如何设计大型网站的可扩展架构？

垂直分离（分层后分离）：分离和部署业务流程的不同部分，以实现系统的可伸缩性。

横向分离（业务分离后的分离）：分离和部署不同的业务模块，以实现系统的可扩展性。

不同功能的独立部署可以实现一定程度的可扩展性，但随着网站访问量的不断增加，即使独立部署到小粒度，单个服务器也不能满足业务规模的要求。因此，有必要使用服务器集群，即将相同的服务部署在多状态服务器上，形成一个集群来提供服务。

这种负载平衡方案的优点是相对简单。缺点是浏览器需要两个服务器请求才能完成一次访问，性能较差：重定向服务器本身的处理能力可能成为瓶颈，整个集群的可扩展性有限；使用HTTP 302响应码重定向可以使搜索引擎判断为SEO，降低搜索排名。

一种使用DNS同时处理域名解析请求和负载平衡的方案。在DNS服务器中配置多个a记录，例如：每个域名解析请求都会根据负载均衡算法计算不同的IP地址返回，使一个记录中配置的多个服务器形成一个集群，实现负载均衡。

DNS域名解析负载平衡的优势：将负载均衡的工作转移到DNS上，省去了网站管理和维护的麻烦。同时，许多DNS服务器还支持基于地理位置的域名解析，即域名解析到接近用户地理位置的服务器地址，可以加快用户访问速度，提高性能。DNS域名解析负载平衡的缺点：

大多数反向代理服务器都提供反向代理和负载平衡功能。

反向代理服务器的优点是部署简单。缺点是反向代理服务器是所有请求和响应的中继站，其性能可能成为瓶颈。

IP负载均衡完成了内核中的数据分发，因此处理性能优于反向代理负载均衡。但是，由于所有请求和响应都必须通过负载平衡服务器，因此集群的响应数据吞吐量受到负载平衡服务器网卡带宽的限制。

数据链路层负载均衡是指通过修改通信协议数据链路层的MAC地址来实现负载均衡。

这种模式也称为三角传输模式。在负载均衡数据分发过程中，不修改IP地址，只修改目的MAC地址。通过配置真实物理服务器群集中所有机器的虚拟IP地址和负载平衡服务器的IP地址相同，这样就可以在不修改数据包的源地址和目标地址的情况下分发数据。由于实际请求是真的，实际物理服务器IP与数据请求的目的IP相同，因此响应包可以直接返回到用户浏览器中，而无需通过负载均衡服务器进行地址转换，从而避免了负载均衡服务器网卡带宽的瓶颈。这种加载模式也称为直接路由模式。

Linux平台上的链路层负载平衡开源产品是LVS（Linux虚拟服务器）。

负载均衡服务器的实现分为两部分：根据负载均衡算法和web服务器列表，计算集群中web服务器的地址。将请求数据发送到与地址对应的web服务器。负载平衡算法一般如下：

循环-所有请求依次分发到每个应用服务器，也就是说，每个服务器需要处理相同的请求数据，这适用于所有服务器硬件都相同的场景。加权循环（Weighted round robin）-根据服务器硬件的性能，在轮询的基础上，根据配置权重将请求分配给每台服务器，高性能服务器可以分配更多的请求。随机请求被随机分配给每个应用服务器。在很多情况下，该方案简单实用，因为好的随机数非常平均，即使应用服务器硬件配置不同，也可以使用加权随机算法。少连接-记录每个应用程序服务器正在处理的连接数，并将新到达的请求分发到连接少的服务器。应该说，这是算法定义的负载均衡。源地址哈希（Source hash）-根据请求源的IP地址执行哈希计算，以获取应用程序服务器。这样，来自同一IP地址的请求总是在同一台服务器上处理。请求的上下文信息可以存储在此服务器上，并在会话周期中重用，以实现会话粘性。