浅谈图片服务器的架构演进

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其中method还还日后 PUT、GET、HEAD、DELETE中的任意一种生活生活;最后有1个多 参数“timeout”是超时的时间,单位是秒。有1个多 通日后面 Python办法,计算得到的签名URL为:

阿里云目前可能对外开放图片处置API,包括了大多数常用处置处置方案:缩略图、打水印、文字水印、样式、管道等。开发者还还要非常方便的使用如上图片处置方案,希望不要 的开发者都上能基于OSS开放出更多优秀的产品。

阿里云存储服务(OpenStorageService,简称OSS),是阿里云对外提供的海量,安全,低成本,高可靠的云存储服务。用户还还要通过简单的 REST接口,在任哪天间、任何地点上传和下载数据,也还还要使用WEB页面对数据进行管理。同时,OSS提供Java、Python、PHP SDK,繁杂用户的编程。基于OSS,用户还还要搭建出各种多媒体分享网站、网盘、其他人企业数据备份等基于大规模数据的服务。在以下图片云存储主要以阿里云的云存储OSS为切入点介绍,上图为OSS云存储的简单架构示意图。

亲戚大伙还要调节上传时,只还要修改web服务器post到的目的图片服务器的ID,就还还要控制上传到哪台图片存储服务器,对应的图片存储服务器只还要安装nginx同时提供有1个多 python可能php服务接收并保存图片,可能愿意愿意开启python可能php服务,也还还要编写有1个多 nginx扩展模块。

人太好现的具体思路如下:

当网站达到一定的规模后,对图片服务器的性能和稳定性有一定的要求后,上述NFS图片服务架构面临着挑战,严重的依赖NFS,这俩 系统所处单点机器容易出先故障,还要对整体架构进行升级。于是出先了上图图片服务器架构,出先了分布式的图片存储。

阿里云CDN服务在全国部署超过5000个节点,能提供给用户优良的网络加速效果。当网站业务1个多 劲爆发增长时,不不手忙脚乱地扩容网络带宽,使用CDN服务即可轻松应对。和OSS服务一样,使用CDN,还要先在aliyun.com网站上开通CDN服务。开通后,还要在网站上的管理中心创建你的distribution(即分类分类整理频道),每个distribution由有1个多 还要的部分组成:distribution ID和源站地址。

OSS提供给用户的虚拟存储空间,在这俩 虚拟空间中,每个用户可拥有有1个多 到多个Bucket。

2)不不关心数据的存储路径。

这俩 架构方便纯squid缓存升级,还还要在squid的机器再加装nginx。 nginx有缓存的功能,还还要将这俩 访问量特大的链接直接缓所处nginx上,就不不经不要 一次代理的请求,都上能保证图片服务器的高可用、高性能。比如favicon.ico和网站的logo。 负载均衡负责OSS所有的请求的负载均衡,后台的http服务器故障会自动切换,从而保证了OSS的服务不间断。

1)用户上传图片到web服务器后,web服务器处置完图片,这俩 再由前端web服务器把图片post到到[图片1]、[图片2]…[图片N]其中的有1个多 ,图片服务器接收到post过来的图片,这俩 把图片写入到本地磁盘并返回对应成功状态码。前端web服务器根据返回状态码决定对应操作,可能成功说说,处置生成各尺寸的缩略图、打水印,把图片服务器对应的ID和对应图片路径写入DB数据库。

3) Bucket

2) Service

首先,确认其他人的bucket权限是private,即这俩 bucket的所有请求还要在签名认证通日后才被认为是合法的。这俩 根据操作类型、要访问的bucket、要访问的object以及超时时间,动态地生成有1个多 经过签名的URL。通过这俩 签名URL,你授权的用户就还还要在该签名URL过期时间前执行相应的操作。

4) Object

对于在线图片的编辑处置,GraphicsMagick(GraphicsMagick(http://www.graphicsmagick.org/))对于从事互联网的技术人员应该不不陌生。GraphicsMagick是从 ImageMagick 5.5.2 分支出来的,这俩 现在他变得更稳定和优秀,GM更小更容易安装、GM更有带宽、GM的手册非常雄厚GraphicsMagick的命令与ImageMagick基本是一样的。

http://oss-example.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/oss-api.jpg?OSSAccessKeyId=44CF9590006BF252F707&Expires=1141889120&Signature=vjbyPxybdZaNmGa%2ByT272YEAiv4%3D

3)提高网站的可扩展性-通过增加图片服务器,提高图片服务吞吐能力。

从传统互联网的web1.0,历经web2.0时代以及发展到现在的web3.0,随着图片存储规模的增加,图片服务器的架构也在逐渐所处变化,以下主要论述有1个多 阶段的图片服务器架构演进。

