架构初探-谁动了我的蛋糕|青训营笔记

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这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的第5篇笔记

云计算

  • 云计算:是指通过软件自动化管理,提供计算资源的服务网站,是现代互联网大规模熟悉分析和储存的基石
    • 虚拟化技术-整租vs合租
    • 编排 - 业主 vs 租赁平台
  • 架构:
    • IaaS(Infrastructure as a service) 买房子vs房屋租赁平台
    • PaaS(Platform as a service) 清包(材料要自己买,然后出钱雇人)vs全包(只需要出钱)
    • 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 云计算让使用者可以更多的关心自己的业务,而不需要去关注底层

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
云原生的组成:\

  • 弹性资源:
    • 虚拟容器化
    • 快速扩缩容
  • DevOps
    • 敏捷开发
    • CI/CD
  • 微服务架构
    • 业务功能单元解耦
    • 统一的通行标准
  • 服务网格
    • 业务与治理解构
    • 异构系统的治理统一
    • 复杂治理能力

弹性资源计算

弹性资源类型:\

  • 服务资源调度
    • 微服务:和面,雕花
    • 大服务:烤箱
  • 计算资源调度
    • 在线:热销榜单
    • 离线:热销榜单更新
  • 消息队列
    • 在线:削峰、解耦
    • 离线:大数据分析 弹性存储资源类型:
  • 经典
    • 对象
    • 大数据
  • 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:来个xx蛋糕 将存储资源当成服务一样

DevOps

DevOps 是云原生时代软件交付的利器,贯穿整个软件的开发周期。结合自动化流程,提高软件开发、交付效率

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微服务架构

通信标准

  • HTTP
  • RPC 微服务中间件 RPC vs HTTP:
  • 性能
    RPC由于通讯压缩,性能往往好于HTTP
  • 服务治理
    RPC具有一定的服务治理能力,熔断、限流、超时控制、负载均衡等。
  • 协议可解释性
    HTTP具有比较好的可解释性

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

服务网格:

  • 微服务之间通信的中间层
  • 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
  • 与业务进程解耦,生命周期易管理

企业级后端架构的挑战

挑战:

  • 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
  • 用户层面
    • 网络开销较大
    • 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 解决方案:离线资源并池:
      核心收益:
  • 降低物理资源成本
  • 提供更多的资源弹性,增加收入 解决思路:离在线资源并池

特点:

  • 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
    • 非即时性

自动扩缩容

  • 利用在线业务潮汐性自动扩缩容

扩缩容依据什么指标? 根据不同场景讨论,一般使用cpu使用量的作为标准,某些内存需求高的服务,也可以使用内存

微服务亲和性部署

  • 将满足亲和性条件的容器调度到一台容器
  • 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性、动态的流量调度

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

解决思路: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

CPU水位不均

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 解决思路: COU水位负载均衡
  • IaaS
    • 提供资源探针
  • 服务网格
    • 动态负载均衡

后端架构实战

CPU 水位负载均衡,应该如何设计

自适应静态权重

方案

  • 采集宿主机物理资源信息
  • 调整容器注册的权重

优势:

  • 复杂度低
  • 完全分布式,可用性高
  • 微服务中间件无适配

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