微服务浅谈&服务治理的演变过程

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这多日 对互联网的架构演变进行了简单了解,并对微服务的出现很感兴趣,太久太久对相关知识进行了简单的下发与总结。

本篇文章先简单介绍了互联网架构的演变,进而介绍了服务化,最后介绍了微服务及最新的服务网格(Service Mesh)。

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互联网架构演变

一体架构

在计算机软件发展早期,一般桌面软件完整性都是采用太久太久架构,不管是界面还是业务处里还是数据处里都倒进3个包中。太久太久觉得 谈不上架构,但也需用说是很好的架构,肯能它足够简单。

mvc架构

但随着浏览器的出现便产生了web应用,web应用的特点是界面每种是显示在浏览器中,服务处里是在服务容器中的,页面显示一般用css+js+html技术来处里,而后端需用用java、php等语言,这就产生了前后端分离。对于web系统,一体架构难以满足前后端分离的开发需求,因而便产生了MVC架构。

 

MVC才算的上真正意义上的架构,肯能它除了处里了前后端分离那先 的大问题,还引入了某种全新的开发模式,用某种业务逻辑、数据、界面显示分离的办法组织代码,使得整个应用层次更加分明,有后后各个层次之间不但减低了耦合性,还提高了各个层次的可重用性。

但随着应用规模的不断扩大,应用模块不断增加,整个应用也显得没人臃肿,维护起来也更加困难,有后后便又产生了多应用架构。

多应用架构

多应用架构很简单,太久太久把太久太久 的应用按照业务特点拆分成多个应用。比如3个大型电商系统肯能包含用户系统、商品系统、订单系统、评价系统等等,太久太久人儿需用把太久太久人独立出来形成3个个单独的应用。多应用架构的特点是应用之间所大家 独立 ,不相互调用。

 

多应用觉得 处里了应用臃肿那先 的大问题,但应用之间相互独立,太久太久同时的业务或代码无法复用。

分布式架构

对于3个大型的互联网系统,一般会包含多个应用,有后后应用之间往往还占据 同时的业务,有后后应用之间还占据 调用关系。除此之外 ,对于大型的互联网系统还有太久太久其它的挑战,比如怎么应对急剧增长的用户,怎么管理好研发团队快速迭代产品研发,怎么保持产品升级更加稳定等等 。

有后后,为了使业务得到很好的复用,模块更加容易拓展和维护,太久太久人儿希望业务与应用分离,某个业务不再属于3个应用,太久太久作为3个独立的服务单独进行维护。应用某种不再是3个臃肿的模块堆积,太久太久由3个个模块化的服务组件组合而成。

服务化

服务化的特点

上端介绍的分布式架构即服务化。太久太久人儿再总结一下,服务化主要有如下特点:

  • 应用按业务拆分成服务
  • 各个服务均可独立部署
  • 服务可被多个应用共享
  • 服务之间需用通信

服务化的好处

没人企业采用服务化有那先 好处呢?

  • 架构上系统更加清晰
  • 核心模块稳定,以服务组件为单位进行升级,处里了频繁发布带来的风险
  • 开发管理方便
  • 单独团队维护、工作分明,职责清晰
  • 业务复用、代码复用
  • 非常容易拓展

服务化实现办法

肯能要实现服务化说说,最常用的办法太久太久利用RPC框架。肯能服务组件一般分布在不同的服务器上,太久太久要实现服务化需用处里的第3个那先 的大问题太久太久RPC**远程服务调用**。例如于RPC方案有太久太久,比如:

  • Java RMI
  • WebService
  • Hessian
  • Http
  • Thrift
  • … …

服务化面临的挑战

上端提到要实现服务化首先需用处里远程服务调用那先 的大问题,除此之外,还有太久太久太久太久那先 的大问题需用处里。

  • 服务太久,配置管理僵化
  • 服务间依赖关系僵化
  • 服务之间的负载均衡
  • 服务的拓展
  • 服务监控
  • 服务降级
  • 服务鉴权
  • 服务上线与下线
  • 服务文档
  • … …

