这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第 17 天

前言

微服务架构是当前大多数互联网公司的标准架构，本文主要介绍微服务架构的相关内容，了解一下微服务的概念。

重点内容

• 微服务架构介绍

• 微服务架构原理及特征

• 核心服务治理功能

知识点介绍

微服务架构介绍

系统架构的演变历史

• 单体架构：All in one process

  • 优点：性能最高，冗余小
  • 缺点：debug 困难，模块相互影响

• 垂直应用架构：按照业务线垂直划分

  • 优点：业务独立开发维护
  • 缺点：不同业务存在冗余，每个业务还是单体

• 分布式架构：抽出与业务无关的公共模块

  • 优点：业务无关的独立服务
  • 缺点：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

  • 优点：服务注册
  • 缺点：整个系统设计是中心化的，需要从上至下设计，重构困难

• 微服务架构：彻底的服务化

  • 优点：开发效率，业务独立设计，自下而上，故障隔离
  • 缺点：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

微服务架构的核心要素

• 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

微服务架构中的基本概念及组件

• 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

• 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......

• 服务间通信

  • 微服务之间通过网络进行通信

  • 常见的通信协议包括 HTTP、RPC

    

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 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

• 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

流量特征

• 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）
  • 网状调用链路

核心服务治理功能

服务发布

服务发布：让一个服务升级运行新的代码的过程

• 服务发布难点

  • 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
  • 但需要两倍资源

• 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

• 流量控制

  • 在微服务架构中，可以从各个维度对端到端的流量在链路上进行精确控制

• 控制维度

  • 地区维度
  • 集群维度
  • 实例维度
  • 请求维度

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

常见的 LB 策略

• Round Robin
• Random
• Ring Hash
• Least Request

稳定性治理

线上服务总是会出问题的，这与程序的正确性无关。在微服务架构中典型的稳定性治理功能有：

• 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
  • 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

总结

本文主要对微服务架构的相关内容进行了介绍，由于第一次接触，对于微服务的还不是很熟悉，只是简单的了解了基础概念，可能在实际工程中才能更好的理解这一架构。