这是我参与「第五届青训营」笔记创作活动的第6天

一. 重点内容

• 架构的定义

• 企业级后端架构

• 企业级后端结构的挑战

二. 知识点介绍

1. 架构的定义

• 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方面的设计
• 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
• • 缺点： C10K Problem；运维需要停服，用户体验差
• 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
• • 缺点：职责太多导致开发效率不高；爆炸半径大
• SOA架构(Service-Oriented Architecture)：将应用的不同单元抽象为服务；定义服务之间的通信标准
• • 微服务架构：SOA的去中心演化方向

2. 企业级后端架构

• 云计算：通过软件自动化管理，提供计算资源的服务网络
• • 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：
• • • laaS(Infrastructure as a Service) - 买房子 vs 房屋租赁平台
• • • PaaS(Platform as a Service) - 清包 vs 全包
• • • SaaS(Software as a Service) - 从零培训 vs 雇佣培训过的师傅
• • • FaaS(Function as a Service) - 纯手工制作 vs 蛋糕机批量生产

• 云原生（Cloud Native）：在公有云、自由云、混合云等新型动态的环境中，提供了构建和运行可弹性拓展的应用的可能
• • 弹性资源：虚拟化容器和快速扩缩容
• • • 服务资源调度：微服务和大服务
• • • 计算资源调度：在线和离线
• • • 消息队列：在线和离线
• • • 弹性存储资源类型：经典；关系型数据库；元数据;NoSQL
• • 微服务架构：业务功能单元解耦和统一的通信标准
• • • 通信标准：HTTP(RESTful API)和RPC(Thrift, gPRC)
• • • 中间件选取因素：性能；服务治理；协议可解释性
• • DevOps：敏捷开发和CI/CD
• • 服务网格：业务与治理结构；异构系统的治理统一化；复杂治理能力
• • • 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：异构系统统一治理化；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

• 基础设施层面：
• • 物理资源是有限的 - 机器和带宽
• • 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高
• • 异构环境下，不同实例资源水位不均
• 离在线资源并池：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：IO密集型为主；潮汐性、实时性
• • 离线业务：计算密集型占多数；非实时性
• 自动扩缩容：降低业务成本，利用在线业务潮汐性自动扩缩容
• 微服务亲和性部署：降低业务成本；提高服务可用性
• • 1. 将满足亲和性条件的容器调度到一台宿主机
• • 2. 微服务中间件与服务网格通过共享内存通信
• • 3. 服务网格控制面实施灵活、动态的流量调度
• 流量治理：基于微服务中间件 & 服务网格的流量治理
• • 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：熔断、重试；单元化；复杂环境的流量调度
• CPU水位负载均衡：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；服务网格提供动态负载均衡