2) 上传控制

现在几乎任何有1个多 网站、Web App以及移动APP等应用都还要有图片展示的功能,对于图片功能从下至上就有有点硬要的。还要要具有前瞻性的规划好图片服务器,图片的上传和下载带宽至关重要,当然这并就有说一上来就搞很NB的架构,大慨具备一定扩展性和稳定性。人太好各种分类整理就有,在这里我日后 谈谈我的这俩 其他人想法。

用户访问页面的日后,根据请求图片的URL到对应图片服务器去访问图片。

真正意义上的“云存储”,就有存储日后 提供云服务,使用云存储服务的主要优势有以下几点:

4) 存储:web服务器上传热点不可控,造成现有图片服务器空间占用不均衡。

5)简单接入云存储,尽情享受存储服务。

GraphicsMagick 提供了包括裁、缩放、合成、打水印、图像转换、填充等非常雄厚的接口API,其中的开发包SDK也非常雄厚,包括了JAVA(im4java)、C、C++、Perl、PHP、Tcl、Ruby等的调用,支持超过88中图像格式,包括重要的DPX、GIF、JPEG、JPEG-5000、PNG、PDF、PNM和TIFF,GraphicsMagick还还要再绝大多数的平台上使用,Linux、Mac、Windows都如此问题。这俩 独立开发那些图片处置服务,对服务器的IO要求相对要高这俩 ,这俩 目前那些开源的图片处置编辑库,相对来说还就有很稳定,笔者在使用GraphicsMagick 的日后就遇到了tomcat 系统程序运行运行crash状态,还要手动重启tomcat服务。

2011年李彦宏在百度联盟峰会上就提到过互联网的读图时代可能到来,图片服务早已成为有1个多 互联网应用中占比很大的部分,对图片的处置能力也相应地变成企业和开发者的一项基本技能,图片的下载和上传带宽显得更加重要,要想处置好图片,还要面对的有1个多 主要问题是:大流量、高并发、海量存储。

1)分担Web服务器的I/O负载-将耗费资源的图片服务分离出来,提高服务器的性能和稳定性。

签名的Python代码如下:

阿里云CDN服务是有1个多 遍布全国的分布式缓存系统,都上能将网站文件(如图片或JavaScript代码文件)缓存到全国多个城市机房中的服务器上,当有1个多 用户访不知道的网站时,会就近到靠近TA的城市的服务器上获取数据,日后最终用户访不知道的服务带宽会非常快。

2)高可用:对外提供下载的图片服务器只有一台,容易出先单点故障。

5) 安全性:nfs办法对于拥有web服务器的密码的人来说,还还要随意修改nfs后面 的内容,安全级别不高。

2)用户上传图片

用户访问图片时,通过[图片1]这台图片服务器来读取相应mount目录后面 的图片。

以上架构所处的问题:

Bucket是OSS上的命名空间;Bucket名在整个OSS中具有全局唯一性,且只有修改;存储在OSS上的每个Object还要都所含在某个Bucket中。有1个多 应用,类事图片分享网站,还还要对应有1个多 或多个Bucket。有1个多 用户最多可创建10个Bucket,但每个Bucket中存放的Object的数量和大小总和如此限制,用户不还要考虑数据的可扩展性。

用户注册OSS时,系统会给用户分配一对Access Key ID & Access Key Secret,称为ID对,用于标识用户,为访问OSS做签名验证。

图片的访问办法也非常简单其url为:http://bucketname.oss.aliyuncs.com/bucketKey

1)KV Engine

2)Quota

1)性能:varnish一种生活生活的技术上优势要高于squid,它采用了“Visual Page Cache”技术,在内存的利用上,Varnish比Squid具有优势,它处置了Squid频繁在内存、磁盘中交换文件,性能要比Squid高。varnish是只有cache到本地硬盘上的。还有强大的通过Varnish管理端口,还还要使用正则表达式快速、批量地清除部分缓存。nginx是用第三方模块ncache做的缓冲,其性能基本达到varnish,但在架构中nginx一般作为反向(静态文件现在用nginx的不要 不要 不要 不要 有,并发能支持到2万+)。在静态架构中,可能前端直接面对的是cdn活着前端了4层负载说说,详细用nginx的cache就够了。

可能服务不允许防盗链,如此访问量会引起带宽、服务器压力等问题。比较通用的处置方案是在nginx可能squid反向代理软件上再加refer ACL判断,OSS也提供了基于refer的防盗链技术。当然OSS也提供了更为高级的URL签名防盗链,其人太好现思路如下:

