微服务浅谈&服务治理的演变过程

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这三天对互联网的架构演变进行了简单了解,并对微服务的老出很感兴趣,所以对相关知识进行了简单的架构设计 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,一般桌面软件算是采用这些 架构,不管是界面还是业务解决还是数据解决都倒入2个包中。这些 嘴笨 谈不上架构,但能不还能不能不能了说是很好的架构,而且它足够简单。

mvc架构

但随着浏览器的老出便产生了web应用,web应用的特点是界面偏离 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,而后端能不还能不能了用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,而且它除了解决了前后端分离问題,还引入了并算是全新的开发模式,用并算是业务逻辑、数据、界面显示分离的土最好的土办法组织代码,使得整个应用层次更加分明,而且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,整个应用也显得这样臃肿,维护起来也更加困难,而且便又产生了多应用架构。

多应用架构

多应用架构很简单,而且把而且的应用按照业务特点拆分成多个应用。比如2个大型电商系统而且中含用户系统、商品系统、订单系统、评价系统等等,大伙能不还能不能了把大伙独立出来形成2个个单独的应用。多应用架构的特点是应用之间个人所有所有 独立 ,不相互调用。

 

多应用嘴笨 解决了应用臃肿问題,但应用之间相互独立,许多共同的业务或代码无法复用。

分布式架构

对于2个大型的互联网系统,一般会中含多个应用,而且应用之间往往还地处共同的业务,而且应用之间还地处调用关系。除此之外 ,对于大型的互联网系统还有许多其它的挑战,比如要怎样应对急剧增长的用户,要怎样管理好研发团队快速迭代产品研发,要怎样保持产品升级更加稳定等等 。

而且,为了使业务得到很好的复用,模块更加容易拓展和维护,大伙希望业务与应用分离,某个业务不再属于2个应用,而且作为2个独立的服务单独进行维护。应用并算是不再是2个臃肿的模块堆积,而且由2个个模块化的服务组件组合而成。

服务化

服务化的特点

后边介绍的分布式架构即服务化。大伙再总结一下,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
  • 服务之间能不还能不能了通信

服务化的好处

这样企业采用服务化哪些好处呢?

  • 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

服务化实现土最好的土办法

而且要实现服务化语句,最常用的土最好的土办法而且利用RPC框架。而且服务组件一般分布在不同的服务器上,所以要实现服务化时要解决的第2个问題而且RPC**远程服务调用**。这些RPC方案有所以,比如:

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

服务化面临的挑战

后边提到要实现服务化首先时要解决远程服务调用问題,除此之外,还有所以许多问題时要解决。

  • 服务太久,配置管理比较复杂
  • 服务间依赖关系比较复杂
  • 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

后边提到了服务化,嘴笨 要想服务化,服务治理是关键。这样有这样好的服务治理方案呢?答案是有的,而且所以人算是用这些 框架,他而且-dubbo。dubbo而且2个中含服务治理功能的RPC框架。

 

dubbo提供了一套较为完正的服务治理方案,所以企业而且要实现服务化语句,dubbo 是很好的2个选者。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问題而且服务发现与注册。dubbo中引入了2个注册中心的概念,服务的注册与发现主要就依赖这些 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,向注册中心注册人们提供的服务

消费者启动,向注册中心订阅人们时要的服务

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,选者一台发起请求

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土最好的土办法
  • 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的地处问题

  • 消费者仍时要依赖配置中心
  • 消费者仍时要依赖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
  • 内部管理鉴权不方便管理
  • 无内部管理应用鉴权
  • 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

现在所以人算是谈微服务,这样到底哪些是微服务呢?这里谈谈我对微服务的理解。

微服务有2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(要做到这些 点很不容易)

微服务(Microservices)是并算是架构风格,2个大型比较复杂软件应用由2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2个小的业务能力。

微服务架构 ≈ 模块化开发 + 分布式计算

 

从后边这幅图看出,微服务有点儿简单(好的架构就应该简单),大伙把服务再拆分成2个个API,API是2个完正的功能。而且大伙把API扔到2个“云上”,而且用户就能不还能不能了到“云上”获取所有API的服务,这些 “云”保证能提供好的服务。

大伙能不还能不能了看后,有了微服务日后,服务对用户来说变得有点儿简单,而且后边dubbo的地处问题之地处微服务这里都解决了。使用者不再时要依赖任何jar包,不再时要去注册中心查找服务,不再去做鉴权解决,太久担心服务挂掉,太久担心太久使用服务,所有的问題这些 “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,大伙就应该大体知道该要怎样会做微服务了,图中的“云”是关键。下面大伙就慢慢拨开这朵云。

微服务的实现

微服务的关键是服务网关,所以,后边提到的“云”而且服务网关。要做微服务,大伙先定义一下微服务时要具备的特点。

常见的微服务组件及概念:

  • 服务注册:服务提供方将人们调用地址注册到服务注册中心,让服务调用方还能不能方便地找到人们。
  • 服务发现:服务调用方从服务注册中心找到人们时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,负载均衡功能不还能不能了够让服务调用方连接到共要的服务节点。而且,节点选者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,能不还能不能了在这些 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,实现多多守护进程 包在开发、测试、生产环境的无差别性,方便多多守护进程 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多多守护进程 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,让用户还能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,时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2个业务逻辑时调用到的微服务,并将这些 串行或并行的调用关系展示出来。在系统出错时,能不还能不能了方便地找到出错点。
  • 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比较复杂,这样,就时要将大偏离 的工作自动化。现在,能不还能不能了通过 Docker 等工具来中和哪些微服务架构带来的弊端。 这些持续集成、蓝绿发布、健康检查、性能健康等等。严重点,以大伙两年的实践经验,能不还能不能了这样说,而且这样共要的支撑平台或工具,就无须使用微服务架构。

微服务架构的优点:

  • 降低系统比较复杂度:每个服务都比较简单,只关注于2个业务功能。
  • 松耦合:微服务架构土最好的土办法是松耦合的,每个微服务可由不同团队独立开发,互不影响。
  • 跨语言:若果符合服务 API 契约,开发人员能不还能不能了自由选者开发技术。这就原因 开发人员能不还能不能了采用新技术编写或重构服务,而且服务相对较小,所以这无须会对整体应用造成太久影响。
  • 独立部署:微服务架构能不还能不能了使每个微服务独立部署。开发人员太久协调对服务升级或更改的部署。哪些更改能不还能不能了在测试通日后立即部署。所以微服务架构也使得 CI/CD 成为而且。
  • 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2个统一的标准:业务逻辑应该按照哪些规则划分为微服务,这并算是而且2个经验工程。许多开发者主张 10-5000 行代码就应该建立2个微服务。嘴笨 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,而算是目标。微服务的目标是充分分解应用多多守护进程 ,以促进敏捷开发和持续集成部署。
  • 微服务的分布式特点带来的比较比较复杂:开发人员时要基于 RPC 而且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问題变得的相当棘手。
  • 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,不同服务而且拥有不同的数据库。CAP 原理的约束,使得大伙不得不放弃传统的强一致性,而转而追求最终一致性,这些 对开发人员来说是2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,时要启动它依赖的所有许多服务。这些 比较比较复杂不可低估。
  • 跨多个服务的更改:比如在传统单体应用中,若有 A、B、C 2个服务时要更改,A 依赖 B,B 依赖 C。大伙只需更改相应的模块,而且一次性部署即可。而且在微服务架构中,大伙时要仔细规划和协调每个服务的变更部署。大伙时要先更新 C,而且更新 B,最后更新 A。
  • 部署比较复杂:微服务由不同的几瓶服务构成。偏离 服务而且拥人们们的配置、应用实例数量以及基础服务地址。这里就时要不同的配置、部署、扩展和监控组件。此外,大伙还时要服务发现机制,以便服务能不还能不能了发现与其通信的许多服务的地址。而且,成功部署微服务应用时要开发人员有更好地部署策略和深度自动化的水平。
  • 总的来说(问題和挑战):API Gateway、服务间调用、服务发现、服务容错、服务部署、数据调用。

微服务要解决的问題

后边提到了,dubbo还地处许多问題 ,嘴笨 dubbo地处的问題 而且 微服务要解决的问題,这里 再总结一下。当然,dubbo和微服务的侧重点不一样,dubbo侧重于内部管理接口之间的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

    性性性开花结果是什么是什么是什么的语句的服务治理框架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还能不能了挂掉而且有好的性能,时要很高的运维要求。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性性性开花结果是什么是什么是什么的语句。

Service Mesh 又译作“服务网格”,作为服务间通信的基础设施层

而且用语句来解释哪些是 Service Mesh,能不还能不能了将它比作是应用多多守护进程 而且说微服务间的 TCP/IP,负责服务之间的网络调用、限流、熔断和监控。对于编写应用多多守护进程 来说一般无须关心 TCP/IP 这些 层(比如通过 HTTP 协议的 RESTful 应用),同样使用 Service Mesh 也就无须关系服务之间的哪些而且是通过应用多多守护进程 而且许多框架实现的事情,比如 Spring Cloud、OSS,现在若果交给 Service Mesh 就能不还能不能了了。

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. 网络层的老出
  3. 集成到应用多多守护进程 内部管理的控制流
  4. 分解到应用多多守护进程 内部管理的控制流
  5. 应用多多守护进程 的中集成服务发现和断路器
  6. 老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,这日后还是集成在应用多多守护进程 内部管理
  7. 老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. 最后作为微服务的后边层 Service Mesh 老出

Service Mesh 有如下2个特点:

  • 应用多多守护进程 间通讯的后边层
  • 轻量级网络代理
  • 应用多多守护进程 无感知
  • 解耦应用多多守护进程 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,我的许多理解:微服务更像是2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,哪些是Service Mesh(服务网格)