可扩展性

既然你已经知道如何在一台服务器上运行Django，让我们来研究一下，如何扩展我们的Django安装。 这一部分我们将讨论，如何把一台服务器扩展为一个大规模的服务器集群，这样就能满足每小时上百万的点击率。

有一点很重要，每一个大型的站点大的形式和规模不同，因此可扩展性其实并不是一种千篇一律的行为。 以下部分会涉及到一些通用的原则，并且会指出一些不同选择。

首先，我们来做一个大的假设，只集中地讨论在Apache和mod_python下的可扩展性问题。 尽管我们也知道一些成功的中型和大型的FastCGI策略，但是我们更加熟悉Apache。

运行在一台单机服务器上

大多数的站点一开始都运行在单机服务器上，看起来像图20-1这样的构架。

可扩展性 - 图1

图 20-1： 一个单服务器的Django安装。

这对于小型和中型的站点来说还不错，并且也很便宜，一般来说，你可以在3000美元以下就搞定一切。

然而，当流量增加的时候，你会迅速陷入不同软件的 资源争夺 之中。 数据库服务器和Web服务器都 喜欢 自己拥有整个服务器资源，因此当被安装在单机上时，它们总会争夺相同的资源（RAM, CPU），它们更愿意独享资源。

通过把数据库服务器搬移到第二台主机上，可以很容易地解决这个问题。

分离出数据库服务器

对于Django来说，把数据库服务器分离开来很容易： 只需要简单地修改 DATABASE_HOST ，设置为新的数据库服务器的IP地址或者DNS域名。 设置为IP地址总是一个好主意，因为使用DNS域名，还要牵涉到DNS服务器的可靠性连接问题。

使用了一个独立的数据库服务器以后，我们的构架变成了图20-2。

可扩展性 - 图2

图 20-2： 将数据库移到单独的服务器上。

这里，我们开始步入 n-tier 构架。 不要被这个词所吓坏，它只是说明了Web栈的不同部分，被分离到了不同的物理机器上。

我们再来看，如果发现需要不止一台的数据库服务器，考虑使用连接池和数据库备份将是一个好主意。 不幸的是，本书没有足够的时间来讨论这个问题，所以你参考数据库文档或者向社区求助。

运行一个独立的媒体服务器

使用单机服务器仍然留下了一个大问题： 处理动态内容的媒体资源，也是在同一台机器上完成的。

这两个活动是在不同的条件下进行的，因此把它们强行凑和在同一台机器上，你不可能获得很好的性能。 下一步，我们要把媒体资源（任何 不是 由Django视图产生的东西）分离到别的服务器上（请看图20-3）。

可扩展性 - 图3

图 20-3： 分离出媒体服务器。

理想的情况是，这个媒体服务器是一个定制的Web服务器，为传送静态媒体资源做了优化。 lighttpd和tux (http://www.djangoproject.com/r/tux/) 都是极佳的选择，当然瘦身的Apache服务器也可以工作的很好。

对于拥有大量静态内容（照片、视频等）的站点来说，将媒体服务器分离出去显然有着更加重要的意义，而且应该是扩大规模的时候所要采取的 第一步措施 。

这一步需要一点点技巧，Django的admin管理接口需要能够获得足够的权限来处理上传的媒体（通过设置 MEDIA_ROOT ）。如果媒体资源在另外的一台服务器上，你需要获得通过网络写操作的权限。 如果你的应用牵涉到文件上载，Django需要能够面向媒体服务器撰写上载媒体 如果媒体是在另外一台服务器上的，你需要部署一种方法使得Django可以通过网络去写这些媒体。

实现负担均衡和数据冗余备份

现在，我们已经尽可能地进行了分解。 这种三台服务器的构架可以承受很大的流量，比如每天1000万的点击率。

这是个好主意。 请看图 20-3，一旦三个服务器中的任何一个发生了故障，你就得关闭整个站点。 因此在引入冗余备份的时候，你并不只是增加了容量，同时也增加了可靠性。

我们首先来考虑Web服务器的点击量。 把同一个Django的站点复制多份，在多台机器上同时运行很容易，我们也只需要同时运行多台机器上的Apache服务器。

你还需要另一个软件来帮助你在多台服务器之间均衡网络流量： 流量均衡器（load balancer） 。你可以购买昂贵的专有的硬件均衡器，当然也有一些高质量的开源的软件均衡器可供选择。

Apaches 的 mod_proxy 是一个可以考虑的选择，但另一个配置更棒的选择是： memcached是同一个团队的人写的一个负载均衡和反向代理的程序.(见第15章)

记录

如果你使用FastCGI，你同样可以分离前台的web服务器，并在多台其他机器上运行FastCGI服务器来实现相同的负载均衡的功能。 前台的服务器就相当于是一个均衡器，而后台的FastCGI服务进程代替了Apache/mod_python/Django服务器。

现在我们拥有了服务器集群，我们的构架慢慢演化，越来越复杂，如图20-4。

可扩展性 - 图4

图 20-4： 负载均衡的服务器设置。

值得一提的是，在图中，Web服务器指的是一个集群，来表示许多数量的服务器。 一旦你拥有了一个前台的均衡器，你就可以很方便地增加和删除后台的Web服务器，而且不会造成任何网站不可用的时间。

慢慢变大

下面的这些步骤都是上面最后一个的变体：

  • 当你需要更好的数据库性能，你可能需要增加数据库的冗余服务器。 MySQL内置了备份功能；PostgreSQL应该看一下Slony (http://www.djangoproject.com/r/slony/) 和 pgpool (http://www.djangoproject.com/r/pgpool/) ，这两个分别是数据库备份和连接池的工具。

  • 如果单个均衡器不能达到要求，你可以增加更多的均衡器，并且使用轮训（round-robin）DNS来实现分布访问。

  • 如果单台媒体服务器不够用，你可以增加更多的媒体服务器，并通过集群来分布流量。

  • 如果你需要更多的高速缓存（cache），你可以增加cache服务器。

  • 在任何情况下，只要集群工作性能不好，你都可以往上增加服务器。

重复了几次以后，一个大规模的构架会像图20-5。

可扩展性 - 图5

图 20-5。 大规模的Django安装。

尽管我们只是在每一层上展示了两到三台服务器，你可以在上面随意地增加更多。