这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 7 天

一、本堂课重点内容

• 架构的定义和演进
• 企业级架构分析
• 企业级架构的挑战
• 后端架构实战

二、详细知识点介绍

架构定义

• 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

单机架构

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

缺点：运维需要停机、C10K问题

单体架构

单机架构按应用垂直切分，并变为分布式部署即为单体架构。

优点：水平扩容、运维不需要停服

缺点：指责太多开发效率低，爆炸半径大

SOA及微服务架构

SOA把原本包含了众多复杂逻辑的进程按照功能单元抽象成多个服务，并定义服务之间的通信标准，微服务为SOA的去中心化演进方向。

存在的问题：

• 数据一致性
• 高可用
• 治理
• 解耦vs 过微

企业级后端架构分析

云计算

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数据分析和存储的基石，云计算的基础由虚拟化技术和编排方案构成。

架构：

• IaaS
• PaaS
• SaaS
• FaaS

云原生

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。

弹性计算资源

弹性计算资源类型：

• 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、离线

弹性存储资源

弹性存储资源类型：

• 经典：对象、大数据
• 关系型数据库：各种记录
• 元数据：服务发现
• NoSQL：KV

DevOps

DevOps 是云原生时代软件交付的利器，贯穿整个软件开发周期，它结合了自动化流程，提高软件开发、交付效率。

微服务架构

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。

RPC和HTTP在性能、服务治理、协议可解释性方面各有优劣。

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

相比较于RPC/HTTP 框架，服务网格实现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

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增加收入

自动扩缩容

利用在线业务潮汐性自动扩缩容

核心收益：

• 降低业务成本

微服务亲和性部署

• 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

核心收益：

• 降低业务成本
• 提高服务可用性

流量治理

基于微服务中间件&服务网格的流量治理

• 熔断、重试
• 单元化
• 复杂环境(功能、预览）的流量调度

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，Dev0ps 发挥到极致

CPU水位负载均衡

laaS：提供资源探针；服务网格：动态负载均衡。

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

三、实践练习例子

自适应静态权重

方案:

• 采集宿主机物理资源信息
• 调整容器注册的权重

优势:

• 复杂度低
• 完全分布式，可用性高
• 微服务中间件无适配成本

缺点:

• 无紧急回滚能力
• 缺乏运行时自适应能力

自适应动态权重 Alpha

方案:

• 容器动态权重的自适应调整
• 服务网格的服务发现&流量调度能力

演进方向:

• 解决无法紧急回滚的问题
• 运行时权重自适应

缺点: 过度流量倾斜可能会有异常情况

自适应动态权重Beta

方案: 服务网格上报 RPC 指标

演进方向: 极端场景的处理成为可能

缺点:

• 时序数据库压力较大
• 动态权重决策中心职责越来越多，迭代→变更→风险

自适应动态权重 Release

演进方向:

• 微服务化
• 引入消息队列削峰、解耦离在线链路切分
• 梳理强弱依赖

四、课后个人总结

本节课所学内容均为新知识点，对许多我曾经模棱两可的概念做出了详实的解释，但是其中部分概念尤其是云原生部分和后端架构实战部分的各种自适应权重还需要我进一步学习。

牢记课程总结：

• 需求先行。弄清楚要解决什么问题
• 业界调研。业界都有哪些解决方案可供参考
• 技术选型。内部/社区都有哪些基础组件
• 异常情况。考虑清楚xxx不行了怎么办