韓丹

（中海油信息科技有限公司 北京市 100010）

微服務(wù)能夠幫助各家企業(yè)合理解決諸多發(fā)展問(wèn)題，這是因?yàn)槲⒎?wù)平臺(tái)架構(gòu)可以服務(wù)化地切分各種復(fù)雜的應(yīng)用，從而使復(fù)雜問(wèn)題被劃分成若干既簡(jiǎn)單又小的問(wèn)題。平臺(tái)架構(gòu)的服務(wù)間，其核心即業(yè)務(wù)，可以幫助企業(yè)建立健全自動(dòng)化以及獨(dú)立化的工作制度，最終使服務(wù)的集中管理得以被有效實(shí)現(xiàn)。

1 微服務(wù)概述

1.1 微服務(wù)架構(gòu)

所謂微服務(wù)即具有自治性、協(xié)同性、高內(nèi)聚性且較小一類的服務(wù)，按照業(yè)務(wù)邊界可以對(duì)其邊界加以明確。除此之外，微服務(wù)屬于獨(dú)立性較高的實(shí)體，能夠于PaaS 上被獨(dú)立部署。系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)服務(wù)的互相通信主要經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)的合理調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，這便會(huì)使服務(wù)隔離性被有效強(qiáng)化。

從整體上來(lái)看，微服務(wù)的平臺(tái)架構(gòu)能夠劃分單一的應(yīng)用程序，使之被細(xì)分為若干小服務(wù)，并且確保各服務(wù)能夠互相配合與協(xié)調(diào)。各服務(wù)能夠在相應(yīng)獨(dú)立進(jìn)程里落實(shí)，相互間的溝通主要會(huì)借助輕量級(jí)通信機(jī)制。構(gòu)建各服務(wù)時(shí)，主要會(huì)以實(shí)際業(yè)務(wù)為中心，同時(shí)可以在相應(yīng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)獨(dú)立部署。與此同時(shí)，構(gòu)建此類服務(wù)架構(gòu)的時(shí)候，需要防止管理制度呈現(xiàn)集中化、統(tǒng)一化的特征，并且結(jié)合相關(guān)業(yè)務(wù)、有效工具與語(yǔ)言展開(kāi)科學(xué)構(gòu)建[1]。

1.2 微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.2.1 維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)

單體架構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、規(guī)模較大﹐同時(shí)也有較大業(yè)務(wù)量，維護(hù)一方面極易影響總體，因此有較高風(fēng)險(xiǎn)?？傮w來(lái)看，若某項(xiàng)組件在微服務(wù)的平臺(tái)架構(gòu)中出現(xiàn)故障，并不會(huì)影響到其余進(jìn)程，單項(xiàng)服務(wù)的故障能夠被有效隔離，繼而使維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)下降。

1.2.2 系統(tǒng)的組件化

通常微服務(wù)被視作組件，然而其有別于傳統(tǒng)組件的一點(diǎn)在于，其能夠使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)組件化，將傳統(tǒng)單一服務(wù)細(xì)分成若干小服務(wù)，且保證相互間互不干擾。微服務(wù)架構(gòu)將系統(tǒng)以組件化的方式分解為多個(gè)服務(wù)，服務(wù)之間松耦合且獨(dú)立，改變其中單一的功能時(shí)僅需對(duì)有關(guān)服務(wù)展開(kāi)重構(gòu)即可。

1.2.3 更豐富的技術(shù)

以往對(duì)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，常規(guī)構(gòu)建方式即某一項(xiàng)特定技術(shù)對(duì)整體應(yīng)用加以構(gòu)建。而微服務(wù)業(yè)務(wù)平臺(tái)架構(gòu)的構(gòu)建，主要會(huì)借助去中心化軟件，繼而確保各項(xiàng)服務(wù)能夠結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律以及自身實(shí)際需要展開(kāi)合理判別，最后甄選出最合適的技術(shù)。

1.2.4 復(fù)雜性下降

經(jīng)由將整體服務(wù)分解為若干小服務(wù)，能夠確保平臺(tái)有效管控服務(wù)的復(fù)雜性，防止數(shù)據(jù)孤島的出現(xiàn)。若功能不發(fā)生改變，則會(huì)將整體應(yīng)用細(xì)分成若干可控服務(wù)，以模塊化形式呈現(xiàn)出服務(wù)功能，并且有效實(shí)現(xiàn)以往單體架構(gòu)應(yīng)用的形式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能[2]。

