1.1 问题
学习从单机架构到集群架构的演变之路：
- 单机版LNMP
- 独立数据库服务器
- Web服务器集群与Session保持
- 动静分离、数据库集群
- 各种缓存服务器
- 业务模型
1.2 步骤
此案例主要是学习网站架构演变的过程，以拓扑图和理论为主，具体实现还需要结合具体的软件。
步骤一：单机版LNMP
单机版网站，拓扑如图-1所示。
用户量少时使用，简单、成本低、存在单点故障。
步骤二：独立数据库服务器
独立数据库服务器是将网站静态文件、代码文件等资料与数据库分离的架构，当用户量增加时单机的处理能力有限，PHP或JAVA代码的执行需要消耗大量CPU资源，数据库的增删改查需要调用大量的内存资源，将两者分离可以减轻服务器的压力，其拓扑结构如图-2所示。
Web服务器和数据库服务器的压力都可以得到有效改善，访问量有所增加。但是服务器依然存在单点故障问题。
步骤三：Web服务器集群与Session保持
我们可以通过Nginx、Haproxy代理服务器实现Web负载均衡集群，也可以使用LVS调度器实现Web负载均衡集群。部署完Web集群后还需要考虑如何进行Session会话保持，方法很多，如：根据源IP保持，代理服务器重写Cookie信息，共享文件系统保存session，使用数据库共享session等等。
该架构拓扑如图-3所示。
但是如果只有一台调度器依然会导致单点故障的问题，因此还需要使用Keepalived或Heartbeat之类的软件进行高可用配置，如图-4所示。
对于网站内容而言可以分离为动态页面和静态页面，静态页面就需要数据文件，动态页面则需要CPU解析代码，需要消耗大量的CPU资源，因此可以将静态和动态分离为两组服务器，动态页面有脚本代码组成，是一种基于网页的应用程序，因此这一组服务器也称为应用服务器，其架构如图-5所示。
步骤四：动静分离、数据库集群
随着服务器的增加，虽然性能与并发量得到了明显的提升，但是数据的一致性、管理的便利性成为了新的问题，因此就需要增加统一的存储服务器，实现数据的同步一致，可以使用NFS，GlusterFS、Ceph等软件实现该功能，其架构如图-6所示。
此时所有应用服务器都连接一台数据库服务器进行读写操作，而且后期随着数据库中的数据不断增加，会导致数据库成为整个网站的瓶颈！这就需要我们对数据进行分库分表，创建数据库主从或者数据库集群，实现读写分离，其拓扑如图-7所示。
步骤五：缓存服务器与业务模型
对于静态数据我们可以通过varnish、squid或者nginx进行缓存，将数据缓存到距离用户更近的位置，构建CDN（内容分发网络）架构。
对于传统的SQL数据库而言，我们也可以通过增加NoSQL数据库，实现数据缓存的功能，提升数据库的访问速度。
最后，基于前面的架构，我们还可以将网站按照公司的业务进行分离，每个业务都可以是一个独立的集群，如图-8所示。
