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大型交易电商商城系统网络架构设计

更新时间:2020-08-19 01:33
 

  电子商务平台企业打造一个交易型电商网站,首先必须考虑几个基本要素:用户、电商平台商品、订单信息等,那么要能够支持一个电子商务网站平台打造完整交易过程就需要包括用户信息、商品数据的匹配过程、安全支付过程、商品物流过程、产品售后服务沟通过程等。

  其次是交易型电商网站建设需要具备高容量、高性能、高并发的特点,能够满足海量互联网电子商务平台用户访问带来的冲击,尤其是各类节假日促销期间带来的巨大的访问量,能够全天候向电商用户提供服务。

  最后电子商务系统整体架构必须具备足够的弹性,在促销期间能够动态添加资源,应对交易量的爆炸式增长,促销结束后,能够回收闲置的资源。

  1、电商开发应用系统支持水平扩展,采用多机集群的部署方式,数据库采用分库,分表及读写分离的部署方式,同时采用负载均衡及缓存机制,提高并发能力。

  2、电商商城系统业务平台化,构建不同的电商业务平台,如交易平台、仓储平台、物流平台、支付平台、广告平台等,按业务分库,各业务平台相互独立。

  3、隔离不同业务类型,核心电商业务与非核心业务分离,保证交易电商系统业务的高优先级,让用户能够快速下单。

  4、向云架构转型,提供更好的弹性和扩展性,并实现电商网站建设运维的自动化。

  电商商城系统网络架构的设计以满足业务需求为第一出发点。根据业务需求,在电商商城系统网络架构设计时需要考虑以下因素:

  综合考虑以上电商网站建设设计原则,根据电商系统开发规模及发展阶段的不同,可以采用不同的设计方案。

  在电子商务网站系统的起步阶段,服务器的数量还不是很多,电商平台业务的压力也没有那么大,可以采用如下图所示的二层网络架构:

  数据中心核心部署2台高端交换机,利用IRF2虚拟化技术,虚拟化为一台逻辑设备。数据中心接入层同样采用IRF2虚拟化技术,实现服务器的双网卡捆绑接入。利用IRF2虚拟化技术后,接入层与核心层之间可实现跨设备的链接捆绑,既提高了带宽,又避免了网络环路。电商平台系统服务器的接入带宽可以根据业务的不同选择千兆或万兆接入,对于LVS、图片服务器、站内搜索等业务,推荐使用万兆接入。

  由于同一类电商网站平台业务完全有可能部署在不同的接入层交换机下面,此时互访必须经过核心交换机中转,所以接入层的收敛比设计就显得至关重要。如果服务器采用千兆接入,推荐1:1的收敛比(每接入交换机4个10G上联),如果服务器采用万兆接入,推荐1:3的收敛比(每接入交换机4个40G上联)。

  可以采用VLAN的方式实现不同业务之间的隔离。VLAN最终终结在核心层。这种二层网络架构能够满足向云架构转型的业务需求。虚拟机可以在VLAN内进行迁移。由于是一个大二层网络,LVS服务器集群可以部署为DR模式。受核心交换机的MAC地址表、ARP广播等因素的影响,这种二层架构支持的服务器数量有限,通常建议物理服务器数量在1000台以内时可以采用这种电商平台系统架构。

  随着电子商务业务的发展,服务器的数量呈现快速增长的态势。此时需要采用新的电商商城系统网络架构以支持更大规模的数据中心,可采用如下图所示的电商网站网络架构:

  电商网络平台采用基于POD的设计理念,每个POD由2台汇聚交换机及接入层交换机组成,分别采用虚拟化技术,实现跨设备的链路聚合。每个POD可以支持384台左右的服务器数量。不同的业务电商平台可以部署在不同的POD内。

  服务器推荐采用万兆接入,以应对越来越大的并发访问量。接入层推荐1:3的收敛比(4个40G上联)。在每个POD内,服务器的网关终结在汇聚层交换机。每个POD内是一个二层的网络环境,能够满足服务器虚拟化后虚拟机的迁移需求。汇聚到核心采用三层路由方式部署,可采用OSPF或者BGP路由协议。

  核心层支持横向扩展,可以扩展到4台,6台,8台……以支持更大规模的网络。电子商务平台新业务的发展总是会超出网络规划的能力,所以,不排除同一类业务会跨不同的POD部署,同时不同电子商务网站业务之间的互访流量也会日益增大,所以汇聚层到核心层的收敛比设计就显得相当重要。在业务前期,汇聚层到核心层不一定要采用1:1的收敛比,但必须具备扩容到1:1收敛的能力。负载均衡服务继续使用LVS集群,由于整个电子商务网站系统网络已经演变为三层组网模型,建议LVS集群工作在Full-NAT模式。为了提高用户体验,可以建设CDN网络为网站加速。

  CDN节点尽量部署在离用户近的位置。在数据中心商城系统建设方面,开始采用多活数据中心的部署模式,以提高电商业务的可靠性。随着多个数据中心的建设,数据中心之间需要进行互联以进行数据的同步,可以采用路由器,通过专线或者VPN的方式实现和其他数据中心的互联。

  随着业务的发展,电子商务网站系统开始全面过渡到云架构,并且开始大量使用大数据技术对用户的交易行为,电商平台系统商品的受欢迎程度等进行大数据分析。云计算和大数据对电子商务网络平台提出了新的需求:

  3、电商平台网络必须满足云计算环境下业务资源灵活部署,资源灵活调配的需求

  这些云计算、虚拟化、大数据等技术带来的挑战,不再是简单地由电子商务平台网络进行业务部署,而是转变成了业务驱动网络、网络随业务而变、网络支撑用户业务。SDN(Software Defined Network,软件定义网络)架构正好可以满足这些要求。

  采用SDN架构后,解决了商城网站系统网络中的ARP广播问题,扩展性不再是问题,所以,推荐采用跳数更少,转发效率更高的扁平化架构,核心节点可以采用4台或者6台,以支持更大规模的网络。服务器采用万兆双网卡接入,接入层交换机采用4个40G(1:3收敛)或者6个40G上联(1:2收敛)。

  VCF控制器集群实现对整个电商网站网络的集中管理和控制。北向使用Restful API实现与云管理平台的对接,南向使用Openflow、Netconf、OVS-DB等协议实现对网络设备的集中控制。核心交换机作为VXLAN IP Gateway,实现VXLAN Overlay网络与传统网络的互通。接入交换机作为VXLAN Gateway,实现虚拟机,服务器等各种终端接入到VXLAN网络中。

  SDN架构的使用,实现网络设备的控制层面和数据层面的分离,进而实现对网络流量的灵活化、集中化、细粒度的控制,使得网络完全根据用户业务驱动、自上而下、随需进行灵活进行构建,从而满足电商平台用户的运维集中管理、部署灵活弹性、资源池化管理、海量租户规格、租户安全隔离、网络安全可靠等诸多需求。可以支撑电子商务网站向用户提供更多、更具个性化的服务。

  在电子商务网站平台的不同发展阶段可以采用不同的电商系统网络架构设计。越来越多的电子商务类网站开始向云架构转型,基于SDN的网络架构实现了云计算与网络的融合,必将成为未来主流的组网架构。

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