后端学习 | 青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记活动十一天。

向前:微服务框架


微服务架构介绍

演进历史:

  • 单体架构 ALL IN ONE PROCESS(少了个单机架构(ALL IN ONE MACHINE))
  • 垂直应用架构 按照业务线垂直划分
  • 分布式架构 抽出与业务无关的公共模块
  • SOA架构 面向服务
  • 微服务架构 彻底的服务化

背景

架构概览

  • 网关
  • 服务配置和治理
  • 链路追踪和监控

基本要素

三大要素:

  • 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
    • 异常警报
    • 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

基本组件

  • 服务:一组具有相同逻辑的运行实体
  • 实例:一个服务中的每个运行实体
  • 常见实例承载形式
    • 进程
    • VM
    • K8S
    • pod

工作原理

  • 服务间通信
    • 微服务之间通过网络进行通信
    • RPC
    • HTTP
  • 服务注册及服务发现
    • 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socket ip:port
        • 没有任何动态能力
        • 多个下游实例怎么办
      • 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
    • 服务注册发现
      • 新增一个统一的服务注册中心,存储服务名到实例之间的映射关系
      • 旧服务实例下线前,从服务中心删除该实例,下线流量
      • 新服务实力上线后,在服务注册中心注册该实例,上线流量

流量特征

  • 统一网关入口
  • 外网通信多采用HTTP,内网通信多采用RPC(thrift,gRPC)

核心服务治理能力

核心服务治理功能

  • 服务发布 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
    • 蓝绿发布
      • 将服务分成两个部分,分别先后发布
      • 简单稳定
      • 两倍资源
    • 灰度发布(金丝雀发布)
      • 先发布少部分实力,逐步增加比例
      • 不需要增加资源
      • 回滚难度大,基础设置要求高
  • 流量治理
    • 流量控制 在微服务中可从各个维度对端到端的流量在链路上进行精确控制
    • 维度控制
      • 地区、集群、实例、请求
  • 服务均衡
    • Round robin
    • ring hash
    • random
  • 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,增加冷却时间让故障尝试恢复
    • 过载保护 在负载高的实例中,主动拒绝一部分请求,防止实力被打挂
    • 降级 服务治理能力不足时,拒绝低级别的请求,只相应线上高优请求

字节跳动服务治理实践

  • 请求重试的意义
    • 本地函数调用
      • 没有重试的意义
    • RPC
      • 网络抖动、下游负载高、下游机器宕机...
      • 重试可以避免偶发性错误,提高SLA(serviceLevelAgreement)
    • 重试的意义
      • 降低错误率
      • 降低长尾延迟(1%的超过平均响应的请求产生的延迟)
      • 容忍暂时性错误
      • 避开下游故障实例
  • 请求重试的难点
    • 幂等性(执行任意次操作产生的结果与执行一次一样) POST请求可以重试吗
    • 重试风暴 随着调用链路的增加,重试次数呈指数级上升
    • 超时设置 重试的开始时间
  • 重试策略
    • 限制重试的比例 重试次数占所有请求的一定比例之下
    • 防止链路重试 返回特殊的状态码,阻止重试
    • Hedged requests 对于可能超时的请求,重新向另一个下游实例发送一个相同的请求,并等到先到达的响应(这样来代替重试)
  • 重试效果验证
    • 重试组件