这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 8 天，参与青训营的第18天。今天主要学习了软件架构的知识。
什么是架构？
架构：软件架构，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。即为在软件的众多实现方法中在方法选择上起着至关重要的指导作用。
单机架构
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
问题：运维需要停服
单体、垂直应用架构|垂直切分架构
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
SOA、微服务|水平切分
SOA（Service-Oriented Architecture）
- 将应用的不同功能抽象为服务
- 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
架构演进初衷：
- 需求量越来越大，终归要增加人手
- 越做越复杂，终归要分合作
架构演进思路：
- 垂直切分
- 水平切分
企业级后端架构剖析
云计算
云计算值通过软件自动化，提供计算资源的服务网络，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
- 编排方案
架构：
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IaaS(Infrastructure as a Service)
- 买房子 vs 房屋租赁平台
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PaaS(Platform as a Service)
- 清包 vs 全包
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SaaS(Software as a Service)
- 从零培训 vs 雇佣培训过的师傅
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FaaS(Function as a Service)
- 纯手工 vs 蛋糕机批量生产
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的拓展提供里可能。
弹性计算资源
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服务资源调度
- 微服务 ；大服务
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计算资源调度
- 在线 ；离线
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消息队列
- 在线 ； 离线
类型：
- 经典
- 关系型数据库
- 元数据
- NoSQL
将存储资源当成服务。
DevOps
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(Thrift gRPC)
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。
后端架构的挑战——问题
挑战
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基础设施层面
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物理资源是有限的
- 机器
- 带宽
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资源利用率受制于部署服务
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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，增加收入
在线业务的特点：
- IO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
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
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
- 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
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，DevOps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
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
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IaaS
- 提供资源探针
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服务网络
- 动态负载均衡
后端架构实战
问题提炼
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服务网络数据面
- 支持带权重的负载均衡策略
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注册中心存储了所有容器的权重信息
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宿主能提供
- 容器的资源使用情况
- 物理资源信息（CPU型号）
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
- 缺乏进行时自适应能力
自适应动态权重AIpha
方案：
- 容器动态权重的自适应调整
- 服务网络的服务发现 & 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
- 过度流量倾斜的可能会有异常情况
方案：
- 服务网格上包RPC指标
演进方向
- 极端场景的处理称为可能
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
今日总结
今天主要学习了软件开发初期架构选择以及后期架构优化相关的知识，以蛋糕为例，形象的解释了软件架构方面的演进。
