这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 9 天
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1 什么是架构
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
架构对方面选择上起着至关重要的作用
单机
将所有功能实现在一个进程中，并部署在一台机器上
优点：简单
缺点：运维停服
单机服务的模式，除了简单之外没有任何优点。当今互联网时代，单机服务的形态一般只适合出现在预研或初创阶段，但凡业务有发展和迭代的诉求，就应该快速做架构迭代。
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（具有不同功能的应用分开部署）
优点：水平扩容、运维不需停服
缺点：职责多、效率低、爆炸半径大
数据一致性等等问题
SOA、微服务/水平切分
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的去中心化的最终演进方向
强化单一职责，控制爆炸半径
优点：
- 不同模块的 RD 可以专心于自己的业务逻辑了，开发迭代效率得到显著提高
- 各个服务独立运维，变更操作的影响面可控，应用整体的稳定性得到了提高
问题
- 数据一致性
- 高可用：合作
- 治理：容灾
- 解耦vs过微：运维成本
小结
架构的演进思路就像切蛋糕，蛋糕越来越大就需要切分
- 垂直切分
- 水平切分
2 企业级后端架构剖析
云计算
是指通过软件自动化管理，提供计算资源的服务网格，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：基础设施即服务
- PaaS：平台即服务
- SaaS：软件即服务
- FaaS：功能即服务
云原生
云原生技术为公司在公有云、私有云、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
- 弹性资源：虚拟化容器、快速扩缩容
- 基于虚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 技术已经称为了业界的标准
- DevOps：敏捷开发、CI/CD
- 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
- 微服务架构：功能解耦、统一通信标准
- 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
- 服务网格：业务与治理解构、异构系统的治理统一化、复杂治理能力
- 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
弹性计算资源
类型：
- 服务资源调度
- 计算资源调度
- 消息队列
弹性存储资源
类型：
- 经典
- 关系型数据库
- 元数据
- NoSQL
将存储资源当成服务一样
DevOps
是云原生时代软件交付的利器，贯穿整个软件开发周期
结合自动化流程，提高软件开发、交付效率
微服务架构
通信标准：
- HTTP（restful api）
- RPC
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，框架实现了服务通信标准的交互逻辑
服务网格
- 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
异构系统治理统一化
与业务进程解耦，生命周期易管理
3 企业级后端架构的挑战
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
在线业务特点：
- IO密集型为主
- 潮汐性、实时性
离线业务特点：
- 计算密集型多
- 非实时性
问题：同一机器如何做离在线隔离
自动扩缩容
核心收益：
- 降低业务成本
利用在线业务潮汐性自动扩缩容
问题：扩缩容指标是什么
微服务亲和性部署
核心收益：
- 降低业务成本
- 提高服务可用性
解决思路：
- 将满足亲和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
解决思路：基于微服务中间件和服务网格的流量治理
- 熔断、重试
- 单元化
- 复杂环境的流量调度
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：
- IAAS：提供资源探针
- 服务网格：动态负载均衡
4 后端架构实战
服务网格数据面
- 支持带权重的负载均衡策略
注册中心存储了所有容器的权重信息
宿主机能提供
- 容器的资源使用情况
- 物理资源信息
关键点：
- 紧急回滚能力
- 大规模
- 极端场景
解决
自适应静态权重
自适应动态权重Alpha
自适应动态权重Beta
自适应动态权重Release
尾声
没有最好的架构，只有最合适的架构
如何做架构设计？
- 需求先行
- 业界调研
- 技术选型
- 异常情况
