互联网架构演进：从传统单体到Service Mesh-阿里云开发者社区

01 引言

博主之前曾经写过互联网架构的演进过程，又过了一段时间了，内容也需要更新下，之前写的文章可以参考：

下面是博主整理的互联网架构演变过程：

传统架构 → 分布式架构 → SOA架构 → 微服务架构 → 服务网格 → ServiceMesh

本文按照顺序依次讲解这些架构演进节点的相关概念。

02 架构演进

2.1 传统架构

相关架构图如下：

传统架构：在这种架构中，整个应用程序作为一个单一的、紧密耦合的单体进行开发、部署和维护。就是大家在刚开始初学JavaEE技术的时候SSH架构或者SSM架构，业务没有进行拆分，都写同一个项目工程里面，一般是适合于个人或者是小团队开发。

优点：简单易理解、开发速度快、部署简单、集中式数据管理等

缺点：一旦有一个模块导致服务不可用，可能会影响整个项目。

2.2 分布式架构

分布式架构：基于传统架构演变过来，将传统的单体项目以项目模块进行拆分，拆分为会员项目、订单项目、支付项目、优惠券项目等，从而降低耦合度，这种项目架构模式慢慢开始适合于互联网公司规模人数开发。

优点：可伸缩性（增加节点来提高负载能力）、高可用性（解决单点故障）、更好的性能（减轻单一节点压力）

缺点：复杂性（设计与维护）、一致性问题（受地区、故障影响）、开发和调试难度大、成本高。

2.3 SOA架构

相关架构图如下：

SOA架构：代表面向与服务架构，俗称服务化，通俗的理解为面向与业务逻辑层开发，将共同的业务逻辑抽取出来形成一个服务，提供给其他服务接口进行调用，服务与服务之间调用使用rpc远程技术。

SOA架构特点：

SOA架构中通常使用XML方式实现通讯，在高并发情况下XML比较冗余会带来极大的影响，所以最后微服务架构中采用JSON替代xml方式。
SOA架构的底层实现通过WebService和ESB（xml与中间件混合物），Web Service技术是SOA服务化的一种实现方式，WebService底层采用soap协议进行通讯，soap协议就是HTTP或者是HTTPS通道传输XML数据实现的协议。

优点：模块化和可重用性、松耦合、跨平台和跨语言（使用标准的通讯协议如HTTP和SOAP等）；

缺点：对于大规模的SOA系统，需要有效的治理机制来管理服务的生命周期、版本控制、监控等，这可能是一个挑战。

2.4 微服务架构

相关架构图如下：

微服务架构基于SOA架构演变过来的，在传统的WebService架构中有如下问题:

依赖中心化服务发现机制；
使用SOAP通讯协议，通常使用XML格式来序列化通讯数据，xml格式非常喜欢重，比较占宽带传输；
服务化管理和治理设施不完善。

微服务架构：从SOA架构演变过来，比SOA架构粒度会更加精细，让专业的人去做专业的事情（专注），目的提高效率，每个服务于服务之间互不影响，微服务架构中，每个服务必须独立部署，互不影响，微服务架构更加体现轻巧、轻量级，是适合于互联网公司敏捷开发。

微服务架构特征：

微服务架构倡导应用程序设计程多个独立、可配置、可运行和可微服务的子服务；
服务与服务通讯协议采用HTTP协议，使用restful风格API形式来进行通讯，数据交换格式轻量级JSON格式通讯，整个传输过程中，采用二进制，所以HTTP协议可以跨语言平台，并且可以和其他不同的语言进行相互的通讯，所以很多开放平台都采用HTTP协议接口。

