这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第10篇笔记
- 什么是架构
- 又称软件架构，是有关软件整体结构与组件的抽象描述
- 用于指导软件系统各个方面的设计
- 实现一个软件有很多种方法，架构在方法选择上起着至关重要的指导作用
- 单机
- 软件系统需要具备对外提供服务，单机，就是把所有功能都实现在一个进程里，并部署在一台机器上
- 优点
- 简单
- 问题
- C10K problem
- 提供的服务能力有瓶颈
- 运维需要停服
- C10K problem
- 单体、垂直应用|垂直切分
- 单体架构
- 分布式部署
- 垂直应用架构
- 按应用垂直切分的单体
- 优点
- 水平扩容
- 运维不需要停服
- 问题
- 职责太多，开发效率不高
- 爆炸半径大
- 单体架构
SOA、微服务|水平切分SOA(Service-Oriented Architecture)- 将应用的不同功能单元抽象为服务
- 定义服务之间的通信标准
- 微服务架构
SOA的去中心化演进方向
- 问题
- 数据一致性
- 高可用
- 治理
- 解耦vs过微
- 小结
- 架构的演进初衷
- 需求量越来越大，终归要增加人手
- 越做越复杂，终归要分工合作
- 架构的演进思路
- 就像切蛋糕。蛋糕越做越大，一口吃不下终归要切分
- 竖着切|垂直切分
- 横着切|水平切分
- 架构的演进初衷
- 云计算
- 指通过软件自动化管理，提供计算资源的服务网络，是现代互联网大规模数据分析和存储的基石
- 基础
- 虚拟化方案
- 整租vs合租
- 编排方案
- 业主vs租赁平台
- 虚拟化方案
- 架构
IaaS(Infrastructure as a Service)- 买房子vs房屋租赁平台
PaaS(Platform as a Service)- 清包vs全包
SaaS(Software as a Service)- 从零培训vs雇佣培训过的师傅
FaaS(Function as a Service)- 纯手工制作vs蛋糕机批量生产
- 云原生
- 云原生技术为组织在公有云、自由云、混合云等新型动态环境中，构建和运行可弹性拓展的应用提供了可能
- 弹性资源
- 虚拟化容器
- 快速扩缩容
- 服务资源调度
- 微服务
- 大服务
- 计算资源调度
- 在线
- 热销榜单
- 离线
- 热销榜单更新
- 在线
- 消息队列
- 在线
- 削峰
- 解耦
- 离线
- 大数据分析
- 在线
- 存储资源
- 经典
- 对象：宣传视频
- 大数据：用户消费记录
- 关系型数据库
- 收银记录
- 元数据
- 服务发现：蛋糕店通讯录
NoSQL- KV
- 小结：将存储资源当作服务
- 经典
- DevOps：
- 云原生时代软件交付的利器，贯穿整个软件开发周期
- 结合自动化流程，提高软件开发、交付效率
- 敏捷开发
- CI/CD
- 微服务架构
- 业务功能单元解耦
- 统一的通信标准
HTTP(RESTful API)RPC(Thrift,gRPC)
- 云原生场景下，微服务大可不必在业务逻辑中实现符合通信标准的交互逻辑，而是交给框架来做
- 服务网格
- 微服务之间通讯的中间层
- 高性能网络代理
- 业务代码与治理解耦
- 相比较于RPC/HTTP框架：
- 异构系统治理统一化
- 与业务进程解耦，生命周期易管理
- 问题
- 基础设施层面
- 物理资源是有限的
- 机器
- 带宽
- 资源利用率受制于部署服务
- 物理资源是有限的
- 用户层面
- 网络通信开销较大
- 网络抖动导致运维成本提高
- 异构环境下，不同实例资源水位不均
- 基础设施层面
- 离在线资源并池
- 核心收益
- 降低物理资源成本
- 提供更多的弹性资源，增加收入
- 在线业务的特点
- IO密集型为主
- 潮汐性、实时性
- 离线业务的特点
- 计算密集型占多数
- 非实时性
- 核心收益
- 自动扩缩容
- 核心收益
- 降低业务成本
- 利用在线业务潮汐性自动扩缩容
- 核心收益
- 微服务亲合性部署
- 核心收益
- 降低业务成本
- 提高服务可用性
- 将满足亲合性条件的容器调度到一台宿主机
- 微服务中间件与服务网格通过共享内存通信
- 服务网格控制面实施灵活、动态的流量调度
- 核心收益
- 流量治理
- 核心收益
- 提高微服务调用容错性
- 容灾
- 进一步提高开发效率，DevOps发挥到极致
- 基于微服务中间件&服务网格的流量治理
- 熔断、重试
- 单元化
- 复杂环境的流量调度
- 核心收益
- CPU水位负载均衡
- 核心收益
- 打平异构环境算力差异
- 为自动扩缩容提供正向输入
- IaaS
- 提供资源探针
- 服务网格
- 动态负载均衡
- 核心收益
- 实战
- 问题提炼
- 输入
- 服务网格数据面
- 支持带权重的负载均衡策略
- 注册中心存储了所有容器的权重信息
- 宿主机能提供
- 容器的资源使用情况
- 物理资源信息(如 CPU 型号)
- 服务网格数据面
- 关键点
- 紧急回滚能力
- 大规模
- 极端场景
- 输入
- 自适应静态权重
- 方案
- 采集宿主机物理资源信息
- 调整容器注册权重
- 优势
- 复杂度低
- 完全分布式，可用性高
- 微服务中间件无适配成本
- 缺点
- 无紧急回滚能力
- 缺乏运行时自适应能力
- 方案
- 自适应动态权重Alpha
- 方案
- 容器动态权重的自适应调整
- 服务网格的服务发现&流量调度能力
- 演进方向
- 解决无法紧急回滚的问题
- 运行时权重自适应
- 缺点
- 过度流量倾斜可能会有异常情况
- 方案
- 自适应动态权重Beta
- 方案
- 服务网格上报RPC指标
- 演进方向
- 极端场景的处理成为可能
- 缺点
- 时序数据库压力较大
- 动态权重决策中心职责越来越多，迭代->变更->风险
- 方案
- 自适应动态权重Release
- 演进方向
- 微服务化
- 引入消息队列削峰、解耦
- 离在线链路切分
- 梳理强弱依赖
- 演进方向
- 问题提炼
- 尾声
- 没有最好的架构，只有最合适的架构
- 如何做架构设计
- 需求先行。弄清楚要解决什么问题
- 业界调研。业界都有那些解决方案可供参考
- 技术选型。内部/社区都有哪些基础组件
- 异常情况。
