微服务浅谈&服务治理的演变过程

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这4天 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,某些某些对相关知识进行了简单的分派与总结。

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,一般桌面软件还会 采用这种 架构,不管是界面还是业务外理还是数据外理都里装 还有一个 包中。这种 着实谈不上架构,但也都不能 说是很好的架构,为社 让它足够简单。

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,服务外理是在服务容器中的,页面显示一般用css+js+html技术来外理,而后端都不能 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,为社 让它除了外理了前后端分离大难题,还引入了这种 全新的开发模式,用这种 业务逻辑、数据、界面显示分离的法律依据组织代码,使得整个应用层次更加分明,为社 让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,整个应用也显得没法臃肿,维护起来也更加困难,为社 让便又产生了多应用架构。

多应用架构

多应用架构很简单,只是 把没法 的应用按照业务特点拆分成多个应用。比如还有一个 大型电商系统为社 让中含 用户系统、商品系统、订单系统、评价系统等等,亲们 都不能 把亲们 独立出来形成还有一个 个单独的应用。多应用架构的特点是应用之间各自 独立 ,不相互调用。

 

多应用着实外理了应用臃肿大难题,但应用之间相互独立,某些并肩的业务或代码无法复用。

分布式架构

对于还有一个 大型的互联网系统,一般会中含 多个应用,为社 让应用之间往往还占据 并肩的业务,为社 让应用之间还占据 调用关系。除此之外 ,对于大型的互联网系统还有某些其它的挑战,比如如何应对急剧增长的用户,如何管理好研发团队快速迭代产品研发,如何保持产品升级更加稳定等等 。

为社 让,为了使业务得到很好的复用,模块更加容易拓展和维护,亲们 希望业务与应用分离,某个业务不再属于还有一个 应用,只是 作为还有一个 独立的服务单独进行维护。应用这种 不再是还有一个 臃肿的模块堆积,只是 由还有一个 个模块化的服务组件组合而成。

服务化

服务化的特点

上面介绍的分布式架构即服务化。亲们 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
  • 服务之间都不能 通信

服务化的好处

没法企业采用服务化有哪此好处呢?

  • 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,外理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

服务化实现法律依据

为社 让要实现服务化一段话,最常用的法律依据只是 利用RPC框架。为社 让服务组件一般分布在不同的服务器上,某些某些要实现服务化须要外理的第还有一个 大难题只是 RPC**远程服务调用**。类似于于于RPC方案有某些某些,比如:

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

服务化面临的挑战

上面提到要实现服务化首先须要外理远程服务调用大难题,除此之外,还有某些某些某些大难题须要外理。

  • 服务越多,配置管理复杂性
  • 服务间依赖关系复杂性
  • 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

上面提到了服务化,着实要想服务化,服务治理是关键。没法有没法好的服务治理方案呢?答案是有的,为社 让某些某些人还会 用这种 框架,他只是 -dubbo。dubbo只是 还有一个 中含 服务治理功能的RPC框架。

 

dubbo提供了一套较为完全的服务治理方案,某些某些企业为社 让要实现服务化一段话,dubbo 是很好的还有一个 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大难题只是 服务发现与注册。dubbo中引入了还有一个 注册中心的概念,服务的注册与发现主要就依赖这种 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,向注册中心注册某些人提供的服务

消费者启动,向注册中心订阅某些人须要的服务

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
  • 服务提供者无状况,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法律依据
  • 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的不够

  • 消费者仍须要依赖配置中心
  • 消费者仍须要依赖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
  • 内内外部鉴权不方便管理
  • 无内外部应用鉴权
  • 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

现在某些某些人还会 谈微服务,没法到底哪此是微服务呢?这里谈谈我对微服务的理解。

微服务有还有一个 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(要做到这种 点很不容易)

微服务(Microservices)是这种 架构风格,还有一个 大型复杂性软件应用由还有一个 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。在所有状况下,每个任务代表着还有一个 小的业务能力。

微服务架构 ≈ 模块化开发 + 分布式计算

 

从上面这幅图看出,微服务有点儿简单(好的架构就应该简单),亲们 把服务再拆分成还有一个 个API,API是还有一个 完全的功能。为社 让亲们 把API扔到还有一个 “云上”,为社 让用户就都不能 到“云上”获取所有API的服务,这种 “云”保证能提供好的服务。

亲们 都不能 看多,有了微服务之前 ,服务对用户来说变得有点儿简单,为社 让上面dubbo的不够之占据 微服务这里都外理了。使用者不再须要依赖任何jar包,不再须要去注册中心查找服务,不再去做鉴权外理,无需担心服务挂掉,无需担心无需使用服务,所有的大难题这种 “云”都外理了。这也是微服务的核心之一,提供好服务。

说到这里,亲们 就应该大体知道该为社 么做微服务了,图中的“云”是关键。下面亲们 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,某些某些,上面提到的“云”只是 服务网关。要做微服务,亲们 先定义一下微服务须要具备的特点。

常见的微服务组件及概念:

  • 服务注册:服务提供方将某些人调用地址注册到服务注册中心,让服务调用方不能方便地找到某些人。
  • 服务发现:服务调用方从服务注册中心找到某些人须要调用的服务的地址。
  • 负载均衡:服务提供方一般以多实例的形式提供服务,负载均衡功都不能 够让服务调用方连接到离米 的服务节点。为社 让,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,都不能 在这种 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,实现应用守护进程包在开发、测试、生产环境的无差别性,方便应用守护进程包的迁移。
  • 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应用守护进程包对外提供服务,集成框架以配置的形式将所有微服务组件(有点儿是管理端组件)集成到统一的界面框架下,让用户不能在统一的界面中使用系统。
  • 分布式事务:对于重要的业务,须要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:记录完成还有一个 业务逻辑时调用到的微服务,并将这种 串行或并行的调用关系展示出来。在系统出错时,都不能 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复杂性,没法,就须要将大每种的工作自动化。现在,都不能 通过 Docker 等工具来中和哪此微服务架构带来的弊端。 类似于于持续集成、蓝绿发布、健康检查、性能健康等等。严重点,以亲们 两年的实践经验,都不能 没法说,为社 让没法离米 的支撑平台或工具,就无需说使用微服务架构。

微服务架构的优点:

  • 降低系统复杂性度:每个服务都比较简单,只关注于还有一个 业务功能。
  • 松耦合:微服务架构法律依据是松耦合的,每个微服务可由不同团队独立开发,互不影响。
  • 跨语言:我希望符合服务 API 契约,开发人员都不能 自由选用开发技术。这就意味开发人员都不能 采用新技术编写或重构服务,为社 让服务相对较小,某些某些这无需说会对整体应用造成越多影响。
  • 独立部署:微服务架构都不能 使每个微服务独立部署。开发人员无需协调对服务升级或更改的部署。哪此更改都不能 在测试通之前 立即部署。某些某些微服务架构也使得 CI/CD 成为为社 让。
  • 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,但实际上这并没法还有一个 统一的标准:业务逻辑应该按照哪此规则划分为微服务,这这种 只是 还有一个 经验工程。某些开发者主张 10-200 行代码就应该建立还有一个 微服务。着实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,而还会 目标。微服务的目标是充分分解应用应用守护进程,以有有助于于敏捷开发和持续集成部署。
  • 微服务的分布式特点带来的复杂性性:开发人员须要基于 RPC 为社 让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大难题变得的相当棘手。
  • 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,不同服务为社 让拥有不同的数据库。CAP 原理的约束,使得亲们 不得不放弃传统的强一致性,而转而追求最终一致性,这种 对开发人员来说是还有一个 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,须要启动它依赖的所有某些服务。这种 复杂性性不可低估。
  • 跨多个服务的更改:比如在传统单体应用中,若有 A、B、C 还有一个 服务须要更改,A 依赖 B,B 依赖 C。亲们 只需更改相应的模块,为社 让一次性部署即可。为社 让在微服务架构中,亲们 须要仔细规划和协调每个服务的变更部署。亲们 须要先更新 C,为社 让更新 B,最后更新 A。
  • 部署复杂性:微服务由不同的一定量服务构成。每种服务为社 让拥有某些人的配置、应用实例数量以及基础服务地址。这里就须要不同的配置、部署、扩展和监控组件。此外,亲们 还须要服务发现机制,以便服务都不能 发现与其通信的某些服务的地址。为社 让,成功部署微服务应用须要开发人员有更好地部署策略和深层自动化的水平。
  • 总的来说(大难题和挑战):API Gateway、服务间调用、服务发现、服务容错、服务部署、数据调用。

微服务要外理的大难题

上面提到了,dubbo还占据 某些大难题 ,着实dubbo占据 的大难题 只是 微服务要外理的大难题,这里 再总结一下。当然,dubbo和微服务的侧重点不一样,dubbo侧重于内内外部接口之间的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

    性成熟期期期图片 图片 图片 的句子的句子期是什么的服务治理框架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非要挂掉为社 让有好的性能,须要很高的运维要求。这里的弹性云便是自动化运维外理方案,对访问压力进行监控,根据监控外理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性成熟期期期图片 图片 图片 的句子的句子期是什么。

Service Mesh 又译作“服务网格”,作为服务间通信的基础设施层

为社 让用一段话来解释哪此是 Service Mesh,都不能 将它比作是应用应用守护进程为社 让说微服务间的 TCP/IP,负责服务之间的网络调用、限流、熔断和监控。对于编写应用应用守护进程来说一般无需说关心 TCP/IP 这种 层(比如通过 HTTP 协议的 RESTful 应用),同样使用 Service Mesh 也就无需说关系服务之间的哪此没法 是通过应用应用守护进程为社 让某些框架实现的事情,比如 Spring Cloud、OSS,现在我希望交给 Service Mesh 就都不能 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. 集成到应用应用守护进程内内外部的控制流
  4. 分解到应用应用守护进程内外部的控制流
  5. 应用应用守护进程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,这之前 还是集成在应用应用守护进程内内外部
  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面层 Service Mesh 出现

Service Mesh 有如下几只特点:

  • 应用应用守护进程间通讯的上面层
  • 轻量级网络代理
  • 应用应用守护进程无感知
  • 解耦应用应用守护进程的重试/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,我的某些理解:微服务更像是还有一个 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,哪此是Service Mesh(服务网格)