微服务架构原理与治理实践|青训营笔记

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简介: 本次课程将介绍:1. 微服务架构、2. 微服务架构原理及特征、3. 核心服务治理功能、4. 字节跳动服务治理实践。

课程资料

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

课程导学:https://juejin.cn/post/7099665398655615006/#heading-32

课程PPT:https://bytedance.feishu.cn/file/boxcnPjF5oJxpZh4ZQYDwVCSxib

课后作业:https://juejin.cn/post/7100198862404452383/

微服务架构介绍

架构概览

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  • 优势:

    1. 开发效率高、2. 业务独立设计、3. 自下而上、4. 故障隔离
  • 劣势:

    1. 治理、运维难度高、2. 观测挑战、3. 安全性、4. 分布式系统的问题

核心要素

  • 服务治理:

    1. 服务注册、2. 服务发现、3. 负载均衡、4. 扩缩容、5. 流量治理、6. 稳定性治理
  • 可观测性:

    1. 日志采集、2. 日志分析、3. 监控打点、4. 监控大盘、5. 异常报警、6. 链路追踪
  • 安全:

    1. 身份验证、2. 认证授权、3. 访问令牌、4. 审计、5. 传输加密、6. 黑客攻击

微服务架构原理及特征

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。

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服务注册及发现

在代码层面,如何指定调用一个目标服务的地址(ip:port)?

解决思路:新增一个统一的注册中心,用于存储服务名到服务实例的映射。

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服务的上下线流程(上面是下线流程、下面是上线流程)

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流量特征

统一网关入口、内网通信多数采用RPC、网状调用链路。

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核心服务治理功能

服务发布

蓝绿发布:简单、但需要两倍资源(可以根据流量的错峰特性使用蓝绿发布)

金丝雀发布:过度平滑,但是在部署时进度在1%~99%时都有可能出现问题,需要回滚版本,这种维护能力需要平台级的设施提供支持。

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流量治理

在微服务架构下,我们可以基于地区、集群、实例、请求等维度,对端到端流量的路由进行精确控制。

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负载均衡

负载均衡负责分配请求在每个下游实例上的分布。

常见的LB策略:轮询、随机、一致性hash等。

稳定性治理

线上服务总是会出现故障:网络攻击、流量突增、机房断电、光纤问题、机器问题、网络问题......

下面给出了微服务治理中的四个经典功能:

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字节跳动服务治理实践

针对于微服务架构中的请求重试机制字节给出了如下实践:

重试的意义

本地函数重试基本上是没有意义的,而远程函数重试则有意义,因为其发生请求错误的原因可能不是下游程序编写出错,而是因为:网络抖动、下游负载高导致超时、下游机器宕机、本地机器负载高、调度超时、下游熔断、限流等。

因此远程调用的重试可以:

  • 降低错误率:单次错误概率为0.01,连续错误两次概率为0.0001
  • 降低长尾延迟:对于偶尔耗时较长的请求,重试请求有机会提前返回
  • 规避暂时性错误:网络抖动
  • 避开下游故障实例:一个服务可能会有少量故障实例(如机器故障),重试可以将请求打到其他机器

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重试的难点

重试本身并不默认开启,因为有一些难点需要克服:

  • 幂等性:一些请求发起一次和多次结果会造成数据不一致情况(转账)
  • 超时设置:不同项目需要结合自己的业务设置超时重试时间和频率
  • 重试风暴:下游的重试次数会因为调用层数的深入而不断放大

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重试策略

  • 限制重试比例:设定一个重试比例阈值(例如1%),重试此处占所有请求比例不超过该阈值。

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  • 防止链路重试:链路层面防止重试风暴的核心是限制每层都发生重试,理想情况下只有最下层发生重试。可以返回特殊的status表明“请求失败、但别重试”。

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  • Hedgedrequests:对于可能超时或者高延时的请求,重新向下游另一个实例发送相同请求,并且等待先到达的响应。

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  • 重试效果验证:

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