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6天,今天学习了后端架构相关的知识下面是我的笔记。

1、架构的定义和类型

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

1.1、单机架构

  • 所有东西都在一个进程里,部署在一个机器上,all in ,特点是简单,缺点也很明显,一旦故障,全服停机,承载能力有限。

1.2、单体架构

  • 在单机架构的基础上,将进程部署到多个机器上,具有水平扩容能力,然后后端进程的职责太多,越来越臃肿,进程中一个很小的模块出现问题,崩溃全场。

1.3、垂直应用架构

  • 在单机架构基础上,将进程按照某种依据切分开。比如,A 软件和 B 软件的后端原先采用单机架构部署,那就是一个进程部署在多个机器上;如果用垂直应用架构,可以将 A 和 B 的后端拆分为 A、B 两个进程,然后再按照单体模式的思路,部署在多个机器上。
  • 这里其实并没有完全解决单体架构的问题

1.4、SOA面向服务架构

  • 将进程按照不同的功能单元进行抽象,拆分为『服务』。有了服务之后,SOA 还为服务之间的通信定义了标准,保证各个服务之间通讯体验的一致性,各个服务的职责更清晰,爆炸半径可控。

1.5、微服务

  • 微服务架构风格是一种将单个应用程序开发为“一套小型服务”的方法,每个服务“运行在自己的进程中”,并通过轻量级机制(通常是HTTP资源API,rpc)进行通信。这些服务“围绕业务功能构建”,并通过全自动部署机制“独立部署”。“这些服务只有最低限度的集中管理”,可能是用不同的编程语言编写的,并使用不同的数据存储技术。 在这里插入图片描述

2、企业级后端架构剖析

云计算

云计算基础:

  • 虚拟化技术
    • 硬件层面(VM 虚拟机)- KVM/Xen/VMware
    • 操作系统层面(Container 容器)- LCX/Docker/Kata Container
    • 网络层面 - Linux Bridge/Open v Switch
  • 编排方案
    • VM - OpenStack/VMWare Workstation
    • Container - Kubernetes/Docker Swarm

云原生

云原生,实际是云原生(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:

  • 弹性资源
  • 微服务架构
  • DevOps
  • 服务网格

弹性资源

基于虚拟化技术,提供的可以快速扩缩容的能力。可以分为弹性计算资源和弹性存储资源两个方面。

弹性计算资源:

  • 计算资源调度
    • 在线计算 - 互联网后端服务
    • 离线计算 - 大数据分析。Map-Reduce/Spark/Flinnk
  • 消息队列
    • 在线队列 - 削峰、解耦
    • 离线队列 - 结合数据分析的一整套方案,如 ELK

弹性存储资源:

  • 经典存储
    • 对象存储 - 视频、图片等。结合 CDN 等技术,可以为应用提供丰富的多媒体能力
    • 大数据存储 - 应用日志、用户数据等。结合数据挖掘、机器学习等技术,提高应用的体验
  • 关系型数据库
  • 元数据
    • 服务发现
  • NoSQL
    • KV 存储 - Redis
    • 文档存储 - Mongo

微服务架构

微服务架构下,服务之间的通讯标准是基于协议而不是 ESB 的。

  • HTTP - H1/H2
  • RPC - Apache Thrift/gRPC

如何在 HTTP 和 RPC 之间选择?

  • 性能 - RPC 协议往往具备较好的压缩率,性能较高。如 Thrift, Protocol Buffers

  • 服务治理 - RPC 中间件往往集成了丰富的服务治理能力。如 熔断、降级、超时等

  • 可解释性 - HTTP 通信的协议往往首选 JSON,可解释性、可调试性更好

  • 设计一个根据主机层面的资源信息,实时进行流量调度的系统。

  • 关键点:

  • 紧急回滚能力

  • 大规模

  • 极端场景