微服务架构如何拆分：

微服务把每一个职责单一功能存放在独立的服务中；
每个服务运行在单独的进程中；
每个服务有自己独立数据库存储、实际上有自己独立的缓存、数据库、消息队列等资源。

微服务架构与SOA架构的区别：

微服务架构基于 SOA架构演变过来，继承 SOA架构的优点，在微服务架构中去除 SOA 架构中的 ESB 消息总线，采用 http+json（restful） 进行传输。
微服务架构比 SOA 架构粒度会更加精细，让专业的人去做专业的事情（专注），目的提高效率，每个服务于服务之间互不影响，微服务架构中，每个服务必须独立部署，微服务架构更加轻巧，轻量级。
SOA 架构中可能数据库存储会发生共享，微服务强调独每个服务都是单独数据库，保证每个服务于服务之间互不影响。
项目体现特征微服务架构比 SOA 架构更加适合与互联网公司敏捷开发、快速迭代版本，因为粒度非常精细。

优点：

灵活性和可维护性：微服务使得应用程序能够更容易理解、开发、测试和维护，因为每个服务都是相对独立的。
独立部署：每个微服务都可以独立部署，这使得团队可以更频繁地发布新版本，而不会影响整个系统。
可伸缩性：微服务允许针对不同的服务进行独立的水平扩展，从而更好地适应变化的负载。
技术多样性：因为每个微服务都是相对独立的，所以团队可以选择最适合其服务的技术栈，提高了灵活性。
分布式开发：不同团队可以独立开发、测试和部署各自的微服务，从而提高了整个开发团队的效率。
容错性和隔离性：单个微服务的故障不会影响整个系统，这提高了系统的容错性。此外，服务之间的隔离性使得故障更容易定位和修复。

缺点：

复杂性：微服务架构引入了分布式系统的复杂性，包括服务发现、通信、一致性、事务管理等方面的问题。
运维挑战：管理大量的微服务并确保它们有效运行可能是一项挑战，尤其是在监控、日志记录和调试方面。
一致性问题：因为微服务是独立部署的，保持数据一致性变得更加复杂，需要引入一致性解决方案。
性能开销：微服务之间的通信可能引入性能开销，特别是在分布式事务和跨服务调用时。
服务发现和治理：管理大量的微服务实例、服务发现和服务治理可能需要引入额外的工具和复杂性。

缺点：复杂性、一致性问题、性能开销、服务发现和治理。

这里顺带附上服务间通信协议的发展：

关于gRPC的工作原理如下：

2.5 服务网格

服务网格：是一种用于管理和控制微服务架构中服务之间通信的基础设施层。它通过将通信控制从应用程序代码中分离出来，集中管理服务间的通信，提供了更好的可观察性、可维护性和安全性。服务网格通常包括用于流量管理、服务发现、负载均衡、故障恢复、安全性、监控和日志等功能的组件。

优点：

可观察性：服务网格提供了对服务间通信的全面观察，包括请求成功率、延迟、错误率等指标，以及请求的完整跟踪和日志。
流量管理：可以通过服务网格进行流量控制、路由、分阶段发布等，提供更灵活的流量管理能力。
故障恢复：服务网格可以自动处理一些故障恢复任务，例如超时、重试、断路器等，提高系统的稳定性。
安全性：服务网格可以提供对服务间通信的加密、认证和授权，加强了系统的安全性。
解耦和可维护性：通过将通信控制从应用程序中抽象出来，服务网格提供了更好的解耦，使得服务间通信的维护更容易。

缺点：

复杂性：引入服务网格会增加系统的复杂性，需要配置和管理大量的组件，包括代理、控制平面等。
性能开销：由于服务网格通常涉及在服务间通信中引入代理，可能引入一些性能开销，尤其是在大规模微服务架构中。
学习曲线：对于团队来说，学习和理解服务网格的概念和工作原理可能需要一些时间，特别是对于初次接触的团队。

2.6 Service Mesh

相关架构图如下：

Service Mesh：前面说到微服务架构是一种设计理念，将应用拆分成小而独立的服务。而服务网格是一种基础设施层，用于管理这些微服务之间的通信。服务网格提供了一些额外的功能，如流量控制、安全性、故障恢复，使得微服务架构更容易操作和维护。简单地说ServiceMesh就是微服务时代的TCP协议。

优点：