1С-Битрикс:Управление сайтом 10.0Веб-кластер

Сколько стоит 1 час?
Крупный интернет-магазин с годовым оборотом 1.5 млрд. руб.
210 рабочих дней в году по 10 рабочих часов.
Час простоя крупного интернет-проекта может обойтись владельцам в 0,3 - 1 миллион рублей упущенной выручки.
Пример:

1С-Битрикс: Веб-кластер
Основные задачи, которые необходимо решить:
Обеспечение высокой доступности сервиса (так называемые HA - High Availability или Failover кластеры)
Масштабирование веб-проекта в условиях возрастающей нагрузки (HP - High Performance кластеры)
Балансирование нагрузки, трафика, данных между несколькими серверами.
Создание целостной резервной копии данных для MySQL.

1С-Битрикс: Веб-кластер
«Веб-кластер» обеспечивает непрерывность бизнеса, отказоустойчивость, масштабирование, распределение нагрузки.
Любой новый или работающий проект на 1С-Битрикс: Управление сайтом 10.0 может быть представлен как веб-кластер взаимозаменяемых серверов.
При увеличении посещаемости можно быстро добавить в кластер новые сервера.
В случае выхода из строя одного из серверов кластера система продолжает беспрерывно обслуживать Клиентов.
Балансирование нагрузки, трафика, данных между несколькими серверами.
Система позволяет снимать резервные копии со специально выделенных узлов кластера, не влияя на работу сайта.

Веб-приложение («1С-Битрикс»)
Кэш данных
База данных
Традиционная конфигурация

История производительности платформы
До 2005 года вопросом производительности системно не занимались.
2005 год – производительность стала существенной задачей для разработки.
2007 год – появление инструментов отладки SQL-запросов. Cистемная работа над производительностью продукта.
2007 год – первое нагрузочное тестирование с QSOFT (1.5 млн. хитов в сутки на редакции «Бизнес», 6 млн. – на редакции «Старт»).
2008-2010 годы – развернуто 4 конфигурации Oracle RAC с 4 серверами.
2009 год – «монитор производительности» во всех редакциях продукта.
2009-2010 годы – выпущены «1С-Битрикс: Виртуальная машина» и «1С-Битрикс: Веб-окружение».
2008-2011 – сертификация хостинг-провайдеров.
2010 год – рост производительности – на 430%! Новые нагрузочные тесты: 8.5 млн. хитов – «Бизнес», 12.4 млн. – «Старт», 85 млн. – «HTML кеш».

За три года – на 430% быстрее!
+110%
+430%

Варианты масштабирования до 10.0
Разделение на два сервера: веб-сервер + база данных.
Увеличение мощности оборудования (чем мощнее – тем дороже; рост стоимости не пропорционален).
Выделение кеша на один внешний сервер через memcached.
Переход на Oracle (минимальная лицензия +5000$ за процессор).
Создание Oracle RAC (Real Application Cluster). Проект – около 150 000$ (оборудование + лицензия + «общая полка»). Очень мало специалистов.
Для большинства клиентов производительности достаточно, но не решены проблемы отказоустойчивости, резервирования, сетевой доступности.

1С-Битрикс: Веб-кластер
«1С-Битрикс: Веб-кластер» - это комбинация технологий:
Вертикальный шардинг (вынесение модулей на отдельные серверы MySQL)
Репликация MySQL (Oracle и MS SQL в дальнейшем) и балансирование нагрузки между серверами
Распределенный кеш данных (memcached)
Непрерывность сессий между веб-серверами (хранение сессий в базе данных)
Кластеризация веб-сервера:
Синхронизация файлов
Балансирование нагрузки между серверами

1С-Битрикс: Веб-кластер
Тестовый веб-кластер – в «облаке» Amazon

База данных MySQL
База данных MySQL 1
База данных MySQL 2
Вертикальный шардинг
Горизонтальный шардинг
База данных MySQL
База данных MySQL 1
База данных MySQL 2
Аккаунты a-m
Аккаунты n-z
Шардинг

Hазделение одной базы данных веб-приложения на две и более базы данных за счет выделения отдельных модулей, без изменения логики работы веб-приложения:
Веб-аналитика
Поиск
Эффективное распределение нагрузки.
Масштабирование.
Разделение больших объемов данных.
Вертикальный шардинг

Веб-сервер
Выделенный сервер MySQL
«1С-Битрикс:
Управление сайтом»
Модуль
«Поиск»
Модуль
«Веб-аналитика»
Интенсивное использование клиентами поиска и статистики
Примеры решений на веб-кластере:
«Масштабирование
при росте нагрузки (MySQL)»

Веб-сервер
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
Вертикальный
шардинг
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
Выделенный сервер MySQL
Модуль
«Поиск»
Модуль
«Веб-аналитика»
Выделенный сервер MySQL
Примеры решений на веб-кластере:
«Масштабирование
при росте нагрузки (MySQL)»

Гибкая балансировка нагрузки SQL
Простота администрирования
Дешевое и быстрое неограниченное масштабирование
Он-лайн бэкап
Не требуется доработка логики веб-приложения
Репликация и балансировка нагрузки MySQL

Репликация и балансировка нагрузки MySQL

Веб-сервер
База данных MySQL
Веб-приложение
Высокая нагрузка:
~10^3 writes/sec
~10^4 reads/sec
Высокая посещаемость
1) Запросы обрабатываются только одним сервером СУБД
2) CPU и дисковая подсистема СУБД – перегружены
Масштабирование при росте нагрузки MySQL

Веб-сервер
База данных MySQL
MASTER
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
База данных MySQL
SLAVE 1
База данных MySQL
SLAVE N
База данных MySQL
SLAVE …
MySQL replication, mixed-mode
SQL-балансировщик
1С-Битрикс
Масштабирование при росте нагрузки MySQL

