软件开发架构师

架构,如何进行容量设计?

架构 88 2019-03-07 09:27

互联网公司,这样的场景是否似曾相识?

 

场景一

pm要做双十一促销活动,技术老大杀过来,问了两个问题:

  • 机器能抗住么?

  • 如果扛不住,需要加多少台机器?

 

场景二

新系统上线,技术老大杀过来,又问:

  • 数据库需要分库么?

  • 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


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,看看如何通过五个步骤,得到问题的答案。

 

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?

询问运营同学,活动的预期访问是什么;

询问产品同学,产品上线后的预期访问是什么。

 

栗子

假设,58同城要做一个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%,如何评估push落地页系统的总访问量?

: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:总量除以总时间即可,如果按照天评估,一天按照4w秒计算。

画外音:一天86400秒,一般认为请求发生在白天,即4w秒。

 

栗子

push落地页系统30分钟的总访问量是500w,求平均访问QPS?

答:500w/(30*60) = 2778,大概3000QPS。

 

栗子

假设,58同城主站首页估计日均pv 8000w,求平均访问QPS?

:一天按照4w秒算,8000w/4w=2000,大概2000QPS。

 

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?

:根据业务特性,通过业务访问曲线评估

 

栗子

假设,某业务日均QPS为2000,业务访问趋势图如下图,求峰值QPS预估?


: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。

画外音: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: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,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:


  • 访问端是APP

  • 运营活动H5落地页是一个web站点

  • 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。

画外音: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1200,一般线上系统是不会跑满,打个8折,单机线上允许跑到QPS1000。

 

步骤五:根据线上冗余度解题

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。


技术老大问:机器能抗住么?

:峰值5000,单机1000,线上2台,扛不住。


如果扛不住,需要加多少台机器?

:需要额外3台,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。

 

总结

互联网架构设计如何进行容量评估:

一,评估总访问量询问产品、运营;

二,评估平均访问量:总量除以总时间,一天算4w秒;

三,评估高峰QPS:根据业务曲线图来;

四,评估系统、单机极限QPS:压测很重要;

五:根据线上冗余度解题:估计冗余度与线上冗余度差值;

 

希望大家有收获。

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