服务治理

上端提到了服务化,觉得 要想服务化,服务治理是关键。没人有没人好的服务治理方案呢?答案是有的,有后后太久太久人完整性都是用太久太久框架,他太久太久-dubbo。dubbo太久太久3个包含服务治理功能的RPC框架。

 

dubbo提供了一套较为完整性的服务治理方案,太久太久企业肯能要实现服务化说说,dubbo 是很好的3个选用。这里简单介绍一下dubbo服务治理相关方案。

服务发现注册

服务治理领域最重要的那先 的大问题太久太久服务发现与注册。dubbo中引入了3个注册中心的概念,服务的注册与发现主要就依赖太久太久服务中心。

 

dubbo注册中心服务注册发现的具体过程:

服务提供者启动,向注册中心注册我所大家 提供的服务

消费者启动,向注册中心订阅我所大家 需用的服务

注册中心返回服务提供者的列表给消费者

消费者从服务提供者列表中,按照软负载均衡算法,选用一台发起请求

服务监控

集群容错

 

负载均衡

  • Random Loadbalance
  • RoundRobin
  • LeastActive
  • ConsistentHash

dubbo服务治理优势

  • 注册中心只负责注册查找,不负责请求转发,压力小
  • 注册中心宕机影响消费者,消费者本地缓存服务地址列表
  • 注册中心对等集群,宕掉一台自动切换到另外 一台
  • 服务提供者无情况报告,可动态部署,注册中心负责推送
  • 统计无压力,本地内存中累计次数,每分钟发送注册中心
  • 消费者调用服务者,自动软负载均衡
  • 通过服务中心可追踪依赖关系
  • 监控中心为扩容和降级提供办法
  • 可启用acl机制进行鉴权
  • 与Spring整合,接入简单松耦合
  • 多种序列化协议支持

dubbo的欠缺

  • 消费者仍需用依赖配置中心
  • 消费者仍需用依赖jar包配置provider
  • 提供者文档管理功能缺失
  • 无统一入口
  • 不支持OAuth2.0
  • 内部人员鉴权不方便管理
  • 无内部人员应用鉴权
  • 接口基本裸奔,无法直接对外暴露服务
  • IT治理不方便

微服务

现在太久太久人完整性都是谈微服务,没人到底那先 是微服务呢?这里谈谈我对微服务的理解。

微服务有3个核心:

  • 微:服务的粒度要细,即服务要细化到API
  • 服务:提供好服务,要让用户感到好用(要做到太久太久点很不容易)

微服务(Microservices)是某种架构风格,3个大型僵化 软件应用由3个或多个微服务组成。系统中的各个微服务可被独立部署,各个微服务之间是松耦合的。每个微服务仅关注于完成一件任务并很好地完成该任务。在所有情况报告下,每个任务代表着3个小的业务能力。

微服务架构 ≈ 模块化开发 + 分布式计算

 

从上端这幅图看出,微服务很糙简单(好的架构就应该简单),太久太久人儿把服务再拆分成3个个API,API是3个完整性的功能。有后后太久太久人儿把API扔到3个“云上”,有后后用户就需用到“云上”获取所有API的服务,太久太久“云”保证能提供好的服务。

太久太久人儿需用看多,有了微服务前一天,服务对用户来说变得很糙简单,有后后上端dubbo的欠缺之占据 微服务这里都处里了。使用者不再需用依赖任何jar包,不再需用去注册中心查找服务,不再去做鉴权处里,不想担心服务挂掉,不想担心不想使用服务,所有的那先 的大问题太久太久“云”都处里了。这也是微服务的核心之一,提供好服务。

说到这里,太久太久人儿就应该大体知道该为甚做微服务了,图中的“云”是关键。下面太久太久人儿就慢慢拨开这朵云。

微服务的实现

微服务的关键是服务网关,太久太久,上端提到的“云”太久太久服务网关。要做微服务,太久太久人儿先定义一下微服务需用具备的特点。

常见的微服务组件及概念:

