・２０４・ 信息技术 一种大型Ｂ２Ｃ电商系统架构重构方案 饶兰兰，肖杰伟ｚ （１、广东外语外贸大学思科信息学院，广东广州５１０００６ ２、中兴通信股份有限公司，广东深圳５１８０００） 摘要：随着互联网技术的高速发展，网购用户数量的急剧攀升，给大型Ｂ２Ｃ电商系统带来机遇的同时，也对现有系统架构产生极大 的挑战。本文分析了目前系统中可能存在的系统架构问题，结合当前的实际情况，给出了一系列的系统架构重构方法。本文对现有大型 Ｂ２Ｃ电商系统架构的重构有一定的参考价值。 关键词：Ｂ２Ｃ电商系统；重构；架构 存技术、广泛采用负载均衡和镜像技术（ＣＤＮ）、广泛采用分布式技 尽可能多地采用自动化技术ｒ７】。主要的架构实践包括：业务服务 近年来，随着互联网技术高速发展，网络接人手段的多样化，移 术、动终端的大众化，使得网购的网民数量急剧攀升，各大电商系统的 化（ＳＯＡ）、分层处理和分而治之、服务分布式化、规范化和自动化。 ＰＶ，Ｕｖ也在屡创新高。用户对系统的反应速度和用户体验有了越来 ３．１应用架构 在应用架构上主要按照模块专业化和功能资源化的思路进行。 越高的要求。这些都对传统的电商系统架构提出了挑战，尤其是移 动互联网时代的来临，使得对于系统架构有了更高的需求。大型 模块专业化，即：对各模块重新定位，明确分工，建立功能中心；模块 间高内聚低耦合。功能资源化，即重要功能及接口，以服务资源方式 Ｂ２Ｃ电商系统的架构重构已成为刻不容缓的任务㈣。 ２现有Ｂ２Ｃ电商系统可能存在的主要问题 提供。根据电商的业务特点及软件系统的高内聚低耦合原则，将总 下面将从应用、技术、数据和基础架构等方面分析传统大型 体业务功能按门户域、管理域、支撑域等，在支撑域建设用户中心、商品中心、交易中心等服务中心。 Ｂ２Ｃ电商系统架构可能存在的问题： 采取的主要措施是按照业务功能域对系统的模块进行重构。对 ２．１应用架构 传统的电商各个业务子系统主要采用烟囱式建设，各个子系统 各模块重新定位，明确分工，将系统总体业务功能架构整合为门户 相对独立，在业务发展和系统建设前期，按需而建，缺乏整体规划和 域、运营管理域、支撑域等。门户域提供多种形式的功能门户，同时 前瞻性考虑。系统内部紧密耦合，不同系统间高度聚合，系统和功能 提供全局搜索功能。运营管理域建设商品管理系统、客服系统和供 较难扩展。主要问题包括：功能耦合度较高，模块过多，功能层次不 应链系统，对营销活动和货架运营提供可按需灵活定价的各类商 清晰；业务管控能力弱，非核心业务流与核心业务流边界不清晰，难 品，同时提供客服、订单监控、商家结算和促销管理等。支撑域中集 以管控；各个业务子系统比较封闭，难以满足新业务快速上线和业 中建设用户中心、商品中心、交易中心等三大功能中心，适时建设大 数据中心，业务功能边界更清晰，从而可更好扩展以支撑业务的发 务快速迭代的要求。 ２．２技术架构 展。 传统的电商主要采用ＬＡＭＰ技术架构体系。主要问题包括：接 ３．２技术架构 口扩展性不高，系统接口数量较多，接口标准化、集成化程度不高， 在技术架构上按照架构设计分层结构的思想，Ｂ２Ｃ电商系统分 重用性不强；某些业务系统依赖专用设备；缺乏统一的技术体系和 为接入层、业务层、数据层。 接人层是系统与外部进行数据交换的平台，包括门户和接人系 标准规范，造成各个业务子系统“自成一体”；部分系统无法进行水 平扩展，造成系统扩容升级困难。 统，对于系统使用者，提供多种接人方式。