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「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 11 天

1. 什么是架构

1.1 架构定义

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

通俗定义解释:
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
架构的重要性:

  • 地基没打好,大厦容易倒
  • 地基坚实了,大厦才能盖得高
  • 站在巨人肩膀上,才能看得远

1.2 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
  • 运维需要停服

1.3 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

架构1.png

架构2.png

1.4 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:装货台共交付了多少蛋糕?
  • 高可用性: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,值当吗?

微服务.png

2. 企业级后端架构剖析

2.1 云计算:

是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: laaS PaaS AaaS FaaS

2.2 云原生:

云原生技术为组织在公有云、自由云、混合云等新型的动态环境中,构建和运行可弹性扩展的应用提供了可能。

云原生.png
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

3. 企业级后端架构的挑战

3.1 问题

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

  • 网络通信开销较大
  • 网络抖动导致运维成本高
  • 异构环境下,不同实例资源水位不均

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

资源.png

3.2 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

  • 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共享内存通信
  • 服务网格控制面实施灵活、动态的流量调度

4.后端架构实战