架构初探

​ 前几天上了好几节字节的架构课，上的很懵逼，这里稍微总结一下，方便自己对企业架构有个大体的认识。

0 架构初识

0.1 什么是架构

​ 实现一个软件的方法论。

​ 没错，就是这么简单= =。百度一堆抽象的概念，但感觉架构就类似于地基。针对不同软件都有一种方法而已。

0.2 架构类型

单机

​ 软件就是指所有功能都实现在一个进程中，并部署在一台机器上。缺点显然是无法应对C10问题以及不易维护，大型项目难以多人开发等。

​ C10K problem，也即单机处理10k个并发连接的问题。随着epoll，kqueue等技术的不断发展。高性能网络编程逐渐回答了C10K问题。但在互联网飞速发展的今天，我们正陆续面临C10M、C10B等问题。也就是说，单体服务一定是有架构瓶颈的。

垂直架构

​ 按应用垂直切分的单体。优点就是水平扩容，运维不需要停服。缺点就是职责太多，开发效率不高。

分布式架构

​ 抽出业务无关的公共模块。优势是业务无关的独立服务；劣势在于服务模块bug会导致全站瘫痪，调用关系复杂

水平架构

​ SOA，微服务都属于这一种。微服务是SOA的去中心化演进方向

​ 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

​ 问题在于如何保证数据一致性，高可用，服务治理，解耦等。

0.3 企业后端架构

云计算

​ 通过软件自动化管理，提供计算资源的服务网络

基础：

• 虚拟化技术——Docker
• 编排技术——K8S

架构

• IaaS

  ​ 基础设施即服务。也就是将硬件资源外包到其他公司。类似买云服务器。

• PaaS

  ​ 平台即服务。也就是购买中间件，比如虚拟服务器和操作系统。

• SaaS

  ​ 软件即服务。不需要考虑基础设施维护，只需要考虑软件的使用。类似WordPress

• FaaS

  ​ 方法即服务。类似刷题网站，只需要提供实现函数，不需要关注中间执行流程。

云原生

弹性资源类型（可扩容缩容）

• 弹性计算资源调度
  • 在线计算——互联网后端服务
  • 离线计算——大数据分析
• 存储资源
  • 经典
    • 对象存储
    • 大数据存储
  • 关系型数据库
  • 元数据
  • NoSQL

DevOps（驱动软件开发生命周期轮转）

• 敏捷开发
• CI/CD

微服务架构

通信标准

• HTTP（RESTful）
• RPC（Thrift，gRPC）

​ HTTP通信协议往往选择JSON，其可读性更好，方便调试，所以服务的接入都是从HTTP请求发起，来源可能是各种客户端，而经过Gateway之后则使用rpc通信，因为其序列化协议往往有着更好的压缩率，如pb、thrift。并且rpc中间件往往集成了丰富的服务治理能力：熔断、降级、超时等

服务网格

• 微服务之间通信的中间层
• 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（例如不同系统可以用不同语言开发）
• 与业务进程解耦，生命周期易管理

0.4 后端架构的挑战

基础设施

• 物理资源有限
• 资源利用率

用户层面

• 微服务之间网络通信开销大
• 网络抖动导致运维成本高
• 异构环境下，不同实例资源水位不均，如何合理分配资源

一些解决方案

离/在线资源并池（在线业务分时潮汐特性）

在线业务特点

• IO密集型
• 潮汐性，实时性

离线业务特点

• CPU密集型
• 非实时性

微服务亲和性部署（调用关系紧密的服务部署在一台机器上，使用IPC代替RPC）

流量治理（微服务中间件&服务网格的流量治理）

屏蔽异构环境的算力差距（CPU水位负载均衡）

1 微服务架构

1.1 核心要素

服务治理

• 服务注册
• 服务发现
• 负载均衡
• 扩缩容
• 流量治理
• 稳定性治理

可观测性

• 日志采集
• 日志分析
• 监控打点
• 监控大盘
• 异常报警
• 链路追踪

安全

• 身份授权
• 认证授权
• 访问令牌
• 审计
• 传输加密
• 黑产攻击

1.2 基本概念

​ 服务：一组运行相同逻辑的运行实体

​ 实例：一个服务中，每个运行实体即为一个实例

​ 实例与进程关系：一个实例可以对应一个或多个进程

​ 集群：服务内部的逻辑划分

1.3 服务注册与发现

​ 增加一个统一的服务注册中心，用于存储服务名到服务实例的映射

1.4 流量特征

• 统一网关入口
• 内网通信多数采用RPC
• 网状调用链路

2 总结

​ 本篇文章仅作对企业架构的了解而已，课上还讲了企业项目发布和服务治理（重试机制），这里就不细说了。虽然估计现在还很难用上，但至少扩宽了自己的视野吧。