业务层是系统业务逻辑的 ２．３数据架构 处理平台，通过对数据访问框架的调用访问业务数据，实现不同的 主要采用集中式部署的方案，数据库采用Ｏｒａｃｌｅ、ＭｙＳＱＬｔ３］等。 功能模块，满足不同的业务需求。业务层由若干业务流程组成，通过 主要问题包括：数据库设计烟囱化，效率较低；数据设计和业务系统 调用业务组件，为接人层提供业务服务，实现业务逻辑的共享，完成 紧密耦合；存在数据孤岛，数据难以共通共融；数据存储方式单一； 相应的业务功能。 数据缓存技术未能有效利用；尚未搭建完善的大数据分析和处理平 业务层的分布式服务框架采用ＳＯＡ，以服务的方式对接入层提 台；针对不同数据库、缓存系统、ＮｏＳＱＬ等，缺乏统一有效的中间件 供访问接口，同时屏蔽业务层及数据层的处理细节。 产品。 数据层是系统对业务数据进行统一组织、集中管理的平台，它 ２．４基础架构 通过数据访问框架为业务层提供规范、高效的数据服务，实现业务 目前部分电商系统采用单点部署，且业务系统不支持多点部 数据的充分共享。数据层的数据访问框架采用统一的数据访问，对 署；整体基础设施，缺乏统一的长远规划。主要问题包括：不支持多 业务层屏蔽底层数据访问差异。 点部署，系统缺乏灾备／容灾；在硬件基础设施，小机、刀片服务器 采取的主要措施包括：（１）通信层ＴＣＰ长连接。系统在处理一个 和ＰＣ服务器独立使用，部分业务依赖特定的硬件设备；在数据存储 用户请求过程中，通常会向内部多个系统进行请求交互，内部子系 层，业务策略的不同需要采用不同的存储策略，例如：分布式文件存 统之间业务请求的交互多数都是通过Ｈ１ＴｒＰ短连接方式，当用户并 储、分布式对象存储、ＮｏＳＱＬ数据存储、集中块存储、脱机备份存储 发请求量比较大时，会消耗大量的资源，因此部分考虑修改为ＴＣＰ 等特点的不同，需要选择最佳的存储策略；没有形成公共组件产品、 长连接的方式。 产品无法复用、缺乏整体质量管控、缺乏有效的监控和架构治理方 （２）异步通信技术。使用异步通讯模块，实现消息的接收、存储、 案。 发送，降低各应用模块之间的耦合度，同时可以对异步通讯机制进 ３系统架构重构方案 行管理，并实现高可用、高性能，提高系统的吞吐能力。 针对上述问题，目前已有较多的架构优化方案 ，本文主要从 （３）ＳＯＡ。在系统架构设计中，可以结合ＳＯＡ参考架构，进行服 重构的角度解决存在的问题。架构重构主要针对目前架构存在的问 务模块化设计，实现系统模块之间的松耦合和统一技术规范体系， 题，结合业务需求，兼用成熟的技术演进路线的思路进行。在重构 增强系统的架构先进性和灵活性。 中，采用的架构原则如下：具备可扩展性、具备高可用性、减少访问 （４）服务原子化。结合业务需求和粒度，系统的基础服务采用原 延迟、具备良好的可管理性、充分考虑成本、用户体验至上。采用的 子化方式，以增强业务服务的灵活性。 架构策略是：广泛采用模块化技术、广泛采用异步传输、广泛采用缓 （５）引入规则引擎增加个性化服务。规则引擎可以从应用程序 １概述 作者简介：饶兰￣（１９７８一），女，湖北人，硕士，广东外语外贸大学思科信息学院讲师，研究方向：模型分析与设计。 信息技术 ・２０５・ 中分离出业务规则，业务规则可以单独变化而不需要修改程序代 络访问条件的用户“就近、就快”接入，提升用户体验，提升系统稳定 码，即适用于业务规则较多、且变化比较频繁的场景，例如：会员积 性、可靠性，提高平台总体并发负载能力，并可以按需水平扩容。 