PHP अनुप्रयोगों के क्षैतिज स्केलिंग। भाग 1

इसलिए आपने एक वेबसाइट बनाई है। यह देखना हमेशा दिलचस्प और रोमांचक होता है कि कैसे धीरे-धीरे यात्राओं का काउंटर बनता है लेकिन निश्चित रूप से हर दिन सभी बेहतरीन परिणाम दिखाते हैं। लेकिन एक दिन, जब आप यह उम्मीद नहीं करते हैं, तो कोई आपके संसाधन को किसी Reddit या Hacker News (या Habr - लगभग प्रति) पर लिंक पोस्ट करेगा, और आपका सर्वर लेट हो जाएगा।

नए नियमित उपयोगकर्ता प्राप्त करने के बजाय, आपको एक रिक्त पृष्ठ छोड़ दिया जाएगा। इस बिंदु पर, कुछ भी आपको काम करने के लिए सर्वर को पुनर्स्थापित करने में मदद नहीं करेगा, और यातायात हमेशा के लिए खो जाएगा। ऐसी समस्याओं से कैसे बचें? इस लेख में हम अनुकूलन और स्केलिंग के बारे में बात करेंगे।

अनुकूलन के बारे में थोड़ा सा

मुख्य युक्तियां सभी को अच्छी तरह से ज्ञात हैं: PHP के नवीनतम संस्करण में अपग्रेड (ओपचे को अब 5.5 में एकीकृत किया गया है), डेटाबेस में अनुक्रमित, कैश स्टेटिक्स (शायद ही कभी संशोधित पृष्ठ, जैसे "हमारे बारे में", "FAQ", आदि) के साथ सौदा।

यह अनुकूलन के एक विशेष पहलू को भी ध्यान देने योग्य है - गैर-अपाचे सर्वर के साथ स्थिर सामग्री की सेवा, जैसे कि, उदाहरण के लिए, Nginx, सभी स्थिर सामग्री (* .jpg, * .png, * .mp4, * .html ...) को संसाधित करने के लिए Nginx को कॉन्फ़िगर करें। और सर्वर प्रोसेसिंग की आवश्यकता वाली फ़ाइलों को भारी अपाचे को भेजने दें। इसे रिवर्स प्रॉक्सी कहा जाता है।

स्केलिंग

स्केलिंग दो प्रकार की होती है - ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज।
मेरी समझ में, एक साइट स्केलेबल है अगर यह सॉफ़्टवेयर में किसी भी बदलाव के बिना ट्रैफ़िक को संभाल सकती है।

ऊर्ध्वाधर स्केलिंग।

वेब एप्लिकेशन की सेवा देने वाले सर्वर की कल्पना करें। इसमें 4GB रैम, i5 प्रोसेसर और 1TB HDD है। यह अपने कार्यों को पूरी तरह से करता है, लेकिन उच्च यातायात का बेहतर सामना करने के लिए, आप रैम को 16GB तक बढ़ाने का निर्णय लेते हैं, एक i7 प्रोसेसर स्थापित करते हैं, और SSD ड्राइव पर कांटा निकालते हैं। अब सर्वर बहुत अधिक शक्तिशाली है, और उच्च भार के साथ मुकाबला करता है। यह वर्टिकल स्केलिंग है।

क्षैतिज स्केलिंग।

क्षैतिज स्केलिंग - परस्पर जुड़े क्लस्टर (अक्सर बहुत शक्तिशाली नहीं) सर्वर बनाते हैं जो एक साथ साइट की सेवा करते हैं। इस मामले में, उर्फ लोड बैलेंसर का उपयोग किया जाता है - एक मशीन या प्रोग्राम जिसका मुख्य कार्य यह निर्धारित करना है कि किस सर्वर को अनुरोध भेजना है। क्लस्टर में सर्वर एक दूसरे के बारे में कुछ भी जानने के बिना आवेदन के रखरखाव को साझा करते हैं, इस प्रकार यह आपकी साइट के थ्रूपुट और गलती की सहनशीलता में काफी वृद्धि करता है।