Высокая эффективность - за счет централизованного использования кэша веб-приложением
Надежность - за счет устойчивости подсистемы кешировния к выходу из строя отдельных компонентов
Неограниченная масштабируемость - за счет добавления новых memcached-серверов.
memcached
1
memcached
2
memcached
3
Веб-кластер «1С-Битрикс»
40%
30%
30%
Веб-сервер
Веб-сервер
Веб-сервер
Распределенный кеш данных (memcached)

Распределенный кеш данных (memcached)

Непрерывность сессий между веб-серверами
Пользовательская сессия должна быть "прозрачной" для всех серверов веб-кластера.
После авторизации на одном из серверов пользователь должен считаться авторизованных и для всех других серверов.
И наоборот - окончание сессии на любом сервере должно означать ее окончание на всех серверах сразу.

Веб-сервер
База данных MySQL
Веб-приложение
Высокая нагрузка на CPU >80%
Высокая посещаемость
1) Нагрузка обрабатывается только одним веб-сервером
2) CPU перегружен обработкой PHP, прекомпилятор включен, наблюдаются segmentation faults
Задача: масштабирование при росте нагрузки

Веб-сервер
База данных MySQL
Нода 1
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
Высокая посещаемость
Веб-сервер
Нода 2
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
Балансировщик нагрузки
Нагрузка на CPU <50%
1) Нагрузка равномерно распределяется между нодами веб-кластера
2) Сервера приложений не перегружены и работают в устойчивом штатном режиме
Авто-синхронизация
Задача: масштабирование при росте нагрузки

База данных MySQL
Нода 1 «1С-Битрикс:
Веб-кластер»
Очень высокая посещаемость
Балансировщик нагрузки
Нода 2
«1С-Битрикс:
Веб-кластер»
Нода N
«1С-Битрикс:
Веб-кластер»
…
Задача: масштабирование при росте нагрузки

Веб-сервер 1
/var/www
Веб-сервер 2
?
Задача синхронизации файлов

Два типа:
1. Синхронный:
Общая «дисковая полка» (дорого, не резервирует данные)
Сетевые средства – NFS (очень медленно)
OCFS2
DRDB
2. Асинхронный (синхронизация локальных дисков)
rsync
csync2
Синхронизация дисковых систем

NFS, SMB/CIFS, …. Просто, но медленно.
Веб-сервер 1
Веб-сервер 2
NAS (Network Attached Storage)
/var/www
OCFS2, GFS2, …. Быстро, но сложно и дорого.
SAN (Storage Area Network), «дисковая полка»
/var/www
Тип 1: общее хранилище данных

Нода 2
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
Csync2
Нода 1
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
Csync2
/var/www
/var/www
Нода 3
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
Csync2
/var/www
Тип 2: синхронизация локальных дисков

Почему мы выбрали csync2?
Быстрый доступ к файлам приложения за счет использования локальных хранилищ.
Высокая скорость работы.
Низкое потребление ресурсов (CPU, дисковые операции). Два этих фактора позволяют запускать процесс синхронизации максимально часто, поэтому данные на серверах становятся идентичными практически в "реальном времени".
Простота настройки для обмена данными между любым количеством серверов.
Возможность синхронизации удаления файлов.
Защищенный обмен данными между хостами (SSL).

Веб-сервер
База данных MySQL
MASTER
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
База данных MySQL
SLAVE 1
База данных MySQL
SLAVE N
Он-лайн бэкап данных
Диск
Целостный логический/физический бэкап MySQL без замедления работы основной системы
База данных MySQL
MASTER candidate
DRBD –
он-лайн бэкап диска с базой данных
Организация резервного копирования - MySQL

Веб-сервер
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
/var/www
LVM
/var/www – снепшот 1
/var/www – снепшот 2
/var/www – снепшот 3
Быстрый, целостный бэкап на уровне Linux
Быстрый, целостный, инкрементальный, автоматически консолидирумый бэкап инструментами хостера
Организация резервного копирования - файлы

«1С-Битрикс: Веб-кластер»,
ДЦ в Москве
БД
Веб-нода
«1С-Битрикс: Веб-кластер»,
ДЦ в Нью-Йорке
«1С-Битрикс: Веб-кластер»,
ДЦ в Новосибирске
круговой, асинхронной,
master-master
репликацией для обеспечения работы географически распределенных веб-кластеров 1С-Битрикс
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
Мы работаем над…

«1С-Битрикс: Веб-кластер»,
ДЦ в Москве
БД
Веб-нода
«1С-Битрикс: Веб-кластер»,
ДЦ в Нью-Йорке
«1С-Битрикс: Веб-кластер»,
ДЦ в Новосибирске
круговой, асинхронной,
master-master
репликацией для обеспечения работы географически распределенных веб-кластеров 1С-Битрикс
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
БД
Веб-нода
Кэш
Мы работаем над…

«Живой» «Веб-кластер» в Амазоне!
Поехали! ☺

Балансировщик (клиентские запросы по HTTP)
Веб-сервер 1
memcached 1
Веб-сервер 2
memcached 1
MySQL
master
MySQL
slave

Устойчивость системы при выключении узлов веб-кластера
При отключении узлов кластера система не прерывает обслуживание клиентов.
Увеличивается очередь (растет время отдачи страниц клиентам), однако в целом система сбалансирована по нагрузке.
Обратное добавление узла веб-кластера пропорционально увеличивает производительность системы.
Нагрузочный тест – отключение одного из узлов кластера

Руководство по настройке и администрированию
«1С-Битрикс: Веб-кластер»
http://www.1c-bitrix.ru/download/manuals/ru/web-cluster_guide.pdf