通过这俩 动态计算签名URL的办法,还还要有效地保护倒进OSS上的数据,处置被其他人盗链。

2)处置文件系统式的缓存,在文件数据量非常大的状态下,文件系统的性能很差,像squid,nginx的proxy_store,proxy_cache类事的办法缓存,当缓存的量级上来后,性能将只有满足要求。开源的traffic server直接用裸盘缓存,是有1个多 不错的选用 ,国内大规模应用并表态出来的主日后 淘宝,并就有可能它做的差,日后 开源时间晚。Traffic Server 在 Yahoo 外部使用了超过 4 年,主要用于 CDN 服务,CDN 用于分类分类整理特定的HTTP 内容,通常是静态的内容如图片、JavaScript、CSS。当然使用leveldb类事的做缓存,我估计上能达到很好的效果。

以上图片服务分类整理消除了早期的NFS依赖以及单点问题,时都上能均衡图片服务器的空间,提高了图片服务器的安全性等问题,这俩 又带来有1个多 问题是图片服务器的横向扩展冗余问题。只想在普通的硬盘上存储,首先还是要考虑一下物理硬盘的实际处置能力。是 7500 转的还是 500000 转的,实际表现差别就很大。至于文件系统选用 xfs、ext3、ext4还是reiserFs,还要做这俩 性能方面的测试,从官方的这俩 测试数据来看,reiserFs更适合存储这俩 小图片文件。创建文件系统的日后 Inode 问题也要加以考虑,选用 大慨大小的 inode size ,可能Linux 为每个文件分配有1个多 称为索引节点的号码inode,还还要将inode简单理解成有1个多 指针,它永远指向本文件的具体存储位置。有1个多 文件系统允许的inode节点数是有限的,可能文件数量不要 ,即使每个文件就有0字节的空文件,系统最终也会可能节点空间耗尽而只有再创建文件,这俩 还要在空间和带宽上做选用 ,构造合理的文件目录索引。

在介绍初始阶段的早期的小型图片服务器架构日后,首先让亲戚大伙了解一下NFS技术,NFS是Network File System的缩写,即网络文件系统。NFS是由Sun开发并发展起来的一项用于在不同机器,不同操作系统之间通过网络互相分享其他人的文件。NFS server也还还要看作是有1个多 FILE SERVER,用于在UNIX类系统之间共享文件,还还要轻松的挂载(mount)到有1个多 目录上,操作起来就像本地文件一样的方便。

1 )Access Key ID & Access Key Secret (API密钥)

分布式文件系统盘古和Google的GFS类事,盘古的架构是Master-Slave主从架构,Master负责元数据管理,Sliave叫做Chunk Server,负责读写请求。其中Master是基于Paxos的多Master架构,有1个多 Master死了日后,另外有1个多 Master还还要调快接过去,基本都上能做到故障恢复在一分钟以内 。文件是按照分片存放,每个会分有1个多 副本,倒进不同的机架上,最后提供端到端的数据校验。

当然图片服务器的图片同步还还要不采用NFS,也还还要采用ftp或rsync,采用ftp日后说说每个图片服务器就都保存一份图片的副本,也起到了备份的作用。这俩 缺点是将图片ftp到服务器比较耗时,可能使用异步办法去同步图片说说又会有延时,不过一般的小图片文件也还好了。使用rsync同步,当数据文件达到一定的量级后,每次rsync扫描会耗时愿意也会带来一定的延时性。

3)用户访问图片

在OSS中,用户的每个文件就有有1个多 Object,每个文件需小于5TB。Object所含key、data和user meta。其中,key是Object的名字;data是Object的数据;user meta是用户对该object的描述。其使用办法非常简单,如下为java sdk:

此模块记录了Bucket和用户的对应关系,和以分钟为单位的Bucket资源使用状态。Quota还将提供HTTP接口供Boss系统查询。

2)都上能专门对图片服务器进行优化-为图片服务设置有针对性的缓存方案,减少带宽网络成本,提高访问带宽。

3)安全模块

用分布式存储有十几条 好处,分布式能自动提供冗余,不还要亲戚大伙去备份,担心数据安全,在文件数量有点硬大的状态下,备份是一件很痛苦的事情,rsync扫一次可能是日后 好十几条 小时,还有这俩 日后 分布式存储动态扩容方便。当然在国内的这俩 这俩 文件系统里,TFS(http://code.taobao.org/p/tfs/src/)和FASTDFS就有这俩 用户,这俩 TFS的优势更是针对这俩 小文件存储,主日后 淘宝在用。另外FASTDFS在并发高于500写入的状态下出先性能问题,稳定性缺乏友好。OSS存储使用的是阿里云基于飞天5k平台自主研发的高可用,高可靠的分布式文件系统盘古。