दो प्रकार के बैलेंसर्स हैं - हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर। सॉफ्टवेयर - एक नियमित सर्वर पर स्थापित होता है और सभी ट्रैफ़िक को प्राप्त करता है, जो इसे संबंधित प्रोसेसर पर भेजता है। ऐसा एक बैलेंसर हो सकता है, उदाहरण के लिए, नग्नेक्स। "ऑप्टिमाइज़ेशन" अनुभाग में, उन्होंने स्टैटिक फ़ाइलों के लिए सभी अनुरोधों को रोक दिया, और अपाचे को बोझ किए बिना, स्वयं इन अनुरोधों की सेवा की। एक अन्य लोकप्रिय लोड बैलेंसिंग सॉफ्टवेयर स्क्विड है । व्यक्तिगत रूप से, मैं हमेशा इसका उपयोग करता हूं, क्योंकि यह संतुलन के गहरे पहलुओं को नियंत्रित करने के लिए एक उत्कृष्ट उपयोगकर्ता के अनुकूल इंटरफेस प्रदान करता है।

एक हार्डवेयर बैलेंसर एक समर्पित मशीन है जिसका एकमात्र उद्देश्य लोड को वितरित करना है। आमतौर पर इस मशीन पर, निर्माता द्वारा विकसित के अलावा कोई सॉफ्टवेयर अब इसके लायक नहीं है। हार्डवेयर लोड बैलेंसर्स के बारे में यहाँ पढ़ें।

कृपया ध्यान दें कि ये दो तरीके परस्पर अनन्य नहीं हैं। आप अपने सिस्टम में किसी भी मशीन (उर्फ नोडा ) को लंबवत रूप से माप सकते हैं।
इस लेख में, हम क्षैतिज स्केलिंग पर चर्चा करते हैं क्योंकि यह सस्ता और अधिक कुशल है, हालांकि इसे लागू करना अधिक कठिन है।

स्थायी संबंध

PHP अनुप्रयोगों को स्केल करते समय, कई कठिन समस्याएं हैं। उनमें से एक उपयोगकर्ता सत्र डेटा के साथ काम कर रहा है। आखिरकार, यदि आप साइट पर लॉग इन करते हैं, और बैलेंसर ने आपका अगला अनुरोध किसी अन्य मशीन को भेजा है, तो नई मशीन को पता नहीं चलेगा कि आप पहले से लॉग इन हैं। इस मामले में, आप लगातार कनेक्शन का उपयोग कर सकते हैं। इसका मतलब यह है कि बैलेंसर को याद है कि पिछली बार किस नोड ने उपयोगकर्ता के अनुरोध को भेजा था, और अगला अनुरोध वहां भेजा। हालांकि, यह पता चला है कि सैकड़ों के हजारों अनुरोधों को संसाधित करने के अलावा, बैलेंसर भी कार्यों से बहुत अधिक भरा हुआ है, उसे यह भी याद रखना होगा कि उसने उन्हें कैसे संसाधित किया, जिसके परिणामस्वरूप बैलेंसर सिस्टम में एक अड़चन बन जाता है।

स्थानीय डेटा का आदान-प्रदान।

सभी क्लस्टर नोड्स के बीच उपयोगकर्ता सत्र डेटा साझा करना एक अच्छा विचार है। और इस तथ्य के बावजूद कि इस दृष्टिकोण को आपके आवेदन की वास्तुकला में कुछ बदलावों की आवश्यकता है, यह इसके लायक है - बैलेंसर अनलोड है, और संपूर्ण क्लस्टर अधिक दोष सहिष्णु हो जाता है। सर्वर में से एक की मौत पूरे सिस्टम के संचालन को प्रभावित नहीं करती है।
जैसा कि हम जानते हैं, सत्र डेटा $ _SESSION सुपरग्लोबल सरणी में संग्रहीत किया जाता है, जो डिस्क पर एक फ़ाइल से डेटा लिखता है और लेता है। यदि यह डिस्क एक सर्वर पर स्थित है, तो यह स्पष्ट है कि अन्य सर्वरों तक इसकी पहुंच नहीं है। हम इसे कई मशीनों पर कैसे उपलब्ध कराते हैं?
सबसे पहले, ध्यान दें कि आप PHP में सत्र हैंडलर को ओवरराइड कर सकते हैं । आप सत्रों के साथ काम करने के लिए अपनी खुद की कक्षा को लागू कर सकते हैं।

