架构初探 | 青训营

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前言

本篇笔记记录了学习架构相关知识点的内容,主要包括了架构、云原生、云计算、存在的挑战等相关内容

如有错误之处,欢迎批评指正

什么是架构

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

单机

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

单体架构、垂直应用架构

单体架构:分布式部署

垂直应用架构:按应用垂直切分

  • 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

SOA:

  1. 将应用的不同功能单元抽象为服务
  2. 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
    • 高可用
    • 治理
    • 解耦&过微

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:硬件(虚拟机),操作系统(容器),网络
  • 编排方案:虚拟机编排方案(OpenStack),容器编排方案(Kubernetes)

架构:

  • laaS (Infrastructure as a Service)
  • PaaS (Platform as a Service)
  • SaaS (Software as a Service)
  • FaaS (Function as a Service)

云原生

云原生技术为组织(公司)在公有云,自由云,混合云等新型的动态环境中,构建和运行可弹性拓展的应用提供了可能。

代表技术有:

  • 容器化
  • 服务网络
  • 微服务
  • 不可变基础架构
  • 声明式API

弹性计算资源

  • 服务资源调度
  • 计算资源调度
  • 消息队列

弹性存储资源

  • 经典: 对象,大数据
  • 关系型数据库
  • 元数据
  • NoSQL

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。

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

服务网络

  • 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

存在的挑战

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

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

  • I0 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