这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 7 天

一、什么是架构

架构（软件架构）：

• 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

Q：通俗讲一下架构？

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

单机架构

软件系统需要具备对外提供服务，单机，就是把所有的功能都是现在一个进程里，并且部署在一台机器上

优点： 简单

问题： 运维需要停服

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

SOA、微服务|水平切分

SOA（service-oriented architecture）

1. 将应用的不同功能单元抽象为服务
2. 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（装货台共交付了多少蛋糕？）
• 高可用（这么多师傅，如何合作？）
• 治理（烤箱坏了，怎么容灾？）
• 解耦 vs 过微（运维成本高了，值得吗？）

小结

架构演进的初衷：好比做蛋糕

• 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

架构演进思路：就像切蛋糕。蛋糕越来越大，一口吃不下终归要切分

• 竖着切（垂直切分）
• 横着切（水平切分）

二、企业级后端架构剖析

背景

兰师傅蛋糕店经过 3 年蓬勃发展，积累了良好的口碑和用户基础，接下来，就需要扩大规模：

• 店面怎么盘：（买？租？）
• 师傅怎么招：（兰师傅全家出马？招培训班出身的？）
• 是否继续坚持纯手工制作？
• 规模扩大了之后，工作重心应该是？（增进蛋糕制作收益？蛋糕店重点方向梳理&未来规划）

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熟悉分析和存储的基石

基础

• 虚拟化技术——整租 vs 合租
• 编排方案——业主 vs 租赁平台

架构

• IaaS（Infrastructure as a Service） （买房子 vs 房屋租赁平台）：屏蔽底层物理资源（CPU类型、主机位置等）
• 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）

使用云计算的架构后，可以使用户可以将精力关注在上层（会员激励、活动策划等。。。）

云原生

云原生技术为组织（公司）在公有云、自由云、混合云等新型的动态环境中，构建和运行可碳性拓展的应用提供了可能

弹性计算资源

弹性计算资源类型：

• 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

弹性存储资源类型：

• 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：来个 xx 蛋糕

DevOps

DevOps是云原生时代软件交付的力气，贯穿整个软件开发周期。

结合自动化流程，提法哦软件开发、交付效率

微服务架构

通信标准：

• HTTP（RESTful API）
• RPC（Thrift，gRPC）

微服务中间件 RPC vs HTTP：

• 性能
• 服务治理
• 协议可解释性

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（Service Mesh）：

• 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

云原生蛋糕店

企业级蛋糕店架构：

• 售卖
• 蛋糕制作（肉松、慕斯）
• 会员激励
• 满意度分析
• 研发新品

三、企业级后端框架挑战

问题

• 基础设施层面

• • 物理资源有限

• • • 机器
    • 带宽

• • 资源利用率受制于部署服务

• 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

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

解决思路：离在线资源并池

• 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

自动扩缩容

核心收益：

• 降低业务成本

解决思路：自动扩缩容

• 利用在线业务潮汐性自动扩缩容

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

解决思路：微服务亲合性部署

• 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

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（功能、预览）的流量调度

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

解决思路：CPU水位负载均衡

• IaaS

• • 提供资源探针

• 服务网格

• • 动态负载均衡

PS

本文主要作用是作为上课笔记，如有错误，欢迎大家评论指正，我会及时改正