这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 9 天
微服务架构介绍
系统架构的演变历史
单体架构
- All in one process
- 优势
- 性能高
- 冗余小
- 劣势
- debug困难
- 模块相互影响
- 模块分工、开发流程
垂直应用架构
- 按照业务线垂直划分
- 优势
- 业务独立开发维护
- 劣势
- 不同业务存在冗余
- 每个业务还是单体
分布式架构
- 抽出业务无关的公共模块
- 优势
- 业务无关的独立服务
- 劣势
- 服务模块bug可导致全站瘫痪
- 调用关系复杂
- 不同服务冗余
SOA架构
- 面向服务
- 优势
- 服务注册
- 劣势
- 整个系统是中心化的
- 需要从上至下设计
- 重构困难
微服务架构
- 彻底的服务化
- 优势
- 开发效率
- 业务独立设计
- 自下而上
- 故障隔离
- 劣势
- 治理、运维难度
- 观测挑战
- 安全性
- 分布式系统
微服务架构概览
- 服务配置和治理
- 网关
- 链路追踪和监控
微服务架构核心要素
- 服务治理
- 服务注册
- 服务发现
- 负载均衡
- 扩缩容
- 流量治理
- 稳定性治理
- 可观测性
- 日志采集
- 日志分析
- 监控打点
- 监控大盘
- 异常报警
- 链路追踪
- 安全
- 身份验证
- 认证授权
- 访问令牌
- 审计
- 传输加密
- 黑产攻击
微服务架构原理及特征
基本概念
- 服务
- 一组具有相同逻辑的运行实体
- 实例
- 一个服务中，每个运行实体即为一个实例
- 实例与进程的关系
- 没有必然对应关系，一般一对一或者一对多
- 集群
- 通常指服务内部的逻辑划分，包含多个实例
- 常见的实例承载形式
- 进程、VM、k8s pod......
- 有状态/无状态服务
- 服务的实例是否存储了可持久化的数据（如磁盘文件）
- 服务间通信
- 对于单体服务，不同的模块通信只是简单的函数调用。对于微服务，服务间通信意味着网络传输
服务注册及发现
- 基本问题
- 服务间调用中，如何指定下游服务实例的地址？
- 简单方案
- 直接指定 ip:port？
- 没有任何动态能力
- 有多个实例下游实例怎么办？
- 使用 DNS？
- 本地 DNS 存在缓存，导致延迟
- DNS 没有负载均衡
- 不支持服务探活检查
- DNS 不能指定端口
- 直接指定 ip:port？
- 服务注册发现
- 新增一个统一的服务注册中心，用于存储服务名到服务实例之间的映射关系
- 旧服务实例下线前，从服务注册中心删除该实例，下线流量
- 新服务实例上线后，在服务注册中心注册该实例，上线流量
- 微服务流量特征
- 统一网关入口
- 外网通信多数采用 HTTP，内网通信多数采用 RPC（Thrift, gRPC）
核心服务治理功能
服务发布
服务发布，即让一个服务升级运行新的代码的过程。
- 难点
- 服务不可用
- 服务抖动
- 服务回滚
- 蓝绿部署
- 将服务分成两个部分，分别先后发布
- 简单、稳定
- 要两倍资源
- 灰度发布（金丝雀发布）
- 先发布少部分实例，接着逐步增加发布比例
- 不需要增加资源
- 回滚难度大，基础设施要求高
流量治理
在微服务架构下，可以基于地区、集群、实例、请求等维度，对端到端流量的路由路径进行精确控制。
负载均衡
负载均衡负责分配请求在每个下游实例上的分布。
常见策略：
- Round Robin
- Random
- Ring Hash
- Least Request
稳定性治理
- 限流
- 限制服务处理的最大 QPS，拒绝过多请求
- 熔断
- 中断请求路径，增加冷却时间从而让故障实例尝试恢复
- 过载保护
- 在负载高的实例中，主动拒绝一部分请求，防止实例被打挂
- 降级
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服务处理能力不足时，拒绝低级别的请求，只响应线上高优请求
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