सत्रों को संग्रहीत करने के लिए DB का उपयोग करना

अपने स्वयं के सत्र हैंडलर का उपयोग करके, हम उन्हें डेटाबेस में संग्रहीत कर सकते हैं। डेटाबेस एक अलग सर्वर (या एक क्लस्टर) पर भी हो सकता है। आमतौर पर यह विधि ठीक काम करती है, लेकिन वास्तव में बड़े ट्रैफ़िक के साथ, डेटाबेस एक अड़चन बन जाता है (और डेटाबेस के नुकसान के साथ हम पूरी तरह से काम करने की क्षमता खो देते हैं), क्योंकि इसमें सभी सर्वरों की सेवा करनी होती है, जिनमें से प्रत्येक सत्र डेटा लिखने या पढ़ने की कोशिश करता है।

वितरित फ़ाइल सिस्टम

शायद आप सोच रहे हैं कि नेटवर्क फाइल सिस्टम स्थापित करना अच्छा होगा जहां सभी सर्वर सत्र डेटा लिख ​​सकते हैं। यह मत करो! यह एक बहुत ही धीमा दृष्टिकोण है, जिससे डेटा भ्रष्टाचार या डेटा हानि हो सकती है। यदि, किसी कारण से, आप अभी भी इस पद्धति का उपयोग करने का निर्णय लेते हैं, तो मैं GlusterFS को सलाह देता हूं

memcached

आप रैम में सत्र डेटा को स्टोर करने के लिए मेमकाटेड का भी उपयोग कर सकते हैं। हालांकि, यह सुरक्षित नहीं है, क्योंकि अगर खाली जगह खत्म हो जाती है तो मेमेकैट्स में डेटा ओवरराइट हो जाता है। आप शायद सोच रहे हैं कि क्या रैम मशीन से विभाजित नहीं है? इसे पूरे क्लस्टर में कैसे लागू किया जाता है? मेमक्लेड में विभिन्न मशीनों पर उपलब्ध रैम को एक पूल में मिलाने की क्षमता है ।

आपके पास जितनी अधिक मशीनें होंगी, आप इस मेमोरी पूल को आवंटित कर सकते हैं। आपको मशीनों की सभी मेमोरी को पूल में पूल करने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन आप कर सकते हैं, और आप प्रत्येक मशीन से पूल में किसी भी मात्रा में मेमोरी दान कर सकते हैं। इसलिए, सामान्य उपयोग के लिए अधिकांश मेमोरी को छोड़ना और कैश के लिए एक टुकड़ा आवंटित करना संभव है, जो आपको न केवल सत्रों को कैश करने की अनुमति देगा, बल्कि अन्य प्रासंगिक जानकारी भी। मेमकेच एक महान और व्यापक समाधान है ।

इस दृष्टिकोण का उपयोग करने के लिए, आपको php.ini को थोड़ा संशोधित करना होगा

session.save_handler = memcache session.save_path = "tcp://path.to.memcached.server:port" 

रेडिस क्लस्टर

Redis - NoSQL डेटा वेयरहाउस। डेटाबेस को RAM में संग्रहीत करता है। इसके विपरीत, मेमकाटेड लगातार डेटा स्टोरेज, और अधिक जटिल डेटा प्रकारों का समर्थन करता है। रेडिस क्लस्टरिंग का समर्थन नहीं करता है , इसलिए क्षैतिज स्केलिंग के लिए इसका उपयोग करना थोड़ा मुश्किल है, हालांकि, यह अस्थायी है, और क्लस्टर समाधान का एक अल्फा संस्करण पहले ही जारी किया जा चुका है।

अन्य उपाय

ZSCM Zend से एक अच्छा विकल्प है, लेकिन प्रत्येक नोड पर Zend सर्वर की आवश्यकता होती है।
यदि आप अन्य NoSQL रिपॉजिटरी और कैशिंग सिस्टम में रुचि रखते हैं, तो Scache , Cassandra, या Couchbase आज़माएं।

कुल मिलाकर

जैसा कि आप देख सकते हैं, PHP अनुप्रयोगों का क्षैतिज स्केलिंग इतना आसान मामला नहीं है। कई कठिनाइयां हैं, अधिकांश समाधान विनिमेय नहीं हैं, इसलिए आपको एक को चुनना होगा और इसे अंत तक रहना होगा, क्योंकि जब यातायात छत से गुजरता है - तो आसानी से किसी और चीज पर स्विच करने का कोई रास्ता नहीं है।

मुझे उम्मीद है कि यह छोटा गाइड आपको अपनी परियोजना के लिए स्केलिंग दृष्टिकोण चुनने में मदद करेगा।

लेख के दूसरे भाग में हम डेटाबेस को स्केल करने के बारे में बात करेंगे।