現(xiàn)代云原生架構(gòu)：關(guān)于微服務(wù)、容器和無服務(wù)器你需要了解的

作者：開源云中文社區(qū) 2018-10-19 10:49:53

服務(wù)器

云原生 本文旨在揭示現(xiàn)代軟件行業(yè)的關(guān)鍵主題——云原生應(yīng)用程序。這篇文章涉及微服務(wù)、容器和無服務(wù)器應(yīng)用程序。在這里，我們將討論這些技術(shù)的實(shí)際優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

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 本文旨在揭示現(xiàn)代軟件行業(yè)的關(guān)鍵主題——云原生應(yīng)用程序。這篇文章涉及微服務(wù)、容器和無服務(wù)器應(yīng)用程序。在這里，我們將討論這些技術(shù)的實(shí)際優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

微服務(wù)

微服務(wù)架構(gòu)作為構(gòu)建現(xiàn)代軟件應(yīng)用程序的強(qiáng)大方法而享有盛譽(yù)。那么什么是微服務(wù)?微服務(wù)可以簡單地描述為，將軟件應(yīng)用程序所需的功能分離為多個(gè)獨(dú)立的小型軟件服務(wù)或“微服務(wù)”。每個(gè)微服務(wù)負(fù)責(zé)自己專注的任務(wù)。為了使微服務(wù)協(xié)同工作以形成大型可伸縮應(yīng)用程序，它們之間進(jìn)行通信和交換數(shù)據(jù)。

微服務(wù)的誕生是因?yàn)樾枰朔误w應(yīng)用程序的復(fù)雜性和不靈活性。單體應(yīng)用程序是一種應(yīng)用程序，其中所有必需的功能一起編碼到同一服務(wù)中。例如，這是一個(gè)表示單體活動(dòng)(如音樂會(huì)、演出等)預(yù)訂應(yīng)用程序的圖表，負(fù)責(zé)預(yù)訂支付處理和活動(dòng)預(yù)訂：

用戶可以使用該應(yīng)用程序預(yù)訂音樂會(huì)或演出。需要一個(gè)用戶界面。此外，我們還需要一個(gè)搜索功能來查找活動(dòng)、一個(gè)預(yù)訂處理程序來處理用戶預(yù)訂然后保存該預(yù)訂、一個(gè)活動(dòng)處理程序來幫助查找活動(dòng)(確保有可用的座位，然后將其鏈接到預(yù)訂)。在生產(chǎn)級(jí)應(yīng)用程序中，需要更多的任務(wù)，例如支付處理，但是現(xiàn)在我們主要關(guān)注上圖中概述的四個(gè)任務(wù)。

這種單體應(yīng)用程序適用于中小負(fù)載。它在單個(gè)服務(wù)器上運(yùn)行，連接到單個(gè)數(shù)據(jù)庫，并且可能使用相同的編程語言編寫。

現(xiàn)在，如果業(yè)務(wù)呈指數(shù)級(jí)增長，需要處理數(shù)十萬或數(shù)百萬用戶，會(huì)發(fā)生什么?最初，短期解決方案是確保運(yùn)行應(yīng)用程序的服務(wù)器具有強(qiáng)大的硬件規(guī)格以承受更高的負(fù)載，如果沒有，則向服務(wù)器添加更多內(nèi)存、存儲(chǔ)和處理能力。這稱為垂直縮放，是增加硬件功能的行為(如RAM和硬盤驅(qū)動(dòng)器容量)，以運(yùn)行繁重的應(yīng)用程序。但是，從長遠(yuǎn)來看，這通常是不可持續(xù)的，因?yàn)閼?yīng)用程序上的負(fù)載持續(xù)增加。

單體應(yīng)用程序的另一個(gè)挑戰(zhàn)是僅限于一種或兩種編程語言所導(dǎo)致的不靈活性。這種不靈活性會(huì)影響整體質(zhì)量和應(yīng)用效率。例如，node.js是用于構(gòu)建Web應(yīng)用程序的流行JavaScript框架，而R在數(shù)據(jù)科學(xué)應(yīng)用程序中很流行。單體應(yīng)用程序很難同時(shí)使用這兩種技術(shù)，而在微服務(wù)應(yīng)用程序中，我們可以簡單地構(gòu)建用R編寫的數(shù)據(jù)科學(xué)服務(wù)和用Node.js編寫的Web服務(wù)。

活動(dòng)應(yīng)用程序的微服務(wù)版本將采用以下形式：

此應(yīng)用程序?qū)⒛軌蛟诙鄠€(gè)服務(wù)器之間進(jìn)行擴(kuò)展，這種做法稱為水平擴(kuò)展。每個(gè)服務(wù)都可以使用專用資源部署在不同的服務(wù)器上，也可以部署在不同的容器中(稍后會(huì)詳細(xì)介紹)。不同的服務(wù)可以用不同的編程語言編寫，從而實(shí)現(xiàn)更大的靈活性，不同的專業(yè)團(tuán)隊(duì)可以專注于不同的服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的更高整體質(zhì)量。

使用微服務(wù)的另一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是易于持續(xù)交付，這是經(jīng)常、在任何時(shí)間部署軟件的能力。微服務(wù)使持續(xù)交付更容易的原因是，與單體應(yīng)用程序相比，部署到一個(gè)微服務(wù)的新功能不太可能影響其他微服務(wù)。

