2月1日Day10 后端架构初学|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 10 天

后端架构

简介

架构,又称软件架构,是关于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。 主要学习了以下几种架构:

单机架构

单机架构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

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优点:简单
服务承载的流量是有瓶颈的,运维需要停服

单体架构、垂直应用架构

单体架构:分布式部署
垂直引用架构:按应用垂直切分

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优点:水平扩容、运维不需要停服
缺点:责任太多,开发效率不高,爆炸半径大

SOA (Service-Oriented Architecture) 架构、微服务架构

  • SOA架构: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

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企业级后端架构剖析

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值分析和数据分析石。

基础

  • 虚拟化技术:硬件(虚拟机)、操作系统(容器)、网络
  • 编排方案:虚拟机编排方案(OpenStack)、容器编排方案(Kubernetes)

云原生

指云原生(计算)的简称,它是云计算发展到现在的一种形态。
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,构建和运行可弹性拓展的应用提供了可能。它的代表技术有:

  • 容器化
  • 服务网格
  • 微服务
  • 不可变基础架构
  • 声明式 API

基于这些技术,开发者可以构建出容错性好、易于管理、具备较好观测性的云服务。结合可靠的自动化机制,服务可以轻松应对频繁和可预测的重大变更。

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云原生主要涉及四个大方面

  1. 弹性资源
    基于虛拟化容器以及灵活的编排调度机制,可以为云服务提供快速扩缩容能力,而且极大程度地提高了物理资源的利用率。在这方面,kubernetes 技术已经成为了业界的标准

    • 服务资源调度
      • 微服务
      • 大服务
    • 计算资源调度
      • 在线
      • 离线
    • 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
      • 元数据
      • NoSQL
  2. 微服务架构
    依托于功能单元解构,使得云服务具备了快速迭代的可能,业务得以迅速发展;统一的通信标准能够帮助越来越多的组件加入到云原生的大家庭,同时也使得各组件之间的交互变的更容易。

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  • 通信标准:
    • HTTP (RESTful API)
    • RPC (Thrift, gRPC)

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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。

  1. DevOps
    设计->开发->测试->交付->开发->测试->交付,自动化的流程使得软件的工作流程更高效.将微服务架构的优势发挥的淋漓尽致。

  2. 服务网格
    如果说微服务架构的重要进步,是将庞大的单体服务按照业务功能解耦开来,那么,服务网格的重要进步就是将业务逻辑与网络通信和治理解耦开来。业务不再需要关心异构系统中 RPC 中间件治理能力的不统一,也使得复杂的治理能力的落地成为可能。

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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

相比较于 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

企业级后端架构的挑战

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提高
  • 异构环境下,不同实例资源水位不均

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