这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 7 天

微服务架构介绍

系统架构的演进历史

• 单体架构
• 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

微服务架构概览

• 网关
• 服务配置和治理
• 链路追踪和监控

微服务架构的三大要素

• 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：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

服务间通信

• 对于单体服务
  • 不同模块之间的通信只是简单的函数调用
• 对于微服务
  • 微服务之间通过网络进行通信
  • 常见的通信协议包括 HTTP、RPC

服务注册及发现

• 问题
  • 服务间调用中，如何指定目标服务的地址？
• 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，导致延时
    • 负载均衡
    • 不支持服务实例的探活检查
    • 域名无法配置端口
• 解决
  • 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
  • 统一网关入口
  • 外网通信多数采用 HTTP
  • 内网通信多数采用 RPC
  • 网状调用链路

核心服务治理功能

服务发布

• 何为服务发布
  • 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

• 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：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