2 基于微服務(wù)的業(yè)務(wù)平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀

如今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平越來(lái)越高，其發(fā)展勢(shì)頭極為迅猛。對(duì)于有關(guān)部門來(lái)說(shuō)，怎樣在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中提升平臺(tái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)水平，和合作方展開(kāi)有效合作，如何對(duì)市場(chǎng)實(shí)際需要予以相應(yīng)快速的反應(yīng)屬于其應(yīng)當(dāng)著重思考的關(guān)鍵問(wèn)題。當(dāng)前的傳統(tǒng)平臺(tái)不具備多樣化的能力，且平臺(tái)并非為統(tǒng)一團(tuán)隊(duì)、廠商開(kāi)發(fā)，因此無(wú)論從接口協(xié)議、技術(shù)類型還是開(kāi)發(fā)語(yǔ)言等層面來(lái)看，各類軟件間的差異性相對(duì)較大，而相應(yīng)模塊也基本屬于緊耦合，此類架構(gòu)難以有效展現(xiàn)出云的高效性、彈性以及經(jīng)濟(jì)性，其內(nèi)部各平臺(tái)許多功能有重合或者重復(fù)工作，與時(shí)代快速發(fā)展下高效運(yùn)維以及高頻發(fā)布等實(shí)際需求并不相符，急需革新。

3 平臺(tái)架構(gòu)的重構(gòu)方向

3.1 應(yīng)用層

確保資源能夠可選和可視，同時(shí)能提供智慧化的服務(wù)，并且能夠?qū)I(yè)務(wù)平臺(tái)的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)以及邏輯模式等予以高度關(guān)注，另外需要更少的研發(fā)人員，使平臺(tái)能夠更快上線與迭代更新，最終使?fàn)I運(yùn)研發(fā)的一體化得以實(shí)現(xiàn)。

3.2 資源層

確保資源層更為簡(jiǎn)潔化，使相應(yīng)CPU 的利用率全面提升、超過(guò)50%，同時(shí)全面提高資源申請(qǐng)級(jí)別，使之自以往的分鐘級(jí)最終提高到秒級(jí)，并且精細(xì)化資源管理，使其能夠有效提供容器級(jí)別的資源，另外實(shí)現(xiàn)能夠主動(dòng)對(duì)資源進(jìn)行主動(dòng)分配。

3.3 能力層

使能力層更為開(kāi)放、集約，保證基礎(chǔ)平臺(tái)能夠基于當(dāng)今最為主流的軟件被有效構(gòu)建，使通用類的服務(wù)得以被有效實(shí)現(xiàn)，并且最大化地集約組件，另外實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)間服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)更為簡(jiǎn)潔、標(biāo)準(zhǔn)的共享[3]。

4 平臺(tái)架構(gòu)的重構(gòu)思路

4.1 重構(gòu)基礎(chǔ)平臺(tái)

以現(xiàn)有平臺(tái)為基礎(chǔ)展開(kāi)全面改造與升級(jí)，將其擴(kuò)展成網(wǎng)絡(luò)化業(yè)務(wù)平臺(tái)架構(gòu)，并以Istio、Docker 以及Kubernetes 為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)全新的架構(gòu)。所重構(gòu)的基礎(chǔ)平臺(tái)包含了持續(xù)交付、管理容器、開(kāi)放能力、自動(dòng)運(yùn)維以及治理服務(wù)等，實(shí)際重構(gòu)過(guò)程中主要分階段對(duì)各項(xiàng)功能按照既定規(guī)劃展開(kāi)建設(shè)：