微服務(wù)的問題

嚴(yán)重依賴微服務(wù)的一個(gè)顯著缺點(diǎn)是，隨著數(shù)量和范圍的擴(kuò)大，它們可能變得太復(fù)雜而無法長期管理。有一些方法可以通過利用Prometheus等監(jiān)控工具來檢測(cè)問題，像Docker這樣的容器技術(shù)來避免污染主機(jī)環(huán)境并避免過度設(shè)計(jì)服務(wù)。但是，這些方法需要付出努力和時(shí)間。

云原生應(yīng)用程序

微服務(wù)架構(gòu)非常適合云原生應(yīng)用程序。云原生應(yīng)用程序簡單地定義為從頭開始為云計(jì)算架構(gòu)而構(gòu)建應(yīng)用程序。這意味著，如果我們將應(yīng)用程序設(shè)計(jì)為預(yù)期將部署在分布式、可擴(kuò)展的基礎(chǔ)架構(gòu)上，我們的應(yīng)用程序就是云原生的。

例如，構(gòu)建具有冗余微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用程序使得應(yīng)用程序云原生化，因?yàn)檫@種架構(gòu)允許我們的應(yīng)用程序以分布式方式部署，從而使其可擴(kuò)展且?guī)缀蹩偸强捎谩Ｔ圃鷳?yīng)用程序不需要始終部署到AWS等公有云，我們可以將其部署到自己的分布式云基礎(chǔ)設(shè)施中(如果有的話)。

實(shí)際上，使應(yīng)用程序完全云原生的原因不僅僅是使用微服務(wù)。你的應(yīng)用程序應(yīng)采用持續(xù)交付，這樣你能夠不間斷地為生產(chǎn)應(yīng)用程序提供更新。你的應(yīng)用程序還應(yīng)該使用消息隊(duì)列和容器、無服務(wù)器等技術(shù)(容器和無服務(wù)器是現(xiàn)代軟件架構(gòu)的重要主題)。

云原生應(yīng)用程序假定可以訪問眾多服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，可以訪問預(yù)先部署的軟件服務(wù)(如消息隊(duì)列或負(fù)載均衡器)，易于與持續(xù)交付服務(wù)集成等。

如果將云原生應(yīng)用程序部署到AWS或Azure等商業(yè)云，則應(yīng)用程序可以選擇使用只能在云上用的軟件服務(wù)。例如，DynamoDB是一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫引擎，只能在AWS上用于生產(chǎn)應(yīng)用程序。另一個(gè)例子是Azure中的DocumentDB數(shù)據(jù)庫。還有僅云的消息隊(duì)列，例如Amazon Simple Queue Service(SQS)，可用于允許AWS云中的微服務(wù)之間的通信。

如前所述，云原生微服務(wù)應(yīng)設(shè)計(jì)為允許服務(wù)之間的冗余。如果我們以活動(dòng)預(yù)訂應(yīng)用程序?yàn)槔?，?yīng)用程序?qū)⑷缦滤荆?/p>

每個(gè)微服務(wù)將分配多個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，允許部署冗余微服務(wù)架構(gòu)。如果主節(jié)點(diǎn)或服務(wù)因任何原因而失敗，則輔助節(jié)點(diǎn)可以接管以確保云原生應(yīng)用程序的持久可靠性和可用性。這種可用性對(duì)于電子商務(wù)平臺(tái)等不容錯(cuò)的應(yīng)用程序至關(guān)重要，因?yàn)橥C(jī)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致大量的收入損失。

云原生應(yīng)用程序?yàn)殚_發(fā)人員、企業(yè)和初創(chuàng)公司提供了巨大價(jià)值。

Prometheus是一個(gè)值得一提的微服務(wù)和云計(jì)算領(lǐng)域的工具。Prometheus是一個(gè)開源系統(tǒng)監(jiān)控和警報(bào)工具，可用于監(jiān)控復(fù)雜的微服務(wù)架構(gòu)，并在需要采取措施時(shí)發(fā)出警報(bào)。Prometheus最初是由SoundCloud創(chuàng)建的，用于監(jiān)控他們的系統(tǒng)，后來逐漸發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目。該項(xiàng)目現(xiàn)在是云原生計(jì)算基礎(chǔ)的一部分，該基礎(chǔ)是為云原生應(yīng)用程序構(gòu)建可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

云原生的限制

對(duì)于云原生應(yīng)用程序，如果需要遷移部分或全部應(yīng)用程序，你將面臨一些挑戰(zhàn)。這是由多種原因造成的，具體取決于部署應(yīng)用程序的位置。

例如，如果你的云原生應(yīng)用程序部署在AWS等公有云上，則云原生API不是跨云平臺(tái)的。因此，應(yīng)用程序中使用的DynamoDB數(shù)據(jù)庫API僅適用于AWS，但不適用于Azure，因?yàn)镈ynamoDB僅屬于AWS。API也永遠(yuǎn)不會(huì)在本地環(huán)境中工作，因?yàn)镈ynamoDB在生產(chǎn)中只能在AWS中用。

另一個(gè)原因是因?yàn)樵跇?gòu)建一些云原生應(yīng)用程序時(shí)會(huì)做出一些假設(shè)，例如在需要時(shí)可以使用幾乎***數(shù)量的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，并且可以非常快速地使用新的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)。在需要購買真正的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)硬件和布線的本地?cái)?shù)據(jù)中心環(huán)境中，有時(shí)難以保證這些假設(shè)。

文章題目：現(xiàn)代云原生架構(gòu)：關(guān)于微服務(wù)、容器和無服務(wù)器你需要了解的
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