迎接新一代微服务架构

·  阅读 2059

这是我参与11月更文挑战的第1天,活动详情查看:2021最后一次更文挑战

微服务是近些年来软件架构中的热名词,也是一个很大的概念,不同人对它的理解都各不相同,甚至在早期微服务架构中出现了一批四不像的微服务架构产品,有人把单纯引入 Spring BootSpring Cloud 等框架的应用服务也称之为微服务架构,但这却只是将它作为服务的 Web 容器而已。

随着微服务的火热,越来越多的团队开始实践,将微服务纷纷落地,并投入生产。但随着微服务规模的不断壮大,每增加一个微服务,就可能会增加一些依赖的基础设施和第三方的配置,比如 KafkaRedis 实例等,相应 CI/CD 的配置也会增加或调整。 同时随着微服务数量增多、业务复杂性的提升及需求的多样性等(如,对接第三方异构系统等),服务间通信的错综复杂,一步步地将微服务变得更加臃肿,服务治理也是难上加难,而这些问题在单体架构中是很容易解决的。为此,有人开始怀疑当初微服务化是否是明智之选,甚至考虑回归到传统单体应用。

正如下图所示,PPT 中的微服务总是美好的,但现实中的微服务却是一团糟糕,想甩甩不掉,越看越糟心。难道就没有办法了么?

现实中和PPT中的微服务对比

1、传统微服务架构面临的挑战

面对上述暴露出的问题,并在传统微服务架构下,经过实践的不断冲击,面临了更多新的挑战,综上所述,产生这些问题的原因有以下这几点:

  • 过于绑定特定技术栈。 当面对异构系统时,需要花费大量精力来进行代码的改造,不同异构系统可能面临不同的改造。
  • 代码侵入度过高。 开发者往往需要花费大量的精力来考虑如何与框架或 SDK 结合,并在业务中更好的深度融合,对于大部分开发者而言都是一个高曲线的学习过程。
  • 多语言支持受限。 微服务提倡不同组件可以使用最适合它的语言开发,但是传统微服务框架,如 Spring Cloud 则是 Java 的天下,多语言的支持难度很大。这也就导致在面对异构系统对接时的无奈,或选择退而求其次的方案了。
  • 老旧系统维护难。 面对老旧系统,很难做到统一维护、治理、监控等,在过度时期往往需要多个团队分而管之,维护难度加大。

上述这些问题在传统微服务架构中都是在所难免,我们都知道技术演进来源于实践中不断的摸索,将功能抽象、解耦、封装、服务化。 随着传统微服务架构暴露出的这些问题,将迎来新的挑战,让大家纷纷寻找其他解决方案。

2、迎来新一代微服务架构

为了解决传统微服务面临的问题,以应对全新的挑战,微服务架构也进一步演化,最终催生了Service Mesh 的出现,迎来了新一代微服务架构,也被称为“下一代微服务”。为了更好地理解 Service Mesh 的概念和存在的意义,我们来回顾一下这一演进过程。

1.1 耦合阶段

在微服务架构中,服务发现、负载均衡、熔断等能力是微服务架构中重要的组成部分。微服务化之后,服务更加的分散,复杂度变得更高,起初开发者将诸如熔断、超时等功能和业务代码封装在一起,使服务具备了网络管控的能力,如下图所示。

耦合阶段

这种方案虽然易于实现,但从设计角度来讲却存在一定的缺陷。

  • 基础设施功能(如,服务发现,负载均衡、熔断等)和业务逻辑高度耦合。
  • 每个微服务都重复实现了相同功能的代码。
  • 管理困难。如果某个服务的负载均衡发生变化,则调用它的相关服务都需要更新变化。
  • 开发者不能集中精力只关注于业务逻辑开发。

1.2 公共库 SDK

基于上面存在的问题,很容易会想到将基础设施功能设计为一个公共库 SDK,让服务的业务逻辑与这些公共功能降低耦合度,提高重复利用率,更重要的是开发者只需要关注公共库 SDK 的依赖及使用,而不必关注实现这些公共功能,从而更加专注于业务逻辑的开发,比如 Spring Cloud 框架是类似的方式。如下图所示:

公共库SDK阶段

实际上即便如此,它仍然有一些不足之处。

  • 这些公共库 SDK 存在较为陡峭的学习成本,需要耗费开发人员一定的时间和人力与现有系统集成,甚至需要考虑修改现有代码进行整合。
  • 这些公共库 SDK 一般都是通过特定语言实现,缺乏多语言的支持,在对现有系统整合时有一定的局限性。
  • 公共库 SDK 的管理和维护依然需要耗费开发者的大量精力,并需专门人员来进行管理维护。

1.3 Sidecar 模式

有了上面公共库 SDK 的启发,加上跨语言问题、更新后的发布和维护等问题,人们发现更好的解决方案是把它作为一个代理,服务通过这个透明的代理完成所有流量的控制。

这就是典型的 Sidecar 代理模式,也被翻译为"边车"代理,它作为与其他服务通信的桥梁,为服务提供额外的网络特性,并与服务独立部署,对服务零侵入,更不会受限于服务的开发语言和技术栈,如下图所示。

Sidecar模式阶段

Sidecar 模式进行通信代理,实现了基础实施层与业务逻辑的完全隔离,在部署、升级时带来了便利,做到了真正的基础设施层与业务逻辑层的彻底解耦。另一方面,Sidecar 可以更加快速地为应用服务提供更灵活的扩展,而不需要应用服务的大量改造。Sidecar 可以实现以下主要功能:

  • 服务注册。 帮助服务注册到相应的服务注册中心,并对服务做相关的健康检查。
  • 服务路由。 当应用服务调用其它服务时,Sidecar 可以帮助从服务发现中找到相应的服务地址,完成服务路由功能。
  • 服务治理。 Sidecar 可以完全拦截服务进出的流量,并对其进行相应的调用链跟踪、熔断、降级、日志监控等操作,将服务治理功能集中在 Sidecar 中实现。
  • 集中管控。 整个微服务架构体系下的所有服务完全可以通过 Sidecar 来进行集中管控,完成对服务的流控、下线等。

于是,应用服务终于可以做到跨语言开发、并更专注于业务逻辑的开发。

1.4 Service Mesh

Sidecar 模式充分应用于一个庞大的微服务架构系统,为每个应用服务配套部署一个 Sidecar 代理,完成服务间复杂的通信,最终就会得到一个如下图所示的网络拓扑结构,这就是 Service Mesh,又称之为“服务网格“。

Service Mesh阶段

至此,迎来了新一代微服务架构——Service Mesh,它彻底解决了传统微服务架构所面临的问题。

分类:
后端
标签:
分类:
后端
标签: