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——云原生應用程序。這篇文章涉及微服務(wù)、容器和無服務(wù)器應用程序。在這里，我們將討論這些技術(shù)的實際優(yōu)點和缺點。

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

微服務(wù)

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

微服務(wù)的誕生是因為需要克服單體應用程序的復雜性和不靈活性。單體應用程序是一種應用程序，其中所有必需的功能一起編碼到同一服務(wù)中。例如，這是一個表示單體活動(如音樂會、演出等)預訂應用程序的圖表，負責預訂支付處理和活動預訂：

用戶可以使用該應用程序預訂音樂會或演出。需要一個用戶界面。此外，我們還需要一個搜索功能來查找活動、一個預訂處理程序來處理用戶預訂然后保存該預訂、一個活動處理程序來幫助查找活動(確保有可用的座位，然后將其鏈接到預訂)。在生產(chǎn)級應用程序中，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任務(wù)。

這種單體應用程序適用于中小負載。它在單個服務(wù)器上運行，連接到單個數(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)級增長，需要處理數(shù)十萬或數(shù)百萬用戶，會發(fā)生什么?最初，短期解決方案是確保運行應用程序的服務(wù)器具有強大的硬件規(guī)格以承受更高的負載，如果沒有，則向服務(wù)器添加更多內(nèi)存、存儲和處理能力。這稱為垂直縮放，是增加硬件功能的行為(如RAM和硬盤驅(qū)動器容量)，以運行繁重的應用程序。但是，從長遠來看，這通常是不可持續(xù)的，因為應用程序上的負載持續(xù)增加。

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

活動應用程序的微服務(wù)版本將采用以下形式：

此應用程序?qū)⒛軌蛟诙鄠€服務(wù)器之間進行擴展，這種做法稱為水平擴展。每個服務(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(稍后會詳細介紹)。不同的服務(wù)可以用不同的編程語言編寫，從而實現(xiàn)更大的靈活性，不同的專業(yè)團隊可以專注于不同的服務(wù)，從而實現(xiàn)應用程序的更高整體質(zhì)量。

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

微服務(wù)的問題

嚴重依賴微服務(wù)的一個顯著缺點是，隨著數(shù)量和范圍的擴大，它們可能變得太復雜而無法長期管理。有一些方法可以通過利用Prometheus等監(jiān)控工具來檢測問題，像Docker這樣的容器技術(shù)來避免污染主機環(huán)境并避免過度設(shè)計服務(wù)。但是，這些方法需要付出努力和時間。

云原生應用程序

微服務(wù)架構(gòu)非常適合云原生應用程序。云原生應用程序簡單地定義為從頭開始為云計算架構(gòu)而構(gòu)建應用程序。這意味著，如果我們將應用程序設(shè)計為預期將部署在分布式、可擴展的基礎(chǔ)架構(gòu)上，我們的應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)的應用程序使得應用程序云原生化，因為這種架構(gòu)允許我們的應用程序以分布式方式部署，從而使其可擴展且?guī)缀蹩偸强捎谩Ｔ圃鷳贸绦虿恍枰冀K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)。

實際上，使應用程序完全云原生的原因不僅僅是使用微服務(wù)。你的應用程序應采用持續(xù)交付，這樣你能夠不間斷地為生產(chǎn)應用程序提供更新。你的應用程序還應該使用消息隊列和容器、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)。

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

如果將云原生應用程序部署到AWS或Azure等商業(yè)云，則應用程序可以選擇使用只能在云上用的軟件服務(wù)。例如，DynamoDB是一個功能強大的數(shù)據(jù)庫引擎，只能在AWS上用于生產(chǎn)應用程序。另一個例子是Azure中的DocumentDB數(shù)據(jù)庫。還有僅云的消息隊列，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)應設(shè)計為允許服務(wù)之間的冗余。如果我們以活動預訂應用程序為例，應用程序?qū)⑷缦滤荆?/p>

每個微服務(wù)將分配多個服務(wù)器節(jié)點，允許部署冗余微服務(wù)架構(gòu)。如果主節(jié)點或服務(wù)因任何原因而失敗，則輔助節(jié)點可以接管以確保云原生應用程序的持久可靠性和可用性。這種可用性對于電子商務(wù)平臺等不容錯的應用程序至關(guān)重要，因為停機時間會導致大量的收入損失。

云原生應用程序為開發(fā)人員、企業(yè)和初創(chuàng)公司提供了巨大價值。

Prometheus是一個值得一提的微服務(wù)和云計算領(lǐng)域的工具。Prometheus是一個開源系統(tǒng)監(jiān)控和警報工具，可用于監(jiān)控復雜的微服務(wù)架構(gòu)，并在需要采取措施時發(fā)出警報。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)展成為一個獨立的項目。該項目現(xiàn)在是云原生計算基礎(chǔ)的一部分，該基礎(chǔ)是為云原生應用程序構(gòu)建可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

云原生的限制

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

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

另一個原因是因為在構(gòu)建一些云原生應用程序時會做出一些假設(shè)，例如在需要時可以使用幾乎***數(shù)量的服務(wù)器節(jié)點，并且可以非?？焖俚厥褂眯碌姆?wù)器節(jié)點。在需要購買真正的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)硬件和布線的本地數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，有時難以保證這些假設(shè)。

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