微服务作为近几年出现的词，一出现就受到了公司的一致好评。前几年找工作还没有微服务这个概念，现在找工作没有微服务可就很难了。那么接下来就来了解一下微服务架构是怎么样的。

1 微服务架构介绍

1.1 系统架构演变历史

首先我们先了解一下：为什么系统架构需要演进？

• 互联网的爆炸性发展
• 硬件设施的快速发展
  • 硬件：包括 CPU、MEM、存储、网络
• 需求复杂性的多样化
  • 文本、图片、音频、视频、VR
• 开发人员的急剧增加
  • 早期的精英程序猿，如今的开发平台
• 计算机理论及技术的发展
  • 算法（Paxos Raft）NoSQL大数据

下图就是系统架构的演变历史进程：

1. 单体架构：
   all in one process
   优势：

   • 性能最高
   • 冗余小

   劣势

   • debug 困难
   • 模块相互影响
     • 非核心功能导致程序崩溃
   • 模块分工、开发流程
     

2. 垂直应用架构
   按照业务线垂直划分

   优势

   • 业务独立开发维护

   劣势

   • 不同业务存在冗余
   • 每个业务还是单体

   不同业务线的模块存在冗余，无法复用
   

3. 分布式架构
   抽出业务无关的公共模块

   优势

   • 业务无关的独立服务

   劣势

   • 服务模块 bug 可导致全站瘫痪
   • 调用关系复杂
   • 不同服务冗余
     

4. SOA架构（Service Orriented Architecture）
   面向服务

   优势

   • 服务注册

   劣势

   • 整个系统设计是中心化的
   • 需要从上至下设计
   • 重构困难
     

5. 微服务架构
   彻底的服务化

   优势

   • 开发效率
   • 业务独立设计
   • 自下而上
   • 故障隔离

   劣势

   • 治理、运维难度增加
   • 观测挑战
   • 安全性
   • 分布式系统本身的复杂性
     

1.2 微服务架构概览

微服务架构大体全貌

1.3 微服务架构核心要素

• 服务治理
  • 服务注册
  • 服务发现
  • 负载均衡
  • 扩缩容
  • 流量治理
  • 稳定性治理
  • …
• 可观测性
  • 日志采集
  • 日志分析
  • 监控打点
  • 监控大盘
  • 异常报警
  • 链路追踪
  • …
• 安全
  • 身份验证
  • 认证授权
  • 访问令牌
  • 审计
  • 传输加密
  • 黑产攻击
  • …

2.微服务架构原理及特征

2.1 基本概念

• 服务（service）：一组具有相同逻辑的运行实体
• 实例（instance）：一个服务中，每个运行实体即为一个实例。
• 实例与进程的关系
  • 实例与进程之间没有必然对应关系，可以一个实例可以对应一个或多个进程（反之不常见）
• 集群（cluster）：通常指服务内部的逻辑划分，包含多个实例。
• 常见的实例承载形式：进程、VM、K8s pod…
• 有状态/无状态服务：服务的实例是否存储了可持久化的数据（例如磁盘文件）。
  
  例子：
  如果把 HDFS 看作一组微服务
  

服务间通信：

• 对于单体服务，不同模块通信只是简单的函数调用。
• 对于微服务，服务间通信意味着网络传输。
  

2.2 服务注册与发现

问题：在代码层面，如何指定调用一个目标服务的地址（ip:port）?

对于网络通信功能（不管是 http 还是rpc），我们指导需要指定远程的 ip port。
既然服务之间存在通信关系，在实际代码层面，如何写通信地址。

1. 如果是 hardcode 的方式指定下游实例地址有什么问题？
   
   服务有多个实例，没法 hardcode （记住一个服务的所有实例都是运行同一份代码）
   服务实例 ip port 本身是动态变化的。

2. DNS

   • 本地 DNS 存在缓存，导致延时
   • 负载均衡问题
   • 不支持服务实例的探活检查
   • 域名无法配置端口
     
     DNS 的思想是：中间层

通过上述的问题我们知道：
解决思路：新增一个统一的服务注册中心，用于存储服务名到服务实例的映射。

服务实例上线及下线过程

知道了服务发现的基本机制，接下来查看基于服务发现来实现平滑无损的服务实例上下线流程。因为我们不能直接下线，因为还有流量存在。

下面就是一个服务实例下线的过程
：首先会先从注册中心中去除，在服务B中去掉，之后流量没有后直接从服务B中就没有了。图示如下。

此时服务B只有两个实例，压力有点大，重新添加一个实例

上线一个服务和之前的类似：我们可以看下面的图解。
：首先会线到服务B，并进行 health check。之后上线到服务中心

ok之后将其注册到服务注册中心中

2.3 流量特征

从流量的视角看看微服务架构的全貌

• 统一网关入口
• 内网通信多数采用RPC
• 网状调用链路
  
  弱化连接的概念，强调的是请求。