【概念】神马是分布式？

news2024/12/23 18:44:29
SueWakeup​​​​​

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 目录

前言

1. 系统架构的演变

2. SOA 与微服务的关系

3. 分布式核心知识

3.1 分布式中的远程调用

RESTful 接口

总结：什么是 RESTful 架构？

RPC 协议

RPC 协议的优点

RESTful 和 RPC 的区别与联系

3.2 分布式中的 CAP 原理

分布式系统（distributed system）的难点

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前言

        随着互联网的发展，网站应用的规模不断扩大，常规的应用架构已无法应对，分布式服务架构以及微服务架构势在必行，必需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。

在阅读本文前，推荐阅读【计算机网络】什么是http？

1. 系统架构的演变

架构描述优点缺点
单体应用架构

将所有的功能模块打包到一起

并放在一个 web 容器中运行
  • 所有的功能集成在一个项目工程中
  • 项目架构简单，前期开发成本低，周期短，小型项目的首选
  • 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目不易开发、扩展及维护
  • 系统性能扩展只能通过扩展集群结点，成本高、有瓶颈
垂直应用架构将应用拆成互不相干的几个应用
  • 项目架构简单，前期开发成本低，周期短，小型项目的首选
  • 通过垂直拆分，原来的单体项目不至于无线扩大
  • 不同的项目可采用不同的技术
  • 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目不易开发、扩展及维护
  • 系统性能扩展只能通过扩展集群结点，成本高、有瓶颈
分布式 SOA 架构

根据需求，进行分布式部署、组合和使用

一个服务以独立的形式存在于操作系统进程中
  • 抽取公共的功能为服务，提高开发效率
  • 对不同的服务进行集群化部署解决系统压力
  • 基于 ESB / DUBBO 减少系统耦合
  • 抽取服务的粒度较大
  • 服务提供方与调用方耦合度较高
微服务架构在 SOA 上做升华，强调 “业务需要的彻底的组件化和服务化” ，原有的单个业务系统拆分成多个可以独立开发、设计、运行的小应用
  • 通过服务的原子化拆分，以及微服务的独立打包、部署和升级，小团队的交付周期将缩短，运维成本也将大幅度下降
  • 微服务遵循单一原则。采用 Restful 等轻量协议传输
  • 微服务过多，服务治理成本高，不利于系统维护
  • 分布式系统开发的技术成本高（容错、分布式事务等）
服务网格化引入一个独立的网络层，实现服务之间的通信、发现、负载均衡等功能
  • 服务之间的通信更加透明，无需关注底层通信细节
  • 提供统一的安全性和监控机制，能够收集服务之间的通信数据
  • 可以根据需求动态地扩展和调整服务之间的通信配置
  • 增加系统的复杂性，需要投入更多精力和资源管理服务网格
  • 引入额外的网络通信会带来一定的性能开销

2. SOA 与微服务的关系

功能SOA微服务
组件大小大块业务逻辑单独任务或小块业务逻辑
耦合通常松耦合总是松耦合
公司架构任何类型小型、专注于功能交叉团队
管理着重中央管理着重分散管理
目标确保应用能够交互操作执行新功能、快速扩展开发团队

3. 分布式核心知识

3.1 分布式中的远程调用

存在多个服务之间存远程调用的需求

远程调用通常包含两个部分：序列化和通信协议

目前常见的序列化协议包括：json、xml、hession、protobuf、thrift、text、bytes等

目前主流的远程调用技术：基于 HTTP 的 RESTful接口、基于 TCP 的 RPC 协议

RESTful 接口

Representational State Transfer 的缩写，如果一个架构符合 REST 原则，就称它为 RESTful 架构

资源（Resources）：网络上的一个实体或一个具体信息，可以用 URI （统一资源定位符）指向它，每种资源对应一个特定的 URI。

表现层（Representation）：将 “资源” 具体呈现的形式称为 “表现层”。

比如，文本可以用 txt 格式表现，也可以用 HTML 格式、XML 格式、JSON 格式、“二进制”格式表现。

状态转化（State Transfer）：在访问一个网站时，需要客户端和服务器进行互动，在这个过程中，如果客户端需要操作服务器上，必需通过 HTTP 协议，让服务器端发送 “状态转化”。

比如，通过 GET 获取资源、POST 新建或更新资源、PUT 更新资源、DELETE 删除资源。

总结：什么是 RESTful 架构？
  • 每一个 URI 代表一种资源
  • 客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层
  • 客户端通过 GET、POST、PUT、DELETE 对服务器端资源进行操作，实现 “表现层状态转化”

RPC 协议

Remote Procedure Call 的缩写，一种进程间的通信方式。允许像调用本地服务一样调用远程服务。

主要目标：让远程服务调用更简单、透明。

角色：负责屏蔽底层的传输方式（TPC 或 UDP）、序列化方式（XML / JSON / 二进制）和通信细节。

RPC 协议的优点
  • 微服务架构的基础组件，大大降低架构微服务化的成本，提供调用方与服务提供方的研发效率
  • 屏蔽跨进行调用函数（服务）的各类复杂细节

RESTful 和 RPC 的区别与联系

比较项RESTfulRPC
通讯协议HTTP一般使用 TCP
性能略低较高
灵活度高低
应用微服务架构SOA 架构

3.2 分布式中的 CAP 原理

分布式系统（distributed system）的难点

各个结点的状态同步。CAP 定理是这方面的基本定理，也是理解分布式系统的起点。

Consistency（一致性）：数据一致更新，所有数据的变化都是同步的

Availability（可用性）：在集群中一部分节点故障后，集群整体是否还能响应客户端

Partition tolerance（分区容错性）：某个节点的故障，并不影响整个系统的允许

选择描述
CA

加强一致性和可用性

传统的关系型数据库的选择

AP

追求分区容错性和可用性

分布式系统设计、非关系型数据库系统的选择

CP

追求一致性和分区容错性

基本不会选择，网络问题会让整个系统瘫痪

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