麓山馆藏 / 科技 / 云架构技术栈介绍

分享

   

云架构技术栈介绍

2019-08-06  麓山馆藏

什么是云

2006年8月9日,Google首席执行官Eric Schmidt在搜索引擎大会(SES San Jose 2006)上首次提出云计算概念。云计算是网格计算,分布式计算,并行计算、效用技术、网络存储、虚拟化和负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。其目的是通过基于网络的计算方式,将共享的软件/硬件

资源和信息进行组织整合,按需提供给计算机和其他系统使用。

什么是架构

从三方面去理解架构。

第一是IT架构,其实就是计算,网络,存储。这是云架构师的基本功,也是最传统的云架构师应该首先掌握的部分,良好设计的IT架构,可以提高系统可靠性,降低减轻运维负担。数据中心,虚拟化,云平台,容器平台都属于IT架构的范畴。

第二是应用架构,随着应用从传统应用向互联网应用转型,仅仅提高资源层面的弹性还不够,常常会出现创建了大批机器,仍然撑不住高并发流量。因而基于微服务的互联网架构,越来越成为云架构师所必需的技能。良好设计的应用架构,可以实现快速迭代和高并发。数据库,缓存,消息队列等PaaS,以及基于SpringCloud和Dubbo的微服务框架,都属于应用架构的范畴。

第三是数据架构,数据成为人工智能时代的核心资产,在做互联网化转型的同时,往往进行的也是数字化转型,并有战略的进行数据收集,这就需要云架构师同时又大数据思维。有意识的建设统一的数据平台,并给予数据进行数字化运营。搜索引擎,Hadoop,Spark,HBase,人工智能都属于数据架构的范畴。

云架构技术栈

从系统的角度出发,架构分六个层次。

云架构技术栈介绍

1、基础设施层:在数据中心里面,会有大量的机架,大量的服务器,并通过交换机和路由器将服务器连接起来,有的应用例如Oracle是需要部署在物理机上的。为了管理的方便,在物理机之上会部署虚拟化,例如Vmware,可以将对于物理机复杂的运维简化为虚拟机灵活的运维。虚拟化采取的运维方式多是由运维部门统一管理,当一个公司里面部门非常多的时候,往往要引入良好的租户管理,基于Quota和QoS的资源控制,基于VPC的网络规划等,实现从运维集中管理到租户自助使用模式的转换,托生于公有云的OpenStack在这方面做的是比较好的。随着应用架构越来越重要,对于标准化交付和弹性伸缩的需求越来越大,容器最为软件交付的集装箱,可以实现基于镜像的跨环境迁移,Kubernetes是容器管理平台的事实标准。

2、数据层:也即一个应用的中军大营,如果是传统应用,可能会使用Oracle,并使用大量的存储过程,有大量的表联合查询,成本也往往比较高。但是对于高并发的互联网应用,需要进行微服务的拆分,数据库实例会比较多,使用开源的Mysql是常见的选择,大量的存储过程和联合查询往往会使得微服务无法拆分,性能会比较差,因而需要放到应用层去做复杂的业务逻辑,数据库表和索引的设计非常重要。当并发量比较大的时候,需要实现横向扩展,就需要基于分布式数据库,也是需要基于单库良好的表和索引设计。对于结构比较灵活的数据,可以使用MongoDB数据库,横向扩展能力比较好。对于大量的联合查询需求,可以使用ElasticSearch之类的搜索引擎来做,速度快,更加灵活。

3、中间件层:因为数据库层往往需要保证数据的不丢失以及一些事务,因而并发性能不可能非常大,所以我们经常说,数据库是中军大营,不能所有的请求都到这里来,因而需要一层缓存层,用来拦截大部分的热点请求。Memcached适合做简单的key-value存储,内存使用率比较高,而且由于是多核处理,对于比较大的数据,性能较好。但是缺点也比较明显,Memcached严格来讲没有集群机制,横向扩展完全靠客户端来实现。另外Memcached无法持久化,一旦挂了数据就都丢失了,如果想实现高可用,也是需要客户端进行双写才可以。Redis的数据结构比较丰富,提供持久化的功能,提供成熟的主备同步,故障切换的功能,从而保证了高可用性。另外微服务拆分以后,有时候处理一个订单要经过非常多的服务,处理过程会比较慢,这个时候需要使用消息队列,让服务之间的调用变成对于消息的订阅,实现异步处理。RabbitMQ和Kafka是常用的消息队列,当事件比较重要的时候,会结合数据库实现可靠消息队列。

4、基础服务层:有的时候成为中台层,将通用的能力抽象为服务对外提供原子化接口。这样上层可以根据业务需求,通过灵活的组合这些原子化接口,灵活的应对业务需求的变化,实现能力的复用,以及数据的统一管理,例如用户数据,支付数据,不会分散到各个应用中。另外基础服务层称为应用和数据库和缓存的一个分界线,不应该所有的应用都直接连数据库,一旦出现分库分表,数据库迁移,缓存选型改变等,影响面会非常大,几乎无法执行。如果将这些底层的变更拦截在基础服务层,上层仅仅使用基础服务层的接口,这样底层的变化会对上层透明,可以逐步演进。

5、第五个层次是业务服务层,或者组合服务层,大部分的业务逻辑都是在这个层面实现,业务逻辑比较面向用户,因而会经常改变,所以需要组合基础服务的接口进行实现。在这一层,会经常进行服务的拆分,实现开发独立,上线独立,扩容独立,容灾降级独立。微服务的拆分不应该是一个运动,而应该是一个遇到耦合痛点的时候,不断解决,不断演进的一个过程。微服务拆分之后,有时候需要通过分布式事务,保证多个操作的原子性,也是在组合服务层来实现的。

6、用户接口层:也即对终端客户呈现出来的界面和APP,但是却不仅仅是界面这么简单。这一层有时候称为接入层。在这一层,动态资源和静态资源应该分离,静态资源应该在接入层做缓存,使用CDN进行缓存。也应该UI和API分离,界面应该通过组合API进行数据拼装。API会通过统一的API网关进行统一的管理和治理,一方面后端组合服务层的拆分对APP是透明的,一方面当并发量比较大的时候,可以在这一层实现限流和降级。

为了支撑这六个层次,在左侧是一些公共能力。

持续集成和持续发布是保证微服务拆分过程中的快速迭代,以及变更后保证功能不变的,不引入新的Bug。

服务发现和服务治理是微服务之间互相的调用,以及调用过程中出现异常情况下的熔断,限流,降级策略。

大数据和人工智能是通过收集各个层面的数据,例如用户访问数据,用户下单数据,客服询问数据等,结合统一的中台,对数据进行分析,实现智能推荐。

监控是基础设施的监控和应用的监控,发现资源层面的问题以及应用调用的问题。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多
    喜欢该文的人也喜欢 更多

    ×
    ×

    ¥.00

    微信或支付宝扫码支付:

    开通即同意《个图VIP服务协议》

    全部>>