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ZStack 5分钟 | 进程内微服务架构
2020-04-09 09:39

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ZStack是下一代开源的云计算IaaS(基础架构即服务)软件。它主要面向未来的智能数据中心,通过提供灵活完善的APIs来管理包括计算、存储和网络在内的数据中心资源。用户可以利用ZStack快速构建自己的智能云数据中心,也可以在稳定的ZStack之上搭建灵活的云应用场景,例如VDI(虚拟桌面基础架构)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等。
上期5分钟和大家分享了ZStack 核心架构设计特点之可拓展性秘密武器3-无锁架构,本期重点介绍:进程内微服务架构



前言

为了应对诸如惊人的操作开销、重复的努力、可测试性等微服务通常面临的挑战,以及获得诸如代码解耦,易于横向扩展等微服务带来的好处,ZStack将所有服务包含在单个进程中,称为管理节点,构建一个进程内的微服务架构。


动机

构建一个IaaS软件是很难的,这是一个已经从市场上现存的IaaS软件获得的教训。作为一个集成软件,IaaS软件通常需要去管理复杂的各种各样的子系统(如:虚拟机管理器hypervisor,存储,网络,身份验证等)并且需要组织协调多个子系统间的交互。例如,创建虚拟机操作将涉及到虚拟机管理模块,存储模块,网络模块的合作。由于大多数IaaS软件通常对架构考虑不够全面就急于开始解决一个具体问题,它们的实现通常会演变成:

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随着一个软件的不断成长,这个铁板一块的架构(monolithic architecture)将最终变为一团乱麻,以至于没有人可以修改这个系统的代码,除非把整个系统从头构建。这种铁板一块的编程问题是微服务可以介入的完美场合。通过划分整个系统的功能为一个个小的、专一的、独立的服务,并定义服务之间交互的规则,微服务可以帮助转换一个复杂笨重的软件,从紧耦合的、网状拓扑架构,变成一个松耦合的、星状拓扑的架构。

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因为服务在微服务中是编译独立的,添加或者删除服务将不会影响整个系统的架构(当然,移除某些服务会导致功能的缺失)。

微服务远比我们已经讨论的内容更多微服务的确有很多引入注目的优点,尤其是在一个的开发运维流程(DevOps process)中,当涉及到一个大机构的很多团队时。我们不打算讨论微服务的所有支持和反对意见,我们确定你可以在网上找到大量的相关文章,我们主要介绍一些我们认为对IaaS软件影响深远的特性。



问题

虽然微服务可以解耦合架构,但这是有代价的。阅读Microservices - Not AFree Lunch!Failing atMicroservices会对这句话有更深的理解。在这里,我们重点强调一些我们认为对IaaS软件影响重大的事情。
  1. 难以定义服务的边界和重复做功

  2. 软件难以部署、升级和维护

  3. 零散的配置

  4. 额外的监控努力

  5. 插件杀手

详细代码请见文章底部


所有的服务都在一个进程

意识到上述的所有问题,以及这么一个事实,即一个可以正常工作的IaaS软件必须和所有的编排服务一起运行之后,ZStack把所有服务封装在单一进程中,称之为管理节点。除去一些微服务已经带来的如解耦架构的优点外,进程内的微服务还给了我们很多额外的好处:

  1. 简洁的依赖

  2. 高可用,负载均衡和监控

  3. 中心化的配置

  4. 易于部署、升级、维护和横向扩展

  5. 允许插件

详细代码请见文章底部

进程内的微服务并不是一个新发明早在90年代,微软在COM(Component Object Model)中把server定义为远程、本地和进程内三种。这些进程内的server是一些DLLs,被应用程序在同一进程空间内加载,属于进程内的微服务。Peter Kriens在四年前就声称已经定义了一种总是在同一进程内通信的服务,OSGi µservices。


服务样例

在微服务中,一个服务通常是一个可重复的业务活动的逻辑表示,是无关联的、松耦合的、自包含的,而且对服务的消费者而言是一个“黑盒子”。简单来说,一个传统的微服务通常只关心特定的业务逻辑,有自己的API和配置方法,并能像一个独立的应用程序一样运行。尽管ZStack的服务共享同一块进程空间,它们拥有这些特点中的绝大多数。ZStack很大程度上是一个使用强类型语言java编写的项目,但是在各个编排服务之间没有编译依赖性,例如:计算服务(包含VM服务、主机服务、区域服务、集群服务)并不依赖于存储服务(包含磁盘服务、基础存储服务、备份存储服务、磁盘快照服务等),虽然这些服务在业务流程中是紧密耦合的。

在源代码中,一个ZStack的服务并不比一个作为一个独立的jar文件构建的maven模块多任何东西。每一个服务可以定义自己的APIs、错误码、全局配置,全局属性和系统标签。例如KVM的主机服务拥有自己的APIs和各种各样的允许用户自己定义配置的方式。

(服务样例相关详细代码请见文章底部)



总结

在这篇文章中,我们演示了ZStack的进程内微服务架构。通过使用它,ZStack拥有一个非常干净的,松耦合的代码结构,这是创建一个强壮IaaS软件的基础。

以上,就是本期的云补习啦,对架构感兴趣的小伙伴欢迎参考以下步骤自行到官网探索更多ZStack架构相关噢~

产品下载请戳:

https://www.zstack.io/help/product_manuals/maintenance_manual/2.html#c2_1

产品手册:

https://www.zstack.io/help/product_manuals/

Question Time

1.  微服务如何实现复杂笨重软件的转换?

2.  进程内微服务有哪些好处?

问题答案都在今日的小课堂中,补习完成记得带着答案到官微后台回复,我们会随机抽取5位爱学习的小伙伴送上一点小心意~
文中包含文中代码,需要的小伙伴点击进入:官网-知识库-技术汇-进程内微服务自取即可!

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