云原生架构设计理论与实践（14）

1.云原生背景

1. 业务快速发展与 开发、运维、运营之间落后的生产关系与生产力的矛盾
2. 企业内部各占山头与企业总体战略规划的矛盾
3. 企业内部改革，降本增效的需求
4. 企业实现数字孪生，数字资产的必然需求
5. 企业外部环境，如人工智能发展、安全合规等大环境的要求

2.云原生架构的设计原则

1. 服务化原则（拆分为微服务、小服务，非功能特性委托）
2. 弹性原则（可伸可缩）
3. 可观测原则（基于sla，slo，在log，trace，metric三个维度）
4. 可持续演进扩展（增量迭代，重构，迁入迁出等，实现业务&架构的平衡）
5. 零信任（身份鉴权、资源隔离）
6. 韧性（主要目标是MTBF）
7. 高度自动化（基于ci/cd，gitops，apm，k8s）

3. 云原生架构模式

1. 服务化架构模式（服务接口契约，如IDL）

2. serverless（适用于无状态、无大量io阻塞，快进快出，事件驱动的业务，如阿里云的函数计算FC）

   • 技术关注点

     • 资源弹性调度
     • 负载均衡和流控
     • 安全性

   • 技术特点

     • 全托管计算服务
     • 通用
     • 自动弹性伸缩
     • 按量计费

   • 技术难点

     • 函数编程事件驱动比较反人性
     • 颗粒度较低，导致冷启动时间长，导致响应延迟
     • 函数编程生态不够成熟

3. service mesh（托管非功能性代码，增加代理层）

   • 技术特点

     • 数据平面
     • 控制平面

   • 主要技术

     • istio
     • linkerd
     • consul
     • conduit
4. 存储计算分离
5. 分布式事务（XA、TCC、SAGA、SEATA）
6. 可观测架构（对服务目标slo进行度量，包括log，trace，metric三个方面）

7. 事件驱动架构（EDA）

   • 适用场景如CQRS、增强服务韧性、数据变化通知、事件流处理，openapi等

4. 云原生架构反模式

1. 庞大的单体（粒度太大，耦合太高，责任不清）
2. 硬拆单体（粒度太小，架构与技术组织能力不匹配）
3. 技术拉胯（自动化能力不足，如打包、部署、治理、观测、放火技术等不足）

5. 云原生架构相关技术

1. 容器技术

   • 隔离
   • 可移植
   • 轻量
   • 打包规范化

2. 容器编排

   • 资源调度
   • 服务发现
   • 负载均衡
   • 应用部署
   • 弹性伸缩
   • 自动修复

6. 云原生微服务设计约束

1. 微服务个体约束
2. 微服务与微服务之间的横向关系
3. 微服务与数据层之间纵向关系
4. 全局视角微服务的分布式约束

7.业内主要微服务技术

1. 腾讯-tars
2. 阿里-spring cloud alibaba（包括注册中心，全局锁，分布式事务等）、dubbo（rpc框架）
3. 蚂蚁金服 sofa stack
4. Apache-spring cloud
5. eclipse micro profile
6. go生态(...)

8.云原生项目改造【背景、挑战、解决方案、收益】

• 艺龙旅行
• 申通
• 广汽丰田
• 特步