Web架构设计：可扩展和高性能系统的构建

1. 背景介绍

在互联网时代，Web应用的规模和复杂性不断增加，对系统的可扩展性和性能提出了更高的要求。如何设计出能够支撑海量用户访问、高并发请求、可靠稳定的Web架构，是当前面临的挑战。本文将从可扩展性和高性能两个维度出发，介绍Web架构设计的关键概念、原理、算法、数学模型，并结合实际项目实践和应用场景，提供详细的设计指南和工具推荐。

2. 核心概念与联系

2.1 可扩展性

可扩展性（Scalability）是指系统能够在不中断服务的情况下，扩展其资源（如服务器、带宽等）以满足更大的负载需求。Web架构的可扩展性主要体现在水平扩展（Scale Out）和垂直扩展（Scale Up）两个维度。

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A[用户请求] --> B[负载均衡]
B --> C[水平扩展]
B --> D[垂直扩展]
C --> E[服务器集群]
D --> F[单台服务器扩展]

2.2 高性能

高性能（High Performance）是指系统能够在给定资源下，提供最优的响应时间和吞吐量。Web架构的高性能主要体现在缓存、压缩、异步处理等优化手段。