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session一致性架构设计实践

发布：互联网
来源：互联网
时间：2017-05-18 16:48

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    一、缘起

    (1)什么是session?

    服务器为每个用户创建一个会话,存储用户的相关信息,以便多次请求能够定位到同一个上下文.

    Web开发中,web-server可以自动为同一个浏览器的访问用户自动创建session,提供数据存储功能.最常见的,会把用户的登录信息、用户信息存储在session中,以保持登录状态.

    (2)什么是session一致性问题?

    只要用户不重启浏览器,每次http短连接请求,理论上服务端都能定位到session,保持会话.

    当只有一台web-server提供服务时,每次http短连接请求,都能够正确路由到存储session的对应web-server.

    此时的web-server是无法保证高可用的,采用"冗余+故障转移"的多台web-server来保证高可用时,每次http短连接请求就不一定能路由到正确的session了.

    在web-server高可用时,如何保证session路由的一致性,是今天将要讨论的问题.

    二、session同步法

    (1)思路:多个web-server之间相互同步session,这样每个web-server之间都包含全部的session

    (2)优点:web-server支持的功能,应用程序不需要修改代码

    (3)不足:session的同步需要数据传输,占内网带宽,有时延;所有web-server都包含所有session数据,数据量受内存限制,无法水平扩展;有更多web-server时要歇菜.

    三、客户端存储法

    (1)思路:服务端存储所有用户的session,内存占用较大,可以将session存储到浏览器cookie中,每个端只要存储一个用户的数据了

    (2)优点:服务端不需要存储

    (3)缺点:每次http请求都携带session,占外网带宽;数据存储在端上,并在网络传输,存在泄漏、篡改、窃取等安全隐患;session存储的数据大小受cookie限制;

    "端存储"的方案虽然不常用,但确实是一种思路.

    三、反向代理hash一致性

    (1)思路:web-server为了保证高可用,有多台冗余,反向代理层能不能做一些事情,让同一个用户的请求保证落在一台web-server上呢?

    (2)方案一:四层代理hash

    反向代理层使用用户ip来做hash,以保证同一个ip的请求落在同一个web-server上

    (3)方案二:七层代理hash

    反向代理使用http协议中的某些业务属性来做hash,例如sid,city_id,user_id等,能够更加灵活的实施hash策略,以保证同一个浏览器用户的请求落在同一个web-server上

    (4)优点: 只需要改nginx配置,不需要修改应用代码;负载均衡,只要hash属性是均匀的,多台web-server的负载是均衡的;可以支持web-server水平扩展(session同步法是不行的,受内存限制).潍坊达内培训

    (5)不足:如果web-server重启,一部分session会丢失,产生业务影响,例如部分用户重新登录;如果web-server水平扩展,rehash后session重新分布,也会有一部分用户路由不到正确的session;session一般是有有效期的,所有不足中的两点,可以认为等同于部分session失效,一般问题不大.

    四、后端统一存储

    (1)思路:将session存储在web-server后端的存储层,数据库或者缓存

    (2)优点:没有安全隐患;可以水平扩展,数据库/缓存水平切分即可;web-server重启或者扩容都不会有session丢失.

    (3)不足:增加了一次网络调用,并且需要修改应用代码

    五、总结

    保证session一致性的架构设计常见方法:

    (1)session同步法:多台web-server相互同步数据

    (2)客户端存储法:一个用户只存储自己的数据

    (3)反向代理hash一致性:四层hash和七层hash都可以做,保证一个用户的请求落在一台web-server上

    (4)后端统一存储:web-server重启和扩容,session也不会丢失

    对于方案3和方案4,推荐后者: web层、service层无状态是大规模分布式系统设计原则之一,session属于状态,不宜放在web层.让专业的软件做专业的事情,web-server存session?还是让cache去做这样的事情吧.

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