15、系统设计与数据工程：构建高效、安全与可扩展的系统

系统设计与数据工程：构建高效、安全与可扩展的系统

在当今数字化的时代，构建高效、安全且可扩展的系统是企业成功的关键。本文将深入探讨系统设计中的关键概念，如反向代理、缓存、异步处理和安全策略，同时介绍数据工程在处理海量数据方面的重要性和实践。

1. 反向代理的作用

反向代理在Web服务器中扮演着重要角色，它可以解决一些常见的性能和安全问题。
- SSL终止 ：解密和加密操作的计算成本较高，反向代理可作为常见解决方案，减轻Web服务器的负担。
- 缓存和压缩 ：反向代理能添加额外的缓存层，并对流量进行压缩，从而提高网络输出吞吐量。

API网关、负载均衡器和反向代理密切相关，很多时候它们是同一产品的不同功能。例如，Nginx可用于API网关、负载均衡和反向代理。

2. 缓存的重要性与类型

当需要优化服务性能、缩短简单检索请求的响应时间或减轻后端系统负载时，缓存是一种常用的解决方案。
- 缓存的定义 ：缓存是一种硬件或软件组件，用于存储数据，以便后续对该数据的请求能更快得到响应。缓存中存储的数据可能是先前计算的结果，也可能是其他地方存储数据的副本。
- 缓存的好处
- 降低应用延迟 ：缓存存储了频繁访问的数据，当用户请求数据时，无需向数据源发送请求或重新计算已缓存的数据，从而加快应用响应时间。
- 避免数据库瓶颈 ：缓存拦截了用户的数据请求，减少了对数据库的访问