session一致性架构设计实践

原文地址:架构师之路

session 一致性解释:

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, 能认出用户



如何保证session的一致性

1. session同步法

    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

    优点:web-server支持的功能,应用程序不需要修改代码

     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


2.客户端存储法

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

优点:服务端不需要存储

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。


3.反向代理hash一致性

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?

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


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

 

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)

 

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。

 

对于四层hash还是七层hash,个人推荐前者:让专业的软件做专业的事情,反向代理就负责转发,尽量不要引入应用层业务属性,除非不得不这么做(例如,有时候多机房多活需要按照业务属性路由到不同机房的web-server)。



四、后端统一存储

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

 

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

 

不足:增加了一次网络调用,并且需要修改应用代码

 

对于db存储还是cache,个人推荐后者:session读取的频率会很高,数据库压力会比较大。如果有session高可用需求,cache可以做高可用,但大部分情况下session可以丢失,一般也不需要考虑高可用。

 

五、总结

保证session一致性的架构设计常见方法:

  • session同步法:多台web-server相互同步数据

  • 客户端存储法:一个用户只存储自己的数据

  • 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

  • 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,个人建议推荐后者:

  • 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

 

希望大伙有收获,思路比结果重要,帮转哟。

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