压力。所以，更使用的图片服务器和的域名，来提供用户图片的上传和访问。 直到应用级别的（非系统级） DFS（例如FastDFS HDFS MogileFs MooseFS、TFS）的流行，简化了这个问题：执行冗余备份、支持自动同步、支持线性扩展、支持主流语言的客户端api上传/下载/删除等操作，部分支持文件索引，部分支持提供Web的方式来访问。 考虑到各DFS的特点，客户端API语言支持情况(需要支持C#)，文档和案例，以及社区的支持度，我们最终选择了FastDFS来部署。 唯一的问题是：可能会不兼容旧版本的访问规则。如果将旧图片一次性导入FastDFS，但由于旧图片访问径分布存储在不同业务数据库的各个表中，整体更新起来也十分困难，所以必须得兼容旧版本的访问规则。架构升级往往比做全新架构更有难度，就是因为还要兼容之前版本的问题。（给飞机在空中换引擎可比造架飞机难得多） 首先，关闭旧版本上传入口（避免继续使用导致数据不一致）。将旧图片数据通过rsync工具一次性迁移到的图片服务器上（即下图中描述的Old Image Server）。在最前端(七层代理，如Haproxy、Nginx)用ACL（访问规则控制），将旧图片对应URL规则的请求（正则）匹配到，然后将请求直接转发指定的web 服务器列表，在该列表中的服务器上配置好提供图片（以Web方式）访问的站点，并加入缓存策略。这样实现旧图片服务器的分离和缓存,兼容了旧图片的访问规则并提升旧图片访问效率，也避免了实时同步所带来的问题。 整体架构如图：
基于FastDFS的图片服务器集群架构，虽然已经非常的成熟，但是由于国内“南北互联”和IDC带宽成本等问题（图片常消耗流量的），我们最终还是选择了商用的CDN技术，实现起来也非常容易，原理其实也很简单，我这里只做个简单的介绍： 将img域名cname到CDN厂商指定的域名上，用户请求访问图片时，则由CDN厂商提供智能DNS解析，将最近的（当然也可能有其它更复杂的策略，例如负载情况、健康状态等）服务节点地址返回给用户，用户请求到达指定的服务器节点上，该节点上提供了类似Squid/Vanish的代理缓存服务，如果是第一次请求该径，则会从源站获取图片资源返回客户端浏览器，如果缓存中存在，则直接从缓存中获取并返回给客户端浏览器，完成请求/响应过程。 由于采用了商用CDN服务，所以我们并没有考虑用Squid/Vanish来自行构建前置代理缓存。 的整个集群架构，可以很方便的做横向扩展，能满足一般垂直领域中大型网站的图片服务需求（当然，像taobao这样超大规模的可能另当别论）。经测试，提供图片访问的单台Nginx服务器（至强E5四核CPU、16G内存、SSD），对小静态页面（压缩后大概只有10kb左右的）可以扛住几千个并发且毫无压力。当然，由于图片本身体积比纯文本的静态页面大很多，提供图片访问的服务器的抗并发能力，往往会受限于磁盘的I/O处理能力和IDC提供的带宽。Nginx的抗并发能力还常强的，而且对资源占用很低，尤其是处理静态资源，似乎都不需要有过多担心了。可以根据实际访问量的需求，通过调整Nginx的参数，对Linux内核做调优，加入分级缓存策略等手段能够做更大程度的优化，也可以通过增加服务器或者升级服务器配置来做扩展，最直接的是通过购买更高级的存储设备和更大的带宽，以满足更大访问量的需求。 值得一提的是，在“云计算”流行的当下，也推荐高速发展期间的网站，使用“云存储”这样的方案，既能帮你解决各类存储、扩展、备灾的问题，又能做好CDN加速。最重要的是，价格也不贵。 总结，有关图片服务器架构扩展，大致围绕这些问题展开： |
