初学架构 | 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7天


1、什么是架构

1.1、架构的定义

架构,又称软件架构

  • 有关软件整体结构与组件的抽象化描述
  • 用于指导软件系统各个方面的设计
1.2、架构的演进

1.2.1-单机:

把所有功能实现在一个进程里,部署在一台机器上

优点:

  • 简单

问题:

  • 运维需要停服

1.2.2-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

1.2.3-SOA、微服务|水平切分: 首先我们得知道什么是SOA?
SOA(Service-Oriented Architecture) :是面向服务的架构,即企业的IT系统是由服务组成的,也即企业的各个应用系统是由许多标准的服务件“组装”起来的,组成应用系统中的各个服务之间是一种非常松耦合的关系。
1.将应用的不同功能单元抽象为服务
2.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
    • 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,值当么?

2、企业级后端架构剖析


2.1、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熟悉分析和存储的基石。 有很多架构如:IaaS、PaaS、SaaS、FaaS
IaaS:IaaS(Infrastructure as a Service),即基础设施即服务。指把IT基础设施作为一种服务通过网络对外提供,并根据用户对资源的实际使用量或占用量进行计费的一种服务模式。在这种服务模型中,普通用户不用自己构建一个数据中心等硬件设施,而是通过租用的方式,利用 Internet从IaaS服务提供商获得计算机基础设施服务,包括服务器、存储和网络等服务。
PaaS:是Platform as a Service的缩写,指平台即服务。把服务器平台作为一种服务提供的商业模式,通过网络进行程序提供的服务称之为SaaS(Software as a Service),是云计算三种服务模式之一,而云计算时代相应的服务器平台或者开发环境作为服务进行提供就成为了PaaS(Platform as a Service)。 SaaS:是Software as a Service,指用户获取软件服务的一种新形式。它不需要用户将软件产品安装在自己的电脑或服务器上。
FaaS:是一种云计算模型,它允许用户通过云服务提供商提供的平台来部署和运行代码,而无需关心底层的基础架构。

2.2、云原生

云原生是基于分布部署和统一运管的分布式云,以容器、微服务、DevOps等技术为基础建立的一套云技术产品体系。
2.2.1、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

2.2.2、弹性存储资源:
弹性存储资源类型:

  • 经典
  • 关系型数据库
  • 元数据
  • NoSQL
2.3、云原生之Dev0ps

Dev0ps 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

2.4、云原生之微服务架构

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

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,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!

2.4、云原生之服务网格

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

3、企业级后端架构的挑战


3.1、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,增加收入解决思路:离在线资源并池
  • 在线业务的特点
    • I0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
3.2、自动扩缩容

核心收益:

  • 降低业务成本
    解决思路:自动扩缩容 利用在线业务潮汐性自动扩缩容
3.3、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:微服务亲合性部署
  • 微服务中间件与服务网格通过共享内存通信
  • 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
3.4、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,Dev0ps发挥到极致

解决思路: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
3.5、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:CPU水位负载均衡

  • LaaS
  • 服务网格

4、后端架构实战


4.1、自适应静态权重
4.2、自适应动态权重Alpha
4.3、自适应动态权重 Beta
4.4、自适应动态权重 Release