架构初探 | 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

架构初探

什么是架构

架构,又称软件架构,

  • 是有个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

通俗的来说,实现一个软件有很多种方法,架构在方法选择上起着至关重要的指导作用。

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。

优点在于系统非常简单,缺点在于:

  • C10K problem 单机提供的服务能力很容易遇到瓶颈
  • 运维需要停服

单体、垂直应用|垂直切分

单体架构即为将单机架构分布式部署。而垂直应用架构进一步按应用垂直切分,让各个不同的功能各自为一个单体。

这样就解决了单机架构的两个缺点,但是他也有一些问题:

  • 职责太多,开发效率不高
  • 爆炸半径打

SOA、微服务|水平拆分

进一步切分应用,将每个应用的不同功能单元抽象为服务,定义服务之间的通信标准。这就是 SOA (Service-Oriented Architecture) 架构,而我们常说的微服务架构正是 SOA 的去中心化演进方向。

同样这种方案也不是完美的,同样在解决上面问题的同时带来了以下一些问题:

  • 服务分散在不同机器上后带来的数据一致性问题
  • 不可高可用问题
  • 治理问题,当微服务中的一环出现问题时我们应该如何容灾?
  • 过分追求解耦的代价必然是导致系统组件过微,这样带来的高运维成本,值得吗?

企业级后端架构剖析

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数据分析和存储的基石。

类比于开一家蛋糕店,我们不必去购买一套店铺,直接租赁一间即可。

云原生计算为组织(公司)在公有云、自由云、混合云等新型的动态环境中,构建和运行课弹性扩展的应用提供了可能。

弹性计算资源类型:服务资源调度、计算资源调度、消息队列。 弹性存储资源类型:对象存储、大数据存储、关系型数据库、元数据存储、NoSQL 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。

云原生微服务架构

  1. 通信标准:HTTP(RESTful API)、RPC(Thrift,gRPC) 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. 服务网格:

  • 微服务之间通讯的中间件
  • 高性能的网络代理
  • 业务代码与治理解耦

相比较于 RPC/HTTP 框架服务网格带来了许多好处,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

  1. 基础设施层面来说物理资源是有限的,比如机器性能、带宽流量等待。事实上这一点与云原生的设想是存在矛盾的。同时由于容器虚拟化之后机器资源的利用率大大降低,许多时候机器的性能又被浪费了。
  2. 在原来的单机部署只存在线程或者进程之间通信,而转为微服务之后使用网络通信,使得网络通信开销较大