这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 8 天

架构初探

什么是架构？

软件架构的定义：

有关于软件整体结构与组件的抽象描述
用于知道软件系统各方面的设计

架构的发展

什么是单机架构

把所有的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问题
- 运维需要停服

在单机架构下，无法支撑较大的请求量，并且在需要更新或运维系统时需要停机。

单体架构|垂直切分

对于单机架构的缺陷，很容易想到的解决方式就是多部署几份，对应用做水平扩容，转变为单体架构。

                -   单体应用1
用户  =>负载均衡  -   单体应用2
                -   单体应用3

在这种情况下，每个单体应用还是用来完成同样的功能。

进一步地，可以对应用进行垂直切分，让每个应用完成不同的垂直功能。

优点
- 可以水平扩容
- 运维不需要停服
缺点
- 每个应用的职责太多
- 爆炸半径大（一旦某个部分出了问题，影响范围大）

SOA、微服务 | 水平切分

一些概念：

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：SOA架构去中心化的演进方向。

在SOA、微服务的架构下，面临的问题是：

数据一致性
高可用如何满足
服务治理
- 服务故障与容灾
解耦过微
- 解耦提高了运维成本

总结

架构演进的初衷：

需求量越来越大
实现越来越复杂

架构演进思路：

垂直切分
水平切分

企业级后端架构剖析

云计算的基本概念

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

云计算的基础：

虚拟化技术
编排方案

架构：

IaaS 基础设施即服务
PaaS 平台即服务
SaaS 软件即服务
FaaS 函数即服务

云原生的概念

弹性资源（计算资源&存储资源）
- 虚拟化容器
- 快速扩缩容
微服务架构（HTTP vs RPC，通信交给框架）
- 业务功能与单元解耦
- 统一通信标准
DevOps（结合自动化流程，提升软件开发、交付效率）
- 敏捷开发
- CI/CD
服务网格（数据平面与控制平面的划分）
- 业务与治理解构（服务与网络通信解耦）
- 异构系统的治理统一化（不同语言编写的业务使用同样的治理方案）
- 复杂治理能力（相比于业务进行服务发现，通过中心化的控制面进行调度具有全局化的事业）

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
  - 机器资源
  - 带宽资源
- 资源利用率受限于部署服务
用户层面
- 网络通信开销大
- 网络抖动导致运维成本提高
- 异构环境下不同实例的资源水位不均

如何解决？

如何降低资源成本，提高资源利用率？
- 离线资源并池
  - 在线业务与离线业务的区别（IO密集 vs 计算密集 | 实时性 vs 非实时性）
  - 例如在凌晨时段将在线业务的资源降低，提供给离线业务使用
如何降低业务成本？
- 自动扩缩容：利用在线业务的潮汐性自动扩缩容
- 扩缩容依据指标是什么呢？
  - 可以利用CPU使用率统计分位数
  - 可以考虑内存使用率
  - 具体取决于服务的情况。（当前来说基于IO比较难以量化）
微服务亲和性部署是什么？
- 将满足亲和性条件的容器调度到同一台宿主机（减少网络通信）
- 微服务中间件与服务网格通过共享内存通信
- 服务网格控制面提供灵活动态的流量调度
如何提高容错性？
- 基于微服务中间件/ServiceMesh的流量治理
  - 熔断、重试
  - 单元化
  - 复杂环境的流量调度

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