1. 单体、集群、微服务
1.1 web开发中的三层架构:
- 持久层:用于和数据库交互
- 业务逻辑层:从持久层获取数据,为API层服务;
- API层,接收用户请求,调用业务层进行数据的操作,并且返回响应。
单机架构:将系统的三层部署到同一台服务器,称为单机架构。随着流量的增加,只能通过CPU及内存增加来进行扩容。
1.2 单体架构缺点
- 模块耦合度过高,一个故障全故障,一个升级需要全升级;
- 开发困难,各个团队开发到最后都需要整合在一起,需要具备相同的技术栈;
- 可拓展性差,需要调用其中一个模块是较为复杂。
由于单机处理能力有限,当业务增长到一定程度时,单机的硬件资源无法支撑业务量,此时出现集群模式。
1.3 集群
单机处理达到瓶颈,将单机复制,构成一个集群。集群中每台服务器称为一个节点,每个节点提供相同的服务;
-
集群需要一个负载均衡器;
-
集群的优缺点:
- 缺点:便于拓展;
- 优点:对于上万的高并发,即使增加节点数,性能也没有明显的提升。
1.4 分布式
分布式架构,将业务按照功能拆分成一个个独立的子系统,将各个子系统(服务)部署在不同的服务器,且各个分开部署的部分彼此通过各种通讯协议进行交互。访问业务需要使用通过API Geteway进行访问。
- 分布式优点:
- 系统间耦合度大大降低,可以独立开发、独立部署、独立测试、系统间边界明确,排错简单,开发效率提升;
- 易于拓展;
- 复用性高:比如,当我们将用户系统作为单独的服务后,该公司所有的产品都可以使用该系统作为用户系统,无需重复开发。
1.5 微服务
微服务将模块拆分称为一个独立的服务单元通过接口来实现数据的交互。微服务的设计是为了不因为某个模块的升级和BUG影响现有的系统业务。
- 微服务特点:
- 模块拆分为独立的工程,使用接口通信,降低服务之间的耦合度;
- 不同服务拆分为不同的子项目,不同团队负责不同的子项目;
- 需要增加功能时只需增加一个子项目,调用其他系统接口即可;
- 可以灵活的进行分布式部署。
1.6 集群、分布式、微服务的区别
- 集群:多台服务器部署相同应用构成集群,利用硬件有事支撑访问量过高的应用;
作用:通过负载均衡设备共同对外提供服务。
- 分布式:不同模块部署在不同服务器,对系统的水平拓展,分散单个服务器压力;
作用:分布式解决网站高并发带来的问题。
- 微服务:对系统进行更细粒度的拆分,侧重模块解耦和复用,不同的微服务不一定部署到不同服务器上。微服务是使系统各个功能拆分更加精细和独立的垂直拓展。
总结:
- 微服务多数是分布式的,但分布式项目不一定是微服务架构;
- 集群和分布式是分散压力,而微服务是分散能力;
- 分布式一定是多个服务器,而微服务一个或者多个都可以。
2. 容器及虚拟化技术
2.1 容器技术起源
微服务架构本质是一个分布式系统。开发复杂,部署复杂(需要部署的应用数量从一个上升至几个甚至几十个)。若在运维方面没有大的进展,微服务架构不能得到广泛应用。容器化技术的出现,为系统运维带来了新的可能性,微服务架构应用的部署离不开容器化技术。
2.2 应用部署的发展
2.3虚拟化
-
寄居虚拟化
安装在操作系统之上,虚拟机对各种物理设备(cpu 内存 硬盘等)的调用,均通过VMM层和宿主机的操作系统一起协调完成。(VMware及VirtualBox均采用该方式)
-
裸机虚拟化
直接将VMM安装在硬件设备与物理硬件之间,MM在这种模式下亦可称为Hypervisor,虚拟机要执行指令时,Hypervisor接管,模拟相应的操作。
2.4 容器技术
容器是对进程进行隔离,属于操作系统层面的虚拟化技术。由于隔离的进程独立于宿主和其他隔离进程,因此称其为容器。简单的说,一个容器包含了完整的运行环境:除运行程序本身外,这个应用所需的全部依赖、类库、二进制文件、配置文件等,都被统一打入了一个称为容器镜像的包中。
2.4 容器及虚拟机对比
建议采用容器:容器技术比虚拟机技术更为轻便、快捷。
2.5 容器部署方式
容器提供了一种更为简洁的方式,容器镜像包含代码以及代码运行所依赖的全部。
- 开发交付的是可直接运行的镜像,而不是代码安装包;
- 应用交付团队只需从镜像创建容器的并运行;
-
运维只需管理运行容器的基础设施和容器的运行。
2.5 容器的优势
- 环境一致,便于排错;
- 相比虚拟机更加轻量级;
- 秒级响应,出现问题可以快速回滚;
- 可保证程序AlwaysRunning,传统虚拟机OS上需要执行相应脚本。
3.Docker
- Docker是一个开源项目,诞生于2013年初,由dotCloud公司一个内部项目。基于Go语言实现。项目代码在此。
- Docker的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。其基础为Linux容器(LXC)等技术。
- 用户操作Docker就像操作一个快速轻量级的虚拟机一样简单。
3.1 仓库、镜像、容器
- 仓库(registry):存放镜像的地方,Docker公司运营公共的Registry叫做Docker Hub
- 镜像:构建Docker的基石,用户基于镜像来运行自己的容器。通过镜像创建Docker容器。
- 容器:Docker利用容器来运行应用。容器是从镜像创建的运行实例,可以被启动、开始、停止、删除。镜像是Docker生命周期中的构建或者打包阶段,而容器则是启动或者执行阶段。容器基于镜像启动,一旦容器启动完成后,我们就可以登录到容器中安装自己需要的软件或者服务。
3.2 Docker安装
yum install docker
# 安装
systemcrl start/restart/stop docker
# 启动、重启、关闭Docker
systemctl status docker
# 查看Docker状态
docker info
# 查看Docker概要信息
docker version
# 查看Docker版本信息
``
3.3 镜像操作
docker images
# 查看本地镜像
docker search mysql
# 搜索镜像
docker pull centos:7
# 拉取镜像
docker push image_name
# 上传镜像
docker rmi image_name/id
# 删除镜像
docker inspect image_name/container_name
# 查看镜像、容器详细信息
3.4 容器操作
docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
OPTIONS:
-i 表示交互式;
-t 表示容器登录后进入其命令行参数,加入这两个参数后,容器创建后就能登录进去;
-v 表示目录映射(前者是宿主机目录绝对路径,后者是容器内目录路径),tips:可以多做几个目录或文件映射。一般在宿主机上修改,然后共享到容器上;
-p 表示端口映射(前者是宿主机端口、后者是容器内映射端口)可以多做几个端口映射
-d 在run后面加上-d参数,则会创建一个守护式容器在后台运行(这样创建容器后不会自动登录容器,如果只加-i -t两个参数,创建后就会自动进去容器)。
ARG:
--name 为创建的容器命名
--rm 容器终止后会立刻删除,和-d参数不能同时使用
3.4.1 常见命令
docker run -d image_name|镜像id:tag
# 后台启动容器、创建守护式进程
docker exec -it container_id|container_name /bin/bash
# 进入容器、登录守护式容器
docker run -it --name=container_name image_id|image_name:tag
# 启动容器并进入,创建交互式容器
exit
# 退出当前容器
docker ps
# 查看运行容器
docker ps -a
# 查看所有容器
docker start container_id|container_name
# 启动停止的容器
docker stop container_id|container_name
# 停止容器
docker rm container_id|container_name
# 删除停止的容器
4.MySQL容器部署
4.1 宿主机和容器之间复制文件
docker cp host_machine_file_pathcontainer_name:path
# 宿主机复制文件到容器
docker cp container_name:file_path host_machine_file_path
# 复制容器中文件到宿主机
4.2 MySQL部署
docker pull mysql:5.7
# 拉取MySQL5.7docker run -d --name -p 3308:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:5.7
# 创建容器docker exec -it mysql /bin/bash
# 登录mysql容器mysql -uroot -p123456 database_name
# 进入database_name数据库
5.centos部署
docker pull centos
# 拉取centos:latestdocker run -d --name centos centos ping www.baidu.com
# 创建容器docker exec -it centos /bin/bash
# 登录centos容器
注意:第二条命令末尾加一个死循环,本例使用了ping