（1）第一階段：借助ETCD、Docker 以及Kubernetes 等對(duì)微服務(wù)的承載系統(tǒng)以及相應(yīng)容器加以構(gòu)建，管理容器功能能夠確保容器可控、適用以及可視化；而治理服務(wù)功能能夠時(shí)服務(wù)的注冊(cè)、網(wǎng)關(guān)、負(fù)載與治理等得以實(shí)現(xiàn)；對(duì)于開(kāi)發(fā)門戶來(lái)說(shuō)，可以使以往的資源申請(qǐng)轉(zhuǎn)向全程管理發(fā)布應(yīng)用；架構(gòu)中間件將均衡負(fù)載、數(shù)據(jù)庫(kù)、信息隊(duì)列以及緩存等重要服務(wù)提供給開(kāi)發(fā)方，此外用戶標(biāo)簽、短信、通信以及定位等功能也將同時(shí)被提供給開(kāi)發(fā)方；對(duì)于自動(dòng)化運(yùn)維服務(wù)來(lái)說(shuō)，其基礎(chǔ)容器指標(biāo)與統(tǒng)一收集的系統(tǒng)等重點(diǎn)對(duì)流處理技術(shù)加以應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)匯集應(yīng)用日志與平臺(tái)信息，隨后按照相應(yīng)規(guī)則得到業(yè)務(wù)指標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)設(shè)計(jì)后置的驅(qū)動(dòng)板塊，使合理轉(zhuǎn)換、配置指標(biāo)執(zhí)行、監(jiān)控與判定得以實(shí)現(xiàn)。除此之外，基礎(chǔ)平臺(tái)將借助先進(jìn)的大數(shù)據(jù)以及云技術(shù)來(lái)大幅提升運(yùn)維精準(zhǔn)度與效率，結(jié)合以往發(fā)展規(guī)律來(lái)預(yù)測(cè)指標(biāo)，并且經(jīng)由網(wǎng)關(guān)日志對(duì)服務(wù)畫像展開(kāi)研究。利用分析數(shù)據(jù)模塊全面分析歷史信息數(shù)據(jù)，進(jìn)一步預(yù)測(cè)指標(biāo)發(fā)展方向。另外，經(jīng)由統(tǒng)計(jì)流量日志，對(duì)微服務(wù)相應(yīng)網(wǎng)格服務(wù)的具體畫像進(jìn)行繪制，便于運(yùn)維工作者詳細(xì)掌控和分析平臺(tái)服務(wù)的實(shí)際工作狀況。

（2）第二階段：將持續(xù)交付系統(tǒng)、Istio 架構(gòu)以及分布式的追蹤體系應(yīng)用于架構(gòu)當(dāng)中，使微服務(wù)的系統(tǒng)建設(shè)得以完善，從而全程跟蹤事物，實(shí)現(xiàn)局和分析容器、調(diào)用鏈以及業(yè)務(wù)應(yīng)用等重要的資源日志；將機(jī)器學(xué)習(xí)法應(yīng)用到平臺(tái)當(dāng)中，使故障報(bào)警、容器的智能擴(kuò)縮以及重啟服務(wù)等功能得以實(shí)現(xiàn)，繼而使平臺(tái)運(yùn)維工作得以被全面加強(qiáng)。

4.2 重構(gòu)業(yè)務(wù)平臺(tái)

（1）微服務(wù)化所有功能：即經(jīng)由剝離整體應(yīng)用服務(wù)模塊，借助微服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，并且容器化平臺(tái)。同時(shí)，直接利用微服務(wù)來(lái)開(kāi)發(fā)集成獨(dú)立新平臺(tái)或者新業(yè)務(wù)，使獨(dú)立升級(jí)、替換微服務(wù)應(yīng)用模塊得以實(shí)現(xiàn)，最終落實(shí)持續(xù)部署與交付功能。

（2）去狀態(tài)化：即所應(yīng)用的程序只確保商業(yè)邏輯得以有效工作，讓外部?jī)?chǔ)存服務(wù)來(lái)保存數(shù)據(jù)信息，保證能夠隨時(shí)擴(kuò)展應(yīng)用。去狀態(tài)化原本的系統(tǒng)，并且將其向容器中遷移，最終借助容器技術(shù)將彈性伸縮、資源隔離與限制等提供給應(yīng)用系統(tǒng)。

（3）微服務(wù)化去除一些功能的模塊：即剝離出個(gè)別業(yè)務(wù)模塊，并且借助微服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)對(duì)模塊進(jìn)行重構(gòu)，同時(shí)容器化此架構(gòu)。按照業(yè)務(wù)模塊運(yùn)維頻次、模塊的關(guān)鍵性及其和其余模塊實(shí)際耦合度等確定是否要進(jìn)行剝離操作。

4.3 資源有效分配

4.3.1 儲(chǔ)存層面

結(jié)合機(jī)房實(shí)際狀況，借助GlusterFS 將儲(chǔ)存服務(wù)提供給架構(gòu)，并將其裝設(shè)到制定虛機(jī)的相應(yīng)掛載磁盤當(dāng)中，形成若干相應(yīng)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)。此配置的主要模式為哈希與復(fù)制的結(jié)合，且每個(gè)群組主要包含兩臺(tái)節(jié)點(diǎn)，使復(fù)制能夠在相同群組里實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于不同的群組而言，主要采用哈希運(yùn)算，這樣不僅可以借助分布式的文件使架構(gòu)性能提高，還可以確保數(shù)據(jù)信息的安全性。除此之外，借助頁(yè)面配置便能在啟動(dòng)服務(wù)的時(shí)候?qū)lusterFS 文件系統(tǒng)自動(dòng)掛載于本地容器文件系統(tǒng)內(nèi)部。在應(yīng)用服務(wù)發(fā)生縮容、擴(kuò)容或者故障轉(zhuǎn)移的時(shí)候，儲(chǔ)存模塊會(huì)被掛載至目錄當(dāng)中，在后續(xù)使用的時(shí)候即類似對(duì)本地磁盤進(jìn)行操作。

4.3.2 分配資源層面

重構(gòu)時(shí)可以對(duì)業(yè)務(wù)平臺(tái)的資源池展開(kāi)全面劃分，即將其細(xì)分成若干子區(qū)域。從本質(zhì)上來(lái)看，新業(yè)務(wù)往往會(huì)對(duì)公共資源池加以應(yīng)用，然而若有特殊需求，比如有較多單一資源的需求時(shí)，若想防止進(jìn)一步干擾相同宿主機(jī)內(nèi)各項(xiàng)服務(wù)應(yīng)用，重構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)按照不同資源需要、業(yè)務(wù)性質(zhì)以及保障等級(jí)于基礎(chǔ)資源池內(nèi)部對(duì)子區(qū)域進(jìn)行劃分，使業(yè)務(wù)調(diào)度更加合理。

4.3.3 配置層面

將影響范圍、隔離等因素運(yùn)用到實(shí)施的初期，優(yōu)先部署小型資源的少量單元，統(tǒng)一業(yè)務(wù)虛機(jī)節(jié)點(diǎn)相應(yīng)原則，隨后按照各虛機(jī)對(duì)應(yīng)應(yīng)用到工作的具體狀況來(lái)升級(jí)資源配額，在此過(guò)程中應(yīng)使單一的節(jié)點(diǎn)能夠承載較多服務(wù)應(yīng)用。

4.3.4 網(wǎng)絡(luò)層面

在此層面，重構(gòu)的平臺(tái)應(yīng)當(dāng)默認(rèn)根據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)來(lái)隔離網(wǎng)絡(luò)，而在默認(rèn)狀況下，往往不允許各類服務(wù)訪問(wèn)彼此。除此之外，重構(gòu)的平臺(tái)允許操作人員對(duì)隔離規(guī)則進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定。對(duì)于此平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)形式而言，應(yīng)該囊括獨(dú)立以及統(tǒng)一的負(fù)載。

4.3.5 應(yīng)用層面

（1）對(duì)中小型的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，允許其對(duì)平臺(tái)相應(yīng)統(tǒng)一負(fù)載的服務(wù)加以應(yīng)用，當(dāng)對(duì)外部的訪問(wèn)入口進(jìn)行申請(qǐng)的時(shí)候，重構(gòu)平臺(tái)將隨機(jī)三級(jí)域名配置給這些應(yīng)用，另外應(yīng)用也可以自行對(duì)域名進(jìn)行申請(qǐng)，并且在指定的平臺(tái)IP 上來(lái)綁定應(yīng)用，當(dāng)完成審核時(shí)，這些應(yīng)用便能對(duì)相應(yīng)域名進(jìn)行使用，繼而實(shí)現(xiàn)經(jīng)由統(tǒng)一入口來(lái)訪問(wèn)這些應(yīng)用。

（2）架構(gòu)中往往存在一部分有較大網(wǎng)絡(luò)流量的應(yīng)用，而這部分應(yīng)用能夠?qū)哂歇?dú)立性的負(fù)載進(jìn)行申請(qǐng)，與此同時(shí)，重構(gòu)的平臺(tái)還能夠單獨(dú)為應(yīng)用創(chuàng)建相應(yīng)的負(fù)載服務(wù)。

