網站架構變遷
Intro
從最早的 html 的學習到現在從單體應用遷移到微服務架構,所經曆的網站架構也一直在變化,于是想寫一篇關于網站架構變遷的文章。
單伺服器
最早的我們的網站隻有一台伺服器,網站應用 + 資料庫 + 網站檔案 都在同一台伺服器上,有的時候一台伺服器上也會有多個網站。
這個階段的伺服器上除了 Web Server,還會裝一個資料庫伺服器,網站檔案一般是放在網站目錄下儲存的

資料庫伺服器 + 網站伺服器
資料庫和應用分離,資料庫使用獨立的資料庫伺服器,網站伺服器上隻有網站,不在安裝資料庫伺服器。
一般的網站伺服器的瓶頸在于記憶體和CPU,而資料庫伺服器瓶頸大多是在IO方面,是以分離之後對于網站伺服器我們在擴容的時候可以更加關注于加大伺服器記憶體,加多核處理器,而資料庫伺服器在可以更加關注于提高伺服器 IO。
資料庫伺服器 + 網站伺服器 + 檔案伺服器
這個階段在上一階段的基礎上進一步把檔案分離出來了,這樣網站遷移起來就不需要再遷移網站上傳的檔案了,而且檔案伺服器更新的時候往往是提高存儲的容量
網站叢集 + 負載均衡
網站發展到一定的規模,我們就可能會遇到一些系統瓶頸,除了更新伺服器的配置外,我們也可以做網站叢集,因為單一伺服器配置更新到一定程度之後再想更新成本就會很高,相比之下做網站叢集成本效益會更高一些,可擴充性更好,而且做叢集的話可以防止單點故障導緻網站不可用,
既然是叢集,多台伺服器同時工作就會遇到一個請求交由哪個服務來處理的問題,一般的我們會在網站叢集前加一個負載均衡器,由負載均衡器根據一定的負載均衡算法選擇要處理的網站伺服器
網站叢集 + 負載均衡 + 分布式緩存
上面我們引入了網站叢集+負載均衡,對于伺服器 Session 可以指定使用 IP_Hash 或類似的負載均衡政策,但是如果不支援 IP_Hash 類的負載均衡算法,就需要支援分布式 Session 的支援,一般的分布式的 Session 我們可以借助分布式緩存來實作,而且可能會有一些記憶體緩存,如果使用網站服務叢集的話,就要考慮使用分布式緩存了,否則會導緻資料的不一緻,一台伺服器的緩存資料更新了,其他的緩存資料還是舊資料,就會造成很多問題,是以分布式緩存就很有必要引入了
網站叢集 + 負載均衡 + 分布式緩存 + 資料庫讀寫分離
資料達到一定的規模之後,資料庫容易成為系統的瓶頸,除了引入緩存來解決之外,我們可以讓資料庫做讀寫分離,讀操作走從庫,寫操作走主庫
服務化架構
上面的模式,對于網站應用來說,都是一個單體應用,從服務化架構開始,開始真正的從單體架構遷移到分布式架構
單體應用發展到一定程度,應用的複雜度越來越高,代碼耦合度也會逐漸增加,從項目的角度來說,項目越來越大,項目維護也會變得越來越難,沖突也會越來越多,項目加載編譯運作需要的時間也越來越長,從部署的角度來說,不同的 API 之間會互相影響,我隻改了某一個 API 但是部署的話隻能全部更新。
于是服務化就應運而生,服務化将原來的單體架構拆分成了分布式架構,每一個服務隻負責自己相關的業務邏輯,每一個服務都是一個小單體
微服務架構
微服務架構 1.0
在服務化的基礎上進一步演化出來了微服務架構,微服務是服務化的進一步發展,微服務是去 "ESB" 的更細緻的服務化
“微服務架構是一種架構模式,它提倡将單一應用程式劃分成一組小的服務,服務之間互相協調、互相配合,為使用者提供最終價值。每個服務運作在其獨立的程序中,服務和服務之間采用輕量級的通信機制互相溝通(通常是基于HTTP的Restful API).每個服務都圍繞着具體的業務進行建構,并且能夠被獨立的部署到生産環境、類生産環境等。另外,應盡量避免統一的、集中的服務管理機制,對具體的一個服務而言,應根據業務上下文,選擇合适的語言、工具對其進行構"---- Martin Fowler的部落格
當項目進行服務化改造的時候,這個過程并不是一蹴而就,一拍腦袋就成功了。要把項目服務化,需要解決很多的問題,例如:
服務之間怎麼調用?訂單服務想要調用到商品服務的資料,怎麼調用?怎麼調用更加的穩定,更加高效?【服務調用技術】
服務之間怎麼負載均衡?訂單服務要調用商品服務,商品服務可能有很多個,怎麼負載均衡【負載均衡技術】
服務怎麼被管理?服務怎麼定位?有故障了怎麼處理?【服務注冊與發現技術】
故障怎麼監控?微服務系統中業務子產品很多,元件也很多,不同元件的名額不同,那麼這些元件怎麼進行監控【監控技術】
故障怎麼定位?微服務架構中,一個使用者的請求會涉及到多個内部服務的調用,那麼如何定位問題呢?【鍊路追蹤技術】
日志怎麼分析處理?業務子產品多了,日志也就多了,直接檢視日志檔案已經變的不顯示了,那麼如何對日志進行分析查找呢?【日志分析技術】
權限管理?微服務拆分服務之後,會有很多服務對外暴露接口,這些接口如何進行統一的權限處理呢?【網關技術】
服務調用出現問題怎麼處理?當一個服務因為各種原因停止響應時,調用方通常會等待一段時間,然後逾時或者收到錯誤傳回。如果調用鍊路比較長,可能會導緻請求堆積,整條鍊路占用大量資源一直在等待下遊響應。怎麼解決呢?【服務熔斷,降級,限流】
微服務架構 2.0
基于 Kubernetes + ServiceMesh 的雲原生微服務架構
微服務 2.0 更多的注重服務的治理,2.0 階段,微服務架構引入了 ServiceMesh(服務網格)的概念通過 SideCar(側邊車)的方式實作一些對應用無侵入的管理,
使得服務治理更加通用,借助 Service Mesh 可以更友善的管理服務間調用,更好的做流量控制等
追本溯源,服務網格從無到有可分為三個演化階段(參見下圖)。
第一個階段,每個服務各顯神通,自行處理對外通訊。
第二個階段,所有服務使用統一的類庫進行通訊。
第三個階段,服務不再關心通訊細節,統統交給邊車程序,就像在TCP/IP協定中,應用層隻需把要傳輸的内容告訴TCP層,由TCP層負責将所有内容原封不動的送達目的端,整個過程中應用層并不需要關心實際傳輸過程中的任何細節。
Kubernetes 讓微服務更簡單,使用 Kubernetes 就無需關注服務的注冊發現了,服務部署自動服務注冊發現,無需在應用代碼裡向服務中心注冊,kubernetes 讓微服務的縮放更為簡單,你也可以配置根據應用的 CPU 等指數來實作應用的動态擴容,壓力大的時候自動擴容,增加節點,壓力小的時候自動縮放,減少服務節點。
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一切脫離業務的架構設計,都是耍流氓。
架構不是一蹴而就的,架構是演化出來的。
筆者經驗有限,文中如果有錯誤,還望指出,萬分感謝
Reference
- https://www.zhihu.com/question/37808426
- https://www.zhihu.com/question/65502802
- https://juejin.im/entry/5bd6846ee51d452f7110cfeb
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/35179248
- https://www.infoq.cn/article/microservices-post-kubernetes
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