微服务浅谈&服务治理的演变过程

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这半个月对互联网的架构演变进行了简单了解,并对微服务的经常冒出很感兴趣,却说对相关知识进行了简单的派发与总结。

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,一般桌面软件都不 采用这名 架构,不管是界面还是业务解决还是数据解决都放满六个包中。这名 虽然谈不上架构,但也还里能说是很好的架构,很久它足够简单。

mvc架构

但随着浏览器的经常冒出便产生了web应用,web应用的特点是界面每段是显示在浏览器中,服务解决是在服务容器中的,页面显示一般用css+js+html技术来解决,而后端还里能用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,很久它除了解决了前后端分离现象报告 ,还引入了这名全新的开发模式,用这名业务逻辑、数据、界面显示分离的措施组织代码,使得整个应用层次更加分明,很久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,整个应用也显得那末臃肿,维护起来也更加困难,很久便又产生了多应用架构。

多应用架构

多应用架构很简单,却说把原本 的应用按照业务特点拆分成多个应用。比如六个大型电商系统很久所含用户系统、商品系统、订单系统、评价系统等等,很久 人还里能把很久 人独立出来形成六个个单独的应用。多应用架构的特点是应用之间其他人独立 ,不相互调用。

 

多应用虽然解决了应用臃肿现象报告 ,但应用之间相互独立,很久 一并的业务或代码无法复用。

分布式架构

对于六个大型的互联网系统,一般会所含多个应用,很久应用之间往往还处在一并的业务,很久应用之间还处在调用关系。除此之外 ,对于大型的互联网系统还有很久 其它的挑战,比如如保应对急剧增长的用户,如保管理好研发团队快速迭代产品研发,如保保持产品升级更加稳定等等 。

很久,为了使业务得到很好的复用,模块更加容易拓展和维护,很久 人希望业务与应用分离,某个业务不再属于六个应用,却说作为六个独立的服务单独进行维护。应用这名不再是六个臃肿的模块堆积,却说由六个个模块化的服务组件组合而成。

服务化

服务化的特点

里边介绍的分布式架构即服务化。很久 人再总结一下,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
  • 服务之间还里能通信

服务化的好处

那末企业采用服务化有那此好处呢?

  • 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,解决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

服务化实现措施

很久能 实现服务化语录,最常用的措施却说利用RPC框架。很久服务组件一般分布在不同的服务器上,却说要实现服务化前要解决的第六个现象报告 却说RPC**远程服务调用**。之类于RPC方案有却说,比如:

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

服务化面临的挑战

里边提到要实现服务化首先前要解决远程服务调用现象报告 ,除此之外,还有却说很久 现象报告 前要解决。

  • 服务太久,配置管理多样化
  • 服务间依赖关系多样化
  • 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

里边提到了服务化,虽然要想服务化,服务治理是关键。那末有那末好的服务治理方案呢?答案是有的,很久却说人都不 用这名 框架,他却说-dubbo。dubbo却说六个所含服务治理功能的RPC框架。

 

dubbo提供了一套较为删剪的服务治理方案,却说企业很久能 实现服务化语录,dubbo 是很好的六个选用。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现象报告 却说服务发现与注册。dubbo中引入了六个注册中心的概念,服务的注册与发现主要就依赖这名 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,向注册中心注册其他人提供的服务

消费者启动,向注册中心订阅其他人前要的服务

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
  • 服务提供者无清况 ,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措施
  • 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的匮乏

  • 消费者仍前要依赖配置中心
  • 消费者仍前要依赖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
  • 结构鉴权不方便管理
  • 无结构应用鉴权
  • 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

现在却说人都不 谈微服务,那末到底那此是微服务呢?这里谈谈我对微服务的理解。

微服务有六个核心:

  • 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(要做到这名 点很不容易)

微服务(Microservices)是这名架构风格,六个大型多样化软件应用由六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。在所有清况 下,每个任务代表着六个小的业务能力。

微服务架构 ≈ 模块化开发 + 分布式计算

 

从里边这幅图看出,微服务很重简单(好的架构就应该简单),很久 人把服务再拆分成六个个API,API是六个删剪的功能。很久很久 人把API扔到六个“云上”,很久用户就还里能到“云上”获取所有API的服务,这名 “云”保证能提供好的服务。

很久 人还里能看多,有了微服务前一天,服务对用户来说变得很重简单,很久里边dubbo的匮乏之处在微服务这里都解决了。使用者不再前要依赖任何jar包,不再前要去注册中心查找服务,不再去做鉴权解决,不必担心服务挂掉,不必担心不必使用服务,所有的现象报告 这名 “云”都解决了。这也是微服务的核心之一,提供好服务。

说到这里,很久 人就应该大体知道该为何么做微服务了,图中的“云”是关键。下面很久 人就慢慢拨开这朵云。

微服务的实现

微服务的关键是服务网关,却说,里边提到的“云”却说服务网关。要做微服务,很久 人先定义一下微服务前要具备的特点。

常见的微服务组件及概念:

  • 服务注册:服务提供方将其他人调用地址注册到服务注册中心,让服务调用方才能方便地找到其他人。
  • 服务发现:服务调用方从服务注册中心找到其他人前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,负载均衡功还里能够让服务调用方连接到要花费的服务节点。很久,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,还里能在这名 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,实现系统系统进程包在开发、测试、生产环境的无差别性,方便系统系统进程包的迁移。
  • 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系统系统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(很重是管理端组件)集成到统一的界面框架下,让用户才能在统一的界面中使用系统。
  • 分布式事务:对于重要的业务,前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:记录完成六个业务逻辑时调用到的微服务,并将这名 串行或并行的调用关系展示出来。在系统出错时,还里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多样化,那末,就前要将大每段的工作自动化。现在,还里能通过 Docker 等工具来中和那此微服务架构带来的弊端。 之类持续集成、蓝绿发布、健康检查、性能健康等等。严重点,很久来 人两年的实践经验,还里能那末说,很久那末要花费的支撑平台或工具,就何必 使用微服务架构。

微服务架构的优点:

  • 降低系统多样化度:每个服务都比较简单,只关注于六个业务功能。
  • 松耦合:微服务架构措施是松耦合的,每个微服务可由不同团队独立开发,互不影响。
  • 跨语言:却说符合服务 API 契约,开发人员还里能自由选用开发技术。这就由于分析开发人员还里能采用新技术编写或重构服务,很久服务相对较小,却说这何必 会对整体应用造成太久影响。
  • 独立部署:微服务架构还里能使每个微服务独立部署。开发人员不必协调对服务升级或更改的部署。那此更改还里能在测试通前一天立即部署。却说微服务架构也使得 CI/CD 成为很久。
  • 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,但实际上这并那末六个统一的标准:业务逻辑应该按照那此规则划分为微服务,这名 种却说六个经验工程。很久 开发者主张 10-60 行代码就应该建立六个微服务。虽然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,而都不 目标。微服务的目标是充分分解应用系统系统进程,以助于敏捷开发和持续集成部署。
  • 微服务的分布式特点带来的多样化性:开发人员前要基于 RPC 很久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现象报告 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,不同服务很久拥有不同的数据库。CAP 原理的约束,使得很久 人不得不放弃传统的强一致性,而转而追求最终一致性,这名 对开发人员来说是六个挑战。
  • 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,前要启动它依赖的所有很久 服务。这名 多样化性不可低估。
  • 跨多个服务的更改:比如在传统单体应用中,若有 A、B、C 六个服务前要更改,A 依赖 B,B 依赖 C。很久 人只需更改相应的模块,很久一次性部署即可。很久在微服务架构中,很久 人前要仔细规划和协调每个服务的变更部署。很久 人前要先更新 C,很久更新 B,最后更新 A。
  • 部署多样化:微服务由不同的少量服务构成。每段服务很久拥有其他人的配置、应用实例数量以及基础服务地址。这里就前要不同的配置、部署、扩展和监控组件。此外,很久 人还前要服务发现机制,以便服务还里能发现与其通信的很久 服务的地址。很久,成功部署微服务应用前要开发人员有更好地部署策略和淬硬层 自动化的水平。
  • 总的来说(现象报告 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。

微服务要解决的现象报告

里边提到了,dubbo还处在很久 现象报告 ,虽然dubbo处在的现象报告 却说 微服务要解决的现象报告 ,这里 再总结一下。当然,dubbo和微服务的侧重点不一样,dubbo侧重于结构接口之间的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

    成熟是什么期期期图片 图片 图片 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还里能 挂掉很久有好的性能,前要很高的运维要求。这里的弹性云便是自动化运维解决方案,对访问压力进行监控,根据监控解决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成熟是什么期期期图片 图片 图片 。

Service Mesh 又译作“服务网格”,作为服务间通信的基础设施层

很久用语录来解释那此是 Service Mesh,还里能将它比作是应用系统系统进程很久说微服务间的 TCP/IP,负责服务之间的网络调用、限流、熔断和监控。对于编写应用系统系统进程来说一般何必 关心 TCP/IP 这名 层(比如通过 HTTP 协议的 RESTful 应用),同样使用 Service Mesh 也就何必 关系服务之间的那此原本 是通过应用系统系统进程很久很久 框架实现的事情,比如 Spring Cloud、OSS,现在却说交给 Service Mesh 就还里能了。

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. 网络层的经常冒出
  3. 集成到应用系统系统进程结构的控制流
  4. 分解到应用系统系统进程结构的控制流
  5. 应用系统系统进程的中集成服务发现和断路器
  6. 经常冒出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应用系统系统进程结构
  7. 经常冒出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. 最后作为微服务的里边层 Service Mesh 经常冒出

Service Mesh 有如下几个特点:

  • 应用系统系统进程间通讯的里边层
  • 轻量级网络代理
  • 应用系统系统进程无感知
  • 解耦应用系统系统进程的重试/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,我的很久 理解:微服务更像是六个服务之间的生态,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,那此是Service Mesh(服务网格)