5 重構(gòu)的效果

5.1 部署更加高效

因?yàn)橹貥?gòu)的基礎(chǔ)平臺(tái)所用模式為容器結(jié)合微服務(wù)，這便能夠確保將更多容器技術(shù)優(yōu)勢(shì)展示出來(lái)，尤其可以全面提升部署各項(xiàng)應(yīng)用的整體效率。以鏡像為基礎(chǔ)來(lái)部署容器，其對(duì)應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)能夠?qū)θ萜鞯溺R像展開(kāi)有效儲(chǔ)存與管理，能夠?qū)︾R像文件展開(kāi)集中儲(chǔ)存。因此，在用戶完成鏡像的創(chuàng)建后，就能夠借助push 命令向倉(cāng)庫(kù)上傳文件，之后將此鏡像應(yīng)用于其余機(jī)器的時(shí)候，僅需自倉(cāng)庫(kù)當(dāng)中將其pull 下就可以使秒級(jí)的部署得以被有效實(shí)現(xiàn)，重構(gòu)的基礎(chǔ)平臺(tái)能夠界面化此流程，僅需簡(jiǎn)單點(diǎn)擊界面就能使部署軟件的操作完成，這可以使部署軟件的整體效率全面提升。例如某平臺(tái)，該平臺(tái)當(dāng)中存在甲、乙、丙、丁等不同小區(qū)域，倘若根據(jù)以往人工對(duì)全部網(wǎng)元的單節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署，部署每個(gè)小區(qū)通常都會(huì)花費(fèi)約1 天的時(shí)間，該周期比較長(zhǎng)；但是若能以容器鏡像的自動(dòng)化部署模式對(duì)上述分區(qū)進(jìn)行重新部署，在通常情況下，每次增設(shè)1 個(gè)區(qū)域，僅僅需要半個(gè)小時(shí)便能完成部署工作。由此可見(jiàn)，全新的部署模式能夠使此項(xiàng)工作的最終效率得以被大幅度提高[4]。

5.2 全面展開(kāi)智能化運(yùn)營(yíng)

架構(gòu)當(dāng)中有時(shí)會(huì)存在偶發(fā)業(yè)務(wù)低谷或者業(yè)務(wù)峰值，內(nèi)部的調(diào)度系統(tǒng)一般不會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間便實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)，從而使有效調(diào)度相應(yīng)服務(wù)得以被順利實(shí)現(xiàn)，并且可以均攤其中的壓力負(fù)荷，繼而確保節(jié)點(diǎn)負(fù)載更加穩(wěn)定、合理，最終防止單節(jié)點(diǎn)存在過(guò)閑或者過(guò)忙的狀況。在重構(gòu)的基礎(chǔ)平臺(tái)與“大資源池”概念相結(jié)合。經(jīng)由相應(yīng)自動(dòng)縮容、擴(kuò)容的功能，可以使以往擴(kuò)容模式被改良：當(dāng)出現(xiàn)業(yè)務(wù)峰值的時(shí)候，平臺(tái)結(jié)合相應(yīng)配置自動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)容操作，而在峰值消失的時(shí)候平臺(tái)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行縮容操作，此時(shí)資源的利用率能夠被有效提升。

5.3 利用資源更加合理

通過(guò)觀察重構(gòu)平臺(tái)的資源占用可知，重構(gòu)前后平臺(tái)占用資源的狀況有所改變，在重構(gòu)之后，平臺(tái)CPU 以及內(nèi)存的利用率分別提高了約243%以及62%。經(jīng)由集約建設(shè)平臺(tái)服務(wù)與改良微服務(wù)，能夠確保復(fù)用大部分組件，且不需要重復(fù)部署與構(gòu)建，而在逐步擴(kuò)大部署的規(guī)模之后，平臺(tái)對(duì)資源的利用率將大幅度提高。

重構(gòu)之前，平臺(tái)虛機(jī)進(jìn)行申請(qǐng)的時(shí)候若想確保業(yè)務(wù)峰值相應(yīng)資源需要得到滿足，往往會(huì)對(duì)固定的資源進(jìn)行申請(qǐng)，如此便會(huì)出現(xiàn)許多的閑時(shí)浪費(fèi)。重構(gòu)之后，平臺(tái)可以借助自動(dòng)伸縮以及彈性調(diào)配等提前將諸多空閑的資源事先分配出來(lái)，以便防止出現(xiàn)難預(yù)測(cè)峰值。除此之外，平臺(tái)可以借助科學(xué)調(diào)度來(lái)有效利用、分配集群資源。

6 結(jié)論

總體而言，經(jīng)由重構(gòu)基礎(chǔ)與業(yè)務(wù)平臺(tái)，合理配置相關(guān)資源等可知，筆者所提及的重構(gòu)思路具有一定的可行性，能夠?qū)⑽⒎?wù)優(yōu)勢(shì)充分展現(xiàn)出來(lái)。事實(shí)證明，通過(guò)重構(gòu)平臺(tái)架構(gòu)，能夠確保平臺(tái)部署更加高效，使其智能化運(yùn)維水平更高且使平臺(tái)對(duì)資源的利用更加合理。