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：

• 什么是架构
• 企业级后端架构剖析
• 企业级后端架构的挑战

二、详细知识点介绍：

什么是架构

• 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

• 单机：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：运维需要停服

• 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:
  • 缺点：
    • 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)

    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
    • 高可用
    • 治理
    • 解耦 vs 过微

企业级后端架构剖析 - 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熟悉分析和存储的基石。

• 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 (lnfrastructure 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

• 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

• 弹性存储资源类型：

  • 经典
    • 对象：宣传视频
    • 大数据：用户消费记录
  • 关系型数据库
    • 收银记录
  • 元数据
    • 服务发现：蛋糕店通讯录
  • NoSQL
    • KV：来个xx蛋糕

• 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。

• 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

• 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

企业级后端架构的挑战

• 问题：

• 基础设施层面
  • 物理资源是有限的
    • 机器
    • 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

• 解决思路：离在线资源并池

• 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
• 解决思路：自动扩缩容
  • 利用在线业务潮汐性自动扩缩容

• 微服务亲和性部署

• 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

• 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

• 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
    • 提供资源探针
  • 服务网格
    • 动态负载均衡

个人总结

架构的演进初衷：好比做蛋糕。

• 需求量越来越大，终归要增加人手
• 越做越复杂，终归要分工合作

架构的演进思路：就像切蛋糕。蛋糕越来越大，一口吃不下终归要切分

• 竖着切（垂直切分)

• 横着切(水平切分)

• 如何做架构设计

  • 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