微服务架构原理与治理实践|青训营笔记

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这是我参与「第三届青训营 - 后端场」笔记创作活动的的第 5篇笔记。

一、微服务架构介绍

  • 架构演变历史
    • 单体架构
      • 优势
        • 性能最高
        • 冗余小
      • 劣势
        • debug困难
        • 模块相互影响
        • 模块分工、开发流程
    • 垂直应用架构
      • 优势
        • 业务独立开发维护
      • 劣势
        • 不同业务存在冗余
        • 每个业务还是单体
    • 分布式架构
      • 优势
        • 业务无关的独立服务
      • 劣势
        • 服务模块bug可导致全站瘫痪
        • 调用关系复杂
        • 不同服务冗余
    • SOA架构
      • 优势
        • 服务注册
      • 劣势
        • 整个系统设计是中心化的
        • 需要从上至下设计
        • 重构困难
    • 微服务架构
      • 优势
        • 开发效率
        • 业务独立设计
        • 自下而上
        • 故障隔离
      • 劣势
        • 治理、运维难度
        • 观测挑战
        • 安全性
        • 分布式系统
  • 核心要素
    • 服务治理
      • 服务注册
      • 服务发现
      • 负载均衡
      • 扩缩容
      • 流量治理
      • 稳定性治理
    • 可观测性
      • 日志采集
      • 日志分析
      • 监控打点
      • 监控大盘
      • 异常报警
      • 链路追踪
    • 安全
      • 身份验证
      • 认证授权
      • 访问令牌
      • 审计
      • 传输加密
      • 黑产攻击

二、微服务架构原理及特征

  • 基本概念
    • 服务:一组具有相同逻辑的运行实体。
    • 实例:一个服务中,每个运行实体即为一个实例。
    • 实例与进程的关系:实例与进程之间没有必然对应关系,可以一个实例可以对应一个或多个进程(反之不常见)。
    • 集群:通常指服务内部的逻辑划分,包含多个实例。
    • 常见的实例承载形式:进程、VM、k8s pod
    • 有状态/无状态服务:服务的实例是否存储了可持久化的数据(例如磁盘文件)。
  • 服务注册与发现
    • 解决思路∶新增一个统一的服务注册中心,用于存储服务名到服务实例的映射。
  • 流量特征
    • 统一网关入口
    • 内网通信多数采用RPC
    • 网状调用链路

三、核心服务治理功能

  • 服务发布:服务发布(deployment),即指让一个服务升级运行新的代码的过程。
    • 难点
      • 服务不可用
      • 服务抖动
      • 服务回滚
    • 蓝绿部署:简单稳定、但需要两倍资源
    • 灰度发布(金丝雀发布)
  • 流量治理
  • 负载均衡: 负载均衡(Load Balance)负责分配请求在每个下游实例上的分布。
    • 常见LB策略
      • Round Robin
      • Random
      • Ring Hash
      • Least Request
  • 稳定性治理
    • 常见故障
      • 网络攻击
      • 流量突增
      • 机房断电
      • 光纤被挖
      • 机器故障
      • 网络故障
      • 机房空调故障
    • 功能
      • 限流
      • 熔断
      • 过载保护
      • 降级