分规则；商品关联度分析等。 （２）缓存。在基础设施层，应该充分利用各种不同的缓存技术， （６）引入内存数据库。针对物理内存而优化的内存数据库，可以 提高系统的响应速度。 获得极高的响应速度并实现实时数据缓存。引入并合理使用内存数 （３）虚拟化。鉴于系统中存在各种各样的硬件设备，在基础架构 据库中间件，系统缓存的覆盖率和缓存的稳定性会有明显提升。 建设统一的资源池，按需对上层业务提供服务。 （７）超高并发访问旁路结构改造。电商系统部分超高并发访问， （４）存储。不同的存储在性价比、性能等存在较大差异，同时系 例如：秒杀活动，对系统负载会产生致命的影响。对于这种超高并发 统的不同数据在稳定性、可靠性、安全性、１０要求、数据量等要求各 访问，可以从活动访问入口把请求旁路到独立的设备上，由独立的 不相同，针对不同的数据类型选择最佳的存储方案。 设备承载用户请求，避免影响主访问流程。 （５）公共服务组件化和框架化。针对系统常用的服务，建设公共 （８）其它。例如：动静分离、冷热分离、各种缓存、ＣＤＮ技术、负 的基础服务组件。例如：针对系统各种不同的数据库访问要求，封装 载均衡、页面优化等。 为公共的数据访问中间件；针对分布式缓存调用，封装为数据缓存 ３．３数据架构 中间件等。其它常见的组件还包括：分布式业务流中间件、服务调用 结合系统的应用架构体系，数据重构对目前的数据进行解耦， 框架中间件、分布式消息队列中间件、调度协调框架等。 并结合重构原则，统一商品数据模型，按照中心化和服务化建设若 （６）质量保障体系。在质量保障上，建设统一的质量和风险控制 干数据中心，适应业务的多点部署。数据架构按照如下原则进行：唯 技术、标准、方案等，例如：风控系统、统一监控、统一自动化部署、灰 归属原则；共享数据原则；数据访问原则；单向同步原则；边界实 度发布、安全审计系统等。 体归属原则和数据分离原则。重构思路是：物理架构和逻辑架构上， （７）架构治理。架构治理是一个由关系和过程所组成的机制，用 统一商品数据模型；降低内部数据耦合度；用户数据和商品数据的 于指导和控制企业，通过平衡信息技术与过程的风险、增加价值来 分离；建设商品中心、用户中心、交易中心等。在部署方式上，建立高 确保实现企业的目标。通过这种机制和架构，方案的决策、实施、服 效的数据库并发能力扩展机制，包括多站点方案和数据读写分离。 务、监督等流程，系统的各类资源、信息与企业战略和目标紧密地关 针对商品数据进行数据读写分离，实现部分按需水平扩展。在存储 联在一起。 方式上：针对部分数据（例如：用户数据）进行分片、在线和历史数据 （８）大数据基础平台。针对电商系统，应该充分利用系统的大数 的分离；差异化存储策略，引入ＮｏＳＱＬ数据库。 据，实现系统的增值。对于大数据基础平台，需要从数据采集、数据 重构中采取的主要措施包括： 存储、数据分析、数据展示等统一进行规划和建设，以便更好的支撑 （１）核心数据解耦和中心化。目前Ｂ２Ｃ电商系统的核心数据主 系统的运营。结束语 要包括４部分：商品数据、用户数据、交易数据和ＯＬＡＰ数据。重构 目标是将系统的核心数据和非核心数据进行解耦。针对核心数据建 本文分析了现有大型Ｂ２Ｃ电商系统架构可能存在的问题，并提 设统一数据中心，对整个业务系统提供统一服务（ＤＢａａＳ）。 出了相应的系统架构重构方法。对于这些方法的使用要从系统实际 （２）统一商品数据模型。商品数据是系统的核心和基础。