  • 服务注册:服务提供方将我所大家 调用地址注册到服务注册中心,让服务调用方可不后能 方便地找到我所大家 。
  • 服务发现:服务调用方从服务注册中心找到我所大家 需用调用的服务的地址。
  • 负载均衡:服务提供方一般以多实例的形式提供服务,负载均衡功需用够让服务调用方连接到合适 的服务节点。有后后,节点选用的工作对服务调用方来说是透明的。
  • 服务网关:服务网关是服务调用的唯一入口,需用在太久太久组件是实现用户鉴权、动态路由、灰度发布、A/B 测试、负载限流等功能。
  • 配置中心:将本地化的配置信息(properties, xml, yaml 等)注册到配置中心,实现程序包在开发、测试、生产环境的无差别性,方便程序包的迁移。
  • API 管理:以方便的形式编写及更新 API 文档,并以方便的形式供调用者查看和测试。
  • 集成框架:微服务组件都以职责单一的程序包对外提供服务,集成框架以配置的形式将所有微服务组件(很糙是管理端组件)集成到统一的界面框架下,让用户可不后能 在统一的界面中使用系统。
  • 分布式事务:对于重要的业务,需用通过分布式事务技术(TCC、高可用消息服务、最大努力通知)保证数据的一致性。
  • 调用链:记录完成3个业务逻辑时调用到的微服务,并将太久太久串行或并行的调用关系展示出来。在系统出错时,需用方便地找到出错点。
  • 支撑平台:系统微服务化后,系统变得更加碎片化,系统的部署、运维、监控等都比单体架构更加僵化 ,没人,就需用将大每种的工作自动化。现在,需用通过 Docker 等工具来中和那先 微服务架构带来的弊端。 例如持续集成、蓝绿发布、健康检查、性能健康等等。严重点,以太久太久人儿两年的实践经验,需用没人说,肯能没人合适 的支撑平台或工具,就太久使用微服务架构。

微服务架构的优点:

  • 降低系统僵化 度:每个服务都比较简单,只关注于3个业务功能。
  • 松耦合:微服务架构办法是松耦合的,每个微服务可由不同团队独立开发,互不影响。
  • 跨语言:有后后我符合服务 API 契约,开发人员需用自由选用开发技术。这就是是因为开发人员需用采用新技术编写或重构服务,肯能服务相对较小,太久太久这太久会对整体应用造成太久影响。
  • 独立部署:微服务架构需用使每个微服务独立部署。开发人员不想协调对服务升级或更改的部署。那先 更改需用在测试通前一天立即部署。太久太久微服务架构也使得 CI/CD 成为肯能。
  • Docker 容器:和 Docker 容器结合的更好。
  • DDD 领域驱动设计:和 DDD 的概念契合,结合开发会更好。

微服务架构的缺点:

  • 微服务强调了服务大小,但实际上这并没人3个统一的标准:业务逻辑应该按照那先 规则划分为微服务,这某种太久太久3个经验工程。太久太久开发者主张 10-80 行代码就应该建立3个微服务。觉得 建立小型服务是微服务架构崇尚的,但要记住,微服务是达到目的的手段,而完整性都是目标。微服务的目标是充分分解程序,以促使敏捷开发和持续集成部署。
  • 微服务的分布式特点带来的僵化 性:开发人员需用基于 RPC 肯能消息实现微服务之间的调用和通信,而这就使得服务之间的发现、服务调用链的跟踪和质量那先 的大问题变得的相当棘手。
  • 分区的数据库体系和分布式事务:更新多个业务实体的业务交易相当普遍,不同服务肯能拥有不同的数据库。CAP 原理的约束,使得太久太久人儿不得不放弃传统的强一致性,而转而追求最终一致性,太久太久对开发人员来说是3个挑战。
  • 测试挑战:传统的单体WEB应用只需测试单一的 REST API 即可,而对微服务进行测试,需用启动它依赖的所有太久太久服务。太久太久僵化 性不可低估。
  • 跨多个服务的更改:比如在传统单体应用中,若有 A、B、C 3个服务需用更改,A 依赖 B,B 依赖 C。太久太久人儿只需更改相应的模块,有后后一次性部署即可。有后后在微服务架构中,太久太久人儿需用仔细规划和协调每个服务的变更部署。太久太久人儿需用先更新 C,有后后更新 B,最后更新 A。
  • 部署僵化 :微服务由不同的絮状服务构成。每种服务肯能拥有我所大家 的配置、应用实例数量以及基础服务地址。这里就需用不同的配置、部署、扩展和监控组件。此外,太久太久人儿还需用服务发现机制,以便服务需用发现与其通信的太久太久服务的地址。有后后,成功部署微服务应用需用开发人员有更好地部署策略和宽度自动化的水平。
  • 总的来说(那先 的大问题和挑战):API Gateway、服务间调用、服务发现、服务容错、服务部署、数据调用。

