Cloud Native和微服务

2023-11-16

一、Cloud Native介绍

Cloud Native是Matt Stine提出的一个概念,它是一个思想的集合,包括DevOps、持续交付(Continuous Delivery)、微服务(MicroServices)、敏捷基础设施(Agile Infrastructure)、康威定律(Conways Law)等,以及根据商业能力对公司进行重组。

可以说,Cloud Native即包含技术(微服务,敏捷基础设施),也包含管理(DevOps,持续交付,康威定律,重组等)。Cloud Native也可以说是一系列Cloud技术、企业管理方法的集合。

二、和Cloud的关系

Cloud Native的技术部分是建筑在传统Cloud的三层(IaaS、PaaS、SaaS)概念之上的:
敏捷基础设施对应IaaS部分。
微服务则可以对应PaaS和SaaS部分。
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当然,Cloud Native比传统Cloud 多了一些企业管理方法。 Cloud Native从技术上更强调敏捷基础设施和微服务的概念,这并不意味着它是抛开IaaS、PaaS、SaaS而另起炉灶的。

三、Cloud Native的五个层面

(1) 康威定律:

Conway’s law: Organizations which design systems[…] are constrained to produce designs which are copies of the communication structures of these organizations.(设计系统的组织,其产生的设计和架构等价于组织间的沟通结构。 )

业务云化推行,从某种意义上讲也是一种变革。既然是变革,必然会涉及组织的各个层面,开发、质量、运维等等都会涉及。康威定律则准确的描述了系统架构和组织的关系:组织决定系统架构!
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一个云系统最终长成什么样子,则完全是企业的组织结构决定的,是组织内部、组织之间的沟通结构。

如果要想得到一个合理的Cloud架构,仅从技术入手是不够的,还需要从组织架构入手,才真正有效。

(2) DevOps:(英文Development和Operations的组合)
是一组过程、方法与系统的统称,用于促进开发(应用程序/软件工程)、运维和质量保障(QA)部门之间的沟通、协作与整合。它的出现是由于软件行业日益清晰地认识到:为了按时交付软件产品 和服务,开发和运维必须紧密合作。

(3) 持续交付(Continuous Delivery):
Continuous Delivery (CD) is the process to build, test, configure and deploy from a build to a production environment.
是一系列的开发实践方法,用来确保让代码能够快速、安全的部署到产品环境中,它通过将每一次改动都提交到一个模拟产品环境中,使用严格的自动化测试,确保业务应用和服务能符合预期。因为使用完全的自动化过程来把每个变更自动的提交到测试环境中,所以当业务开发完成时,你有信心只需要按一次按钮就能将应用安全的部署到产品环境中。持续交付可以采用:CI(持续集成)、代码检查、UT(单元测试),持续部署等方式,打通开发、测试、生产的各个环节,持续的增量的交付产品。
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(4) 微服务(MicroServices):微服务首先是一个服务,其次该服务的颗粒比较小。关于微服务具体看下面讲述。

(5) 敏捷基础设施(Agile Infrastructure):提供弹性、按需的计算、存储、网络资源能力。可以通过Openstack、KVM、Ceph、OVS等技术手段实现。

四、微服务

微服务主要包含如下几个方面:版本控制的分布式配置中心、服务注册和发现、路由和LB、容错、API网关/边缘服务。

(1)版本控制的分布式配置中心
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支持配置信息版本化控制,可审计,安全,配置更新不需要重启,分布式。这部分可以参考Spring Cloud Config Server、Spring Cloud Bus。
参考地址:http://blog.csdn.net/heyutao007/article/details/79462953

1:用户提交配置更新
2:配置server更新
3:对APP A发起Refresh更新配置操作
4a:发送消息到Bus
4b:Pull 更新的配置
5a:APP C接收消息
5b:Pull更新的配置
6:其他节点同步更新

(2)服务注册和发现
这个是传统的服务注册和发现架构图。服务注册方式,常见的包括DNS,基于ZooKeeper的服务注册方案等等。

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备注:Consumer和Producer之间一般还有个LB。

(3)路由和LB
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(4)容错
介绍两种模式:
(A)电路熔断器(Circuit Breaker): 该模式的原理类似于电路熔断器,如果电路发生短路,熔断器能够主动熔断电路,以避免灾难性损失
参考:http://blog.csdn.net/heyutao007/article/details/51006694
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正常状态下,电路处于关闭状态(Closed),调用是直接传递给依赖服务的;
如果调用出错,则进入失败计数状态;
失败计数达到一定阈值后,进入熔断状态(Open),这时的调用总是返回失败;
累计一段时间以后,保护器会尝试进入半熔断状态(Half-Open);
处于Harf-Open状态时,调用先被传递给依赖的服务,如果成功,则重置电路状态为“Closed”,否则把电路状态置为“Open”;

(B)舱壁(Bulkheads):该模式像舱壁一样对资源或失败单元进行隔离,如果一个船舱破了进水,只损失一个船舱,其它船舱可以不受影响 。

这种模式比较常见的思路为:
采用微服务是首选,比如Docker。Docker是进程隔离的,单个Docker失效不会影响其他Docker容器。
把大的并行处理工作,由多个线程池来负荷分担。

(5)API网关/边缘服务
API Gateway:
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对设备侧(PC,Mobile等)提供简化的单一服务接口;
它内部聚合后台几十甚至上百微服务。
价值:它的主要作用是简化设备侧开发的复杂度,减少微服务网络调用数量和网络延迟问题。

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