如何建立大型雲端網站

最近看到這篇文章Design a system that scales to millions of users on AWS，覺得很有趣，想說把他的概念整理下來。他整個流程約略是如圖一所示

在規劃一個雲端網站系統之前，首先要做的就是了解該系統會有多少使用量。基本上都是要先推估未來三年的可能使用量。假設如果這個系統可能有的資料量如下:

因為對一個網站來說，每秒鐘處理一個封包，就相當於每個月需要處理2500萬個封包。每秒400筆寫入封包就相當於每個月1億筆寫入封包量，每秒4萬筆寫入封包就相當於每個月10億筆讀取封包量。緊接著，根據預估的使用量來規畫需要的硬體設備，部署到雲端。早期在虛擬機器時代的步驟就是A到F的步驟，而在現在容器化的時代，就是步驟G。容器化時代的思維就只是把網站的功能再切割成更細微，劃分成更多層面來做管理。以下的文章敘述省略安全性的管理，因為我覺得那是另外一個議題。

1. 方案A - 基本配備

系統初期只有1到2個使用者，因此只需要一個最簡單的基本設備就可以了，就是一個網站伺服器搭配一個DNS服務。因此，使用者只要在雲端上建立一個虛擬主機，再搭配一個Storage，和資料庫(如MySQL)即可。記得要隨時監控系統狀態(如CPU，記憶體，IO，網路等)，確認何時需要擴充設備。

初期的系統僅需要採取垂直擴充(Vertical Scaling)的方式，擴充硬體的大小即可(垂直擴充就是擴充硬體的大小，舉例將1Core的CPU增加成3Core的CPU。關於Scaling相關的議題之後，再補充介紹)。

2. 方案B - 增加Object Storage

當網站流量增加的時候，開始將資料庫中的靜態資料(如使用者的設定檔，JS，CSS，圖片和影片)轉移到放在物件導向的儲存設備(如AWS S3)。

使用像AWS RDS的服務來管理MySQL，做簡單的擴充性管理，或者配置在AWS多個Availability Zone上(AZ)，當然多加設備就是多燒錢。

3. 方案C - 增加負載平衡策略

由於網站伺服器無法應付尖峰時間的流量，因此要採用水平擴充(Horizontal Scaling)的方式來處理尖峰時刻的流量(水平擴充就是增加硬體數目，如一台伺服器變三台伺服器)。這個時期需要做的處理如下:

4. 方案D - 改善資料庫讀取速度

5. 方案E - 導入自動化管理

6. 方案F - 改善資料庫寫入速度

7. 方案G

參考資料