Net分布式系統之五：微服務架構

標籤：驅動   架構設計   同步   自訂   span   非同步   運行   獨立   高可用   

 　　因工作較忙，抽時間將架構遇到的問題和架構升級設計進行記錄。

 

一、背景&問題

　　之前架構是一個基於SOA思想設計的分布式架構。各應用通過服務方式提供使用，服務之間通訊是RPC方式調用，具體實現基於.NET的WCF通訊平台。架構存在如下2個問題：

　　1、高並發處理能力不足。一當高並發請求，可能出現多個服務待定處理，導致整個系統出現瓶頸。

　　2、隨著移動端廣泛應用，服務不能靈活支援APP應用。

　　3、系統持續整合部署過於繁瑣，遇到問題不好定位。

　　基於以上存在問題升級架構，結合當前主流的架構思想，將系統進行服務化思維，就是“微服務架構”。

  

二、微服務架構

　　微服務架構（Microservices Architecture）是將系統拆分為多個服務，俗稱為應用服務。應用服務實現單一、具體的業務應用功能，支援獨立部署維護，多個應用服務構建成系統。應用服務之間通過輕量級通訊架構進行，並且支援應用服務用不同技術或者平台實現。微服務架構是SOA架構設計思想另一種實現方式。微服務架構有如下特點：

　1、微服務架構好處

　　（1）橫向擴充應用服務提升系統並發處理能力

　　（2）應用服務獨立部署維護，有利於反覆式開發法升級持續部署

　　（3）架構靈活支援多種技術實現

　　（4）有利於應用服務實現高可用性

　2、微服務架構不足

　　（1）對系統設計有一定要求，尤其是拆分技術應用服務介面

　　（2）導致系統實現複雜度的提高

　　（3）需要確保系統資料一致性機制

　　（4）導致系統維護要求和成本提高

　　系統是否需要採用微服務架構進行構建是由項目需求決定。採用微服務架構進行設計構建系統，對團隊成員能力比傳統要求高，尤其是設計能力。

  

三、架構設計原則

　　1、可擴充：支援不修改系統功能，按需擴充伺服器資源。

　　2、高可用：支援分布式部署雙機熱備機制，滿足系統高可用性的要求。

　　3、高並發：支援快捷擴張應用服務處理能力，提升系統處理能力，滿足並發請求。

　　4、安全性：訪問安全通過統一認證訪問；資訊安全通過加解密、簽名傳輸；網路安全通過網路隔離及防火牆；資料安全通過定時備份及高容錯能力。

　　5、一致性：採用資料最終一致性策略。

 

四、架構總體設計

　　　　

                                                                                圖1- 系統架構

　　，系統架構基於SOA架構設計思想，並且採用微服務架構方式進行設計和構建。將系統呈現和資料進行分離。系統呈現基於網頁進行實現，支援多種前端UI架構整合及自訂開發；資料由應用服務提供，統一通過“網關API”提供使用。架構支援通過網路層、應用程式層的負載平衡中介軟體等，實現高可用和並發處理能力。架構將一些基礎公用功能抽離構建成中介軟體。

　　1、網關API：應用服務通過網關API統一對外提供服務。網關API基於http協議、以restful方式提供統一服務介面，約定介面通訊協定，支援系統呈現的功能，以輕量級的通訊方式，滿足不同用戶端。網關API實現統一資料存取權限控制、路由應用服務、限流等功能。

　　2、訊息平台：負責應用服務之間更新同步資訊，將原有系統架構分散式交易調用更新資訊的方式，調整為通過訊息非同步發布/訂閱處理，保證資料最終一致性，應用服務之間降低耦合度和強依賴關係。高並發能力下，取得緩衝作用。

　　3、服務註冊監控中心：負責應用服務註冊發布登記，同時監控應用服務介面運行情況，支援動態控制應用服務接收請求，實現“去中心化”服務控制。組件實現服務註冊登記、監控等功能。

　　4、認證中心：負責架構訪問統一身份認證。通過使用者口令和許可權進行控制訪問。結合“網關API”實現安全訪問、限流等功能，同時實現頁面管理功能。

　　5、日誌管理系統：負責記錄系統日誌，提供服務介面和組件，業務代碼通過非同步方式將日誌資訊傳輸到“訊息平台”，日誌管理系統訂閱“訊息平台”的日誌資訊進行處理儲存。同時提供日誌管理功能

　　6、緩衝中心：基於Redis分布式記憶體資料庫，搭建架構統一緩衝中心，提供統一快取服務。

　　 

五、軟體架構設計

      　　

                                                                                 圖2- 軟體架構

　　，系統架構以微服務架構方式進行開發，從切面觀察每個應用服務進行垂直獨立開發，根據職責劃分層次，從上而下分為四個層次，分別為Web層、服務介面層、商務邏輯層及資料訪問層。Web層主要負責系統功能呈現表達，直接面對使用者；服務介面層主要負責提供標準化服務介面，與呈現層對接；商務邏輯層主要實現應用商務邏輯，是應用服務核心部分；資料訪問層負責資料持久化，支援商務邏輯層。各層次之間通過介面進行隔離，有利於後續維護擴充，減低依賴和影響。

　　應用服務完成開發後進行整合部署。Web層將根據約定整合到Web應用程式容器，其餘層次構建為應用服務進行部署，並將服務介面進行註冊登記發布使用。

六、結語

　　基礎架構大致設計就這樣，還需要考慮實施部署，可以考慮雲平台彈性資源，再結合docker容器技術。

　　後續再逐步介紹相關基礎組件設計及實現原理。技術架構重於解決問題，設計依賴需求，需求來源實際業務情境。

 

 

作者:劉蔡濤
出處：http://www.cnblogs.com/Andon_liu
關於專註於微軟平台項目架構、管理。熟悉設計模式、領域驅動、架構設計、敏捷開發和專案管理。現主要從事ASP.NET MVC、WCF/Web API、SOA、MSSQL、redis方面的項目開發、架構、管理工作。如有問題或建議，請一起學習討論！
本文著作權歸作者和部落格園共有，歡迎轉載，但未經作者同意必須保留此段聲明，且在文章頁面明顯位置給出原文串連。
如有問題，可以郵件：[email protected] 聯絡我，謝謝。

 

Net分布式系統之五：微服務架構