01. 什么是架构
定义
架构，又称软件架构，
- 是有关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
Q: 定义还是太抽象，能不能再通俗一点? 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 Q: 架构的重要性? 地基没打好，大厦容易倒地基坚实了，大厦才能盖得高站在巨人肩膀上，才能看得远
单机架构
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:
- 简单
问题: 运维需要停服
架构-单体、垂直应用|垂直切分
单体架构:分布式部署 垂直应用架构:按应用垂直切分的单体 优点:
- 水平扩容
- 运维不需要停服
问题:
- 职责太多，开发效率不高
- 爆炸半径大
SOA、微服务|水平切分
SOA(Service-0riented Architecture)
- 将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
微服务架构: SOA 的去中心化演进方向 问题:
- 数据一致性 装货台共交付了多少蛋糕?
- 高可用 这么多师傅，如何合作?
- 治理 烤箱坏了，怎么容灾?
- 解耦 vs 过微
运维成本高了，值当么
02. 企业级后端架构剖析
云计算
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熟悉分析和存储的基石 基础:
- 虚拟化技术 - 整租 vs 合租
- 编排方案 - 业主 vs 租赁平台
- 架构:
- laaS (Infrastructure as a Service 买房子 vs 房屋租赁平台
- PaaS (Platform as a Service) 清包 vs 全包
- SaaS (Software as a Service) 从零培训 vs 雇佣培训过的师傅
- FaaS (Function as a Service)
纯手工制作 vs 蛋糕机批量生产
云原生
弹性计算资源类型
- 服务资源调度
- 微服务:和面、雕花
- 大服务: 烤箱
- 计算资源调度
- 在线:热销榜单
- 离线:热销榜单更新
- 消息队列
- 在线:削峰、解耦
- 离线:大数据分析
弹性存储资源类型
- 经典
- 对象:宣传视频
- 大数据: 用户消费记录
- 关系型数据库
- 收银记录
- 元数据
- 服务发现:蛋糕店通讯录
- NoSQL
- KV:来个 xx 蛋糕
总结:将存储资源当成服务一样
DevOps
DevOps是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
微服务架构
通信标准:
- HTTP (RESTful API)
- RPC (Thrift， gRPC) 微服务中间件 RPC vs HTTP:
- 性能
- 服务治理
- 协议可解释性
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
服务网格
服务网格 (Service Mesh):
- 微服务之间通讯的中间层
- 高性能网络代理
- 业务代码与治理解耦
相比较于 RPC/HTTP 框架:
- 异构系统治理统一化
- 与业务进程解耦，生命周期易管理
企业级蛋糕店架构:
- 售卖
- 蛋糕制作(肉松、慕斯)
- 会员激励
- 满意度分析
- 研发新品
03.企业级后端架构的挑战
挑战:
- 基础设施层面
- 物理资源是有限的。
- 机器
- 带宽
- 资源利用率受制于部署服务
- 物理资源是有限的。
- 用户层面
- 网络通信开销较大
- 网络抖动导致运维成本提高
- 异构环境下，不同实例资源水位不均
离在线资源并池
核心收益:
- 降低物理资源成本
- 提供更多的弹性资源，增加收入
解决思路:离在线资源并池
- 在线业务的特点
- lO 密集型为主
- 潮汐性、实时性
- 离线业务的特点
- 计算密集型占多数
- 非实时性
自动扩缩容
核心收益:
- 降低业务成本
解决思路:自动扩缩容
- 利用在线业务潮汐性自动扩缩容
微服务亲和性部署
核心收益:
- 降低业务成本
- 提高服务可用性
解决思路:微服务亲合性部署
- 将满足亲合性条件的容器调度到一台宿主机
- 微服务中间件与服务网格通过共享内存通信
- 服务网格控制面实施灵活、动态的流量调度
流量治理
核心收益:
- 提高微服务调用容错性
- 容灾
- 进一步提高开发效率，DevOps 发挥到极致
解决思路:基于微服务中间件 & 服务网格的流量治理
- 熔断、重试
- 单元化
- 复杂环境 (功能、预览) 的流量调度
CPU水位负载均衡
核心收益:
- 打平异构环境算力差异
- 为自动扩缩容提供正向输入
解决思路: CPU 水位负载均衡
- laaS
- 提供资源探针
- 服务网格
- 动态负载均衡
- 动态负载均衡
总结
这节课首先向我们介绍了架构的概念，从单机架构讲到微服务架构，展示了架构的演变方向。紧接着第二节向我们介绍了企业级的后端架构，深入剖析了每个架构的特点和实现，主要包括云计算、云原生、Devops、微服务架构等。第三节为我们展示了架构选型的时候需要面临的挑战，主要包括CPU水位负载均衡、流量治理、自动扩缩容等。