微服务要处里的那先 的大问题

上端提到了,dubbo还占据 太久太久那先 的大问题 ,觉得 dubbo占据 的那先 的大问题 太久太久 微服务要处里的那先 的大问题,这里 再总结一下。当然,dubbo和微服务的侧重点不一样,dubbo侧重于内部人员接口之间的RPC,而微服务则侧重于对外提供服务。

  • 统一入口
  • 安全控制:防刷限流
  • 统一鉴权:应用鉴权、用户鉴权、OAuth鉴权、ACL
  • 协议转换:http、dubbo、Protobuf
  • API配置管理
  • API上线、下线
  • API与服务接口映射
  • 监控与报警
  • 整体架构的可拓展、高并发、分布式
  • 服务容器自动收缩、扩容

实现方案

  • 负载均衡层:nginx/lvs/F5
  • 微服务层

    高性能服务网关;

    统一入口、API配置管理、分流鉴权、服务监控、协议转换;

    API映射、OAuth2.0、API文档管理;

    分布式、可拓展;

  • 服务治理层

    开花结果图片 图片 是什么是什么是什么图片 图片 期期的服务治理框架dubbo;

    MQ服务之间解耦;

  • 弹性云

    服务docker化;

    基于访问压力的实时集群调度与管理;

弹性云

这里简单介绍一下弹性云的概念,微服务要想提供好服务,保证API可不后能 挂掉有后后有好的性能,需用很高的运维要求。这里的弹性云便是自动化运维处里方案,对访问压力进行监控,根据监控处里调度应用的发布和回收。

服务网格(Service Mesh)

2017 年底,非侵入式的 Service Mesh 技术从萌芽到走向了开花结果图片 图片 是什么是什么是什么图片 图片 期期。

Service Mesh 又译作“服务网格”,作为服务间通信的基础设施层

肯能用说说来解释那先 是 Service Mesh,需用将它比作是程序肯能说微服务间的 TCP/IP,负责服务之间的网络调用、限流、熔断和监控。对于编写程序来说一般太久关心 TCP/IP 太久太久层(比如通过 HTTP 协议的 RESTful 应用),同样使用 Service Mesh 也就太久关系服务之间的那先 太久太久 是通过程序肯能太久太久框架实现的事情,比如 Spring Cloud、OSS,现在有后后我交给 Service Mesh 就需用了。

Service Mesh 的来龙去脉:

  1. 从最原始的主机之间直接使用网线相连
  2. 网络层的出现
  3. 集成到程序内部人员的控制流
  4. 分解到程序内部人员的控制流
  5. 程序的中集成服务发现和断路器
  6. 出现了专门用于服务发现和断路器的软件包/库,如 Twitter 的 Finagle 和 Facebook 的 Proxygen,这前一天还是集成在程序内部人员
  7. 出现了专门用于服务发现和断路器的开源软件,如 Netflix OSS、Airbnb 的 synapse 和 nerve
  8. 最后作为微服务的上端层 Service Mesh 出现

Service Mesh 有如下几条特点:

  • 程序间通讯的上端层
  • 轻量级网络代理
  • 程序无感知
  • 解耦程序的重试/超时、监控、追踪和服务发现

Service Mesh 架构图:

关于微服务和服务网格的区别,我的太久太久理解:微服务更像是3个服务之间的生态,专注于服务治理等方面,而服务网格更专注于服务之间的通信,以及和 DevOps 更好的结合



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Reference: 1,微服务架构初探

2,浅谈服务治理与微服务 

3,那先 是Service Mesh(服务网格)