商品数 情况出发，找出系统架构的关键问题，并采用相应的重构方案。总 据模型主要针对系统的商品数据进行统一数据模型，思路是各个相 之，不要盲目对系统进行重构，在重构前需要先分析现在的架构体 关业务子系统采用统一的商品数据模型，减少中间不必要的转换， 系存在的问题，并进行科学的评估和分析，事后进行不断的跟踪、分 一提高效率。 析和优化，整个过程要以用户体验为核心。 （３）读写分离。商品数据具有典型的写少读多特点，商品基本信 参考文献 息数据和用户无关，商品数据的属性相对比较稳定。因此，对于商品 【１】崔英志，张绪玉，高博．Ｗｅｂ２．０时代的网站架构【Ｊ】．重庆工学院学报， 数据比较适合读写分离。 ２００８（５）：１０９－１１１． （４）数据多站点。为了适应应用架构的多站点，数据架构针对多 ［２】李云强，赵东江．ＢＺＣ电子商务网站架构研究ｆＪ］．网络与信息，２００７ 站点进行重构。 （９）：６１． （５）数据ｓｈａｒｄｉｎｇ和在线、历史分离。Ｓｈａｒｄｉｎｇ方案的精髓，是将 ［３］Ｂａｒｏｎ Ｓｃｈｗａａｚ．Ｈｉｇｈ Ｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅ ＭｙＳＱＬ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ ｆ 大数据分布到多个物理节点上，业务系统中依靠路由服务器进行查 【Ｍ］．Ｓｅｂａｓｔｏｐｏｌ：Ｔｈｅ Ｏ＇Ｒｅｉｌｌｙ Ｐｒｅｓａ，２００８． 询路由，导航到特定ｓｈａｒｄｓ节点上去执行数据读写任务。Ｂ２Ｃ电商 【４］杜华，王锁柱．网站结构优化模型及算法分析ｆＪ１．计算机工程与设 系统的用户及相关数据，非常适合使用ｓｈａｒｄｉｎｇ。系统用户相关数 计。２００８（２１）：５５９１—５５９４． 据，可以按用户为索引分库，提升并发能力。针对部分数据（例如：订 ［５】易明，杨斌．站点结构优化方法研究综述［Ｊ］．现代图书情报技术， 单历史数据），可以进行冷热分离，以及在线和历史数据的分离。 ２００８（７）：６１－６５． ６１奚冬芹，林文龙，竺炯林．基于隐马尔可夫模型的电子商务网站结 （６）ＮｏＳＱＬ和差异化存储。鉴于ＮｏＳＱＬ对数据库高并发读写， 『对海量数据的高效率存储和访问，对数据库的高可扩展性和高可用 构优化『Ｊ１．计算机应用研究，２００８：９４７—９４８． 性的特点，针对部分场景可以引入ＮｏＳＱＬ（例如：缓存系统引入Ｒｅ— ｆ７１李艳生，汪自云．一种实用的海量Ｗｅｂ系统架构设计研究与实现 ｄｉｓ）。差异化存储策略，是指针对不同特性的业务数据，采用不同的 ｆＮ１．湖北师范学院学报，２００９，２９（４）． 存储方式。针对部分高１０的业务，使用频率划分数据种类，在保证 数据能够被正常访问的前提下，将热门的数据放到高效的存储介质 中，以获得较高的１０效率。 ３．４基础架构 基础架构的思路是：在部署上采用多点部署；硬件资源采用虚 拟化技术，对业务层屏蔽底层硬件的差异性；针对不同的数据存储 需求，采用不同的数据存储和处理策略；建设统一的系统集成框架； 并对系统进行全方位的质量跟踪和控制；针对大数据搭建大数据基 础分析和处理平台；架构治理等。 采取的主要措施包括：（１）多点部署。在满足系统连续性、持续 性和稳定性要求的前提下，基于可靠的业务数据分发和同步机制， 实现分区域、分用户群的多点分布式部署，实现对不同区域、不同网