架构初探——谁动了我的蛋糕｜青训营笔记

前言

最近的课程涉及的知识比较庞杂、又是临近期末，前面网络相关的笔记都尚未完成写作，后续会尽力补上。

推荐使用网页阅读：https://juejin.cn/post/7100475899241299975

课程资料

课程视频：https://live.juejin.cn/4354/yc_cake

课程手册：https://juejin.cn/post/7098182433941651492#heading-0

课程PPT：https://bytedance.feishu.cn/file/boxcne8xf0JBAiXgPJ08Vf0IdJg?from=auth_notice&hash=d3d3a460879da375f28cee06d470b5aa

架构演进

单机架构

问题：C10K problem（如何处理10k个客户端的连接，单机瓶颈），运维需要停服

基于C10K问题，从纯网络编程技术的角度处理单机高并发访问的问题的方案经历了（阻塞IO、 select（IO多路复用）、 poll、 epoll的演进），这里给出知乎的系列章讲述 epoll的大致原理：https://zhuanlan.zhihu.com/p/64746509

关于 sokcet编程，在大致了解流程之后，推荐阅读 《Linux-UNIX系统编程手册》 下册中讲 socket通信的部分（意外的适合小白阅读）、 《TCP/IP网络编程》 这本书也可以大致浏览，比起大黑书来说，更适合入门网络编程。

单体架构 & 垂直应用架构

单体架构将单机架构做了水平扩容，部署在多台机器上；垂直扩容则在单体架构的基础上，先将其按照业务拆分，以业务为单位，部署在多台机器上（先垂直拆，再水平扩）。

SOA（Service Oriented Architecture）& 微服务

将进程按照的不同功能单元抽象为服务，进一步拆分，定义服务之间的通信标准

问题：数据一致性、服务之间通信、容灾、运维成本高

企业级后端架构剖析

云计算

• 基础
  • 虚拟化（Docker）
  • 编排（k8s）
• 云服务
  • IaaS - 云基础设施，对底层硬件资源池的抽象
  • PaaS - 基于资源池抽象，对上层提供的弹性资源平台
  • SaaS - 基于弹性资源平台构建的云服务
  • FaaS - 更轻量级的函数服务。好比 LeetCode 等 OJ，刷题时只需要实现函数，不需要关注输入输出流

云原生

弹性资源（可扩容缩容）

• 弹性计算资源调度：
  • 在线计算—互联网后端服务
  • 离线计算—大数据分析
• 弹性存储资源：
  • 对象存储（视频、图片、CDN技术）
    • 大数据存储（日志、数据挖掘）
    • 经典
  • 关系型数据库
  • 元数据（数据量不大，但是应用场景很多）
  • NoSQL（KV存储 Redis、文档存储 Mongo）

微服务架构

• 业务功能单元解耦
• 统一的通信标准 HTTP通信协议往往选择 JSON，其可读性更好，方便调试，所以下图中服务的接入都是从HTTP请求发起，来源可能是各种客户端，而经过Gateway之后则使用 rpc通信，因为其序列化协议往往有着更好的压缩率，如 pb、 thrift。并且rpc中间件往往集成了丰富的服务治理能力：熔断、降级、超时等

DevOps（更快驱动软件开发生命周期轮转）

• 敏捷开发
• CI/CD（可以了解一下 jenkis）

服务网格

• 微服务之间通讯的中间层
• 一个高性能四层网络代理（解释四层代理和七层代理）

被称为微服务架构2.0，这里放一篇文章作为了解：https://juejin.cn/post/7016612522115465252#comment

企业级后端架构的挑战

基础设施

• 物理资源有限
• 资源利用率

用户层面

• 微服务之间网络通信开销大
• 网络抖动导致运维成本高
• 异构环境下，不同实例资源水位不均，如何合理分配资源

一些解决方案

• 离/在线资源并池（在线业务分时潮汐特性）
• 微服务亲和性部署（调用关系紧密的服务部署在一台机器上，使用 IPC代替 RPC）
• 流量治理（微服务中间件&服务网格的流量治理）
• 屏蔽异构环境的算力差距（CPU水位负载均衡）

小结

笔记内容较为提纲挈领，课程帮助我们开阔了后端架构的视野，但这部分的知识也着实需要结合实践去消化，目前于我来说难度较大，确实只能说是初探架构。