1)用户不不了解存储设备的类型、接口、存储介质等。

3)稳定性:squid作为老牌劲旅缓存,其稳定性更可靠这俩 ,从我身边这俩 使用者反馈来看varnish偶尔会出先crash的状态。Traffic Server在雅虎目前使用期间也如此出先已知的数据损坏状态,其稳定性相对也比较可靠,对于未来我人太好更期待Traffic Server在国内都上能拥有更多的用户。

3) 用户访问流程

3)不不对存储设备进行管理、维护。

可能愿意在每台图片服务器同步所有图片,如此NFS是最简单的文件共享办法。NFS是个分布式的客户机/服务器文件系统,NFS的实质在于用户间计算机的共享,用户还还要联结到共享计算机并象访问本地硬盘一样访问共享计算机上的文件。具体实现思路是:

用户通过Internet访问页面提交上传请求post到web服务器,web服务器处置完图片后由web服务器拷贝到对应的mount本地目录。

如: http://imgN.xxx.com/image1.jpg

此阶段的图片服务器架构,增加了负载均衡和分布式图片存储,都上能在一定程度上处置并发访问量高和存储量大的问题。负载均衡在有一定财力的状态下还还要考虑F5硬负载,当然也还还要考虑使用开源的LVS软负载(同时还可开启缓存功能)。此时将极大提升访问的并发量,还还要根据状态随时调配服务器。当然此时也所处一定的瑕疵,那日后 可能在多台Squid上所处同一张图片,可能访问图片时可能第一次分到squid1,在LVS过期后第二次访问到squid2可能别的,当然相对并发问题的处置,此种少许的冗余详细在亲戚大伙的允许范围之内。在该系统架构中二级缓存还还要使用squid也还还要考虑使用Varnish可能traffic server,对于cache的开源软件选型要考率以下几点

图片服务器的图片下载比例远远高于上传比例,业务逻辑的处置也区别明显,上传服器对图片重命名,记录入库信息,下载服务器对图片再加水印、修改尺寸类事的动态处置。从高可用的厚度,亲戚大伙能容忍部分图片下载失败,但绝只有有图片上传失败,可能上传失败,由于数据的丢失。上传与下载分开,能保证不不因下载的压力影响图片的上传,这俩 还有这俩 ,下载入口和上传入口的负载均衡策略就有所不同。上传还要经过Quota Server记录用户和图片的关系等逻辑处置,下载的逻辑处置可能绕过了前端缓存处置,穿透后端业务逻辑处置,还要从OSS获取图片路径信息。近期阿里云会推出基于CDN就近上传的功能,自动选用 离用户最近的CDN节点,使得数据的上传下载带宽均得到最优化。相较传统IDC,访问带宽提升数倍。

OSS中的Object源信息和数据文件就有存倒进KV Engine上。在6.15的版本,V Engine将使用0.8.6版本,并使用为OSS提供的OSSFileClient。

安全模块主要记录User对应的ID和Key,并提供OSS访问的用户验证功能。

使用阿里云OSS和CDN还还要非常方便的针对每个bucket进行内容加速,可能每个bucket对应有1个多 独立的二级域名,针对每个文件进行CDN删除,简单、经济地处置服务的存储和网络问题,毕竟大多数网站或应用的存储和网络带宽多半是被图片或视频消耗掉的。

基于haproxy的自动hash架构 ,这是一种生活生活新的缓存架构,由nginx作为最前端,代理到缓存机器。 nginx后面 是缓存组,由nginx经过url hash后将请求分到缓存机器。

1)性能:现有形状过度依赖nfs,当图片服务器的nfs服务器有问题时,可能影响到前端web服务器。NFS的问题主日后 锁的问题. 很容易造成死锁, 只有硬件重启上能处置。尤其当图片达到一定的量级后,nfs会有严重的性能问题。

对于图片服务器来说IO无疑是消耗资源最为严重的,对于web应用来说还要将图片服务器做一定的分离,这俩 很可能可能图片服务器的IO负载由于应用崩溃。这俩 尤其对于大型网站和应用来说,非常有必要将图片服务器和应用服务器分离,构建独立的图片服务器集群,构建独立的图片服务器其主要优势:

1)所有前端web服务器都通过nfs挂载3台图片服务器export出来的目录,以接收web服务器写入的图片。这俩 [图片1]服务器挂载另外两台图片服务器的export目录到本地给apache对外提供访问。

3) 扩展性:图片服务器之间的依赖不要 ,这俩 横向扩展余地缺乏。

4)不不考虑数据备份和容灾

从整个业界来看,最近日后的面向其他人用户的云存储如国外的DropBox和Box.net非常受欢迎,国内的云存储目前比较不错的主要有七牛云存储和又拍云存储。

执行以上代码即可将图片流上传至OSS服务器上。