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
- 系统架构的演进历史
系统架构的演进历史
| 架构类型 | 原理 | 优势 | 劣势 |
|---|---|---|---|
| 单体架构 | all in one process | 性能最高；冗余小 | 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 | 业务独立开发维护 | 不同业务存在冗余；每个业务还是单体服务架构 |
| 分布式架构 | 抽出业务无关的公共模块 | 业务无关的独立服务 | 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 | 服务注册 | 中心化；从上至下设计；重构困难 |
| 微服务架构 | 彻底的服务化 | 开发效率；业务独立设计；自下而上；故障隔离 | 治理、运维难度；观测挑战；安全性；分布式系统 |
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微服务架构的三大要素
- 服务治理
- 可观测性
- 安全
微服务架构原理及特征
基本概念
-
服务
- 一组具有相同逻辑（同一份代码）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
-
常见的实例承载形式
- 进程、VM、k8s pod......
微服务架构介绍
系统架构的演进历史
-
单体架构
- All in one process
-
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
配置注入
微服务实例在运行时，可能会根据负载进行弹性伸缩，所以，依赖必须在运行时注入，而不能在编译打包时固定，更加不能依赖基础设施信息，比如IP地址等。
微服务架构的三大要素
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服务治理（本课程内容）
- 服务注册
- 服务发现
- 负载均衡
- 扩缩容
- 流量治理
- 稳定性治理
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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
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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
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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
-
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
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基本问题
- 服务间调用中，如何指定下游服务实例的地址？
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简单方案
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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？
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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
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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
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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
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何为服务发布
- 让一个服务升级运行新的代码的过程
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服务发布难点
- 服务不可用
- 服务抖动
- 服务回滚
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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
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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
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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
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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
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限流
- 限制服务处理的最大 QPS，拒绝过多请求
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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
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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
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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
重试策略
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限制重试比例
- 设定一个重试比例阈值（例如 1%），重试次数占所有请求比例不超过该阈值
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防止链路重试
- 限制每层都重试，可以返回特殊的 status code，表示“请求失败，但别重试”
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Hedged Requests
- 对于可能超时（或延时高）的请求，重新向另一个下游实例发送一个相同的请求，并等待先到达的响应
微服务架构核心要素
服务治理：服务注册，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、黑客攻击
