深入微服务架构 | 微服务与k8s架构解读

深碍√TFBOYSˉ_ 2023-09-24 16:37 58阅读 0赞

**微服务项目架构解读**

#### **① 什么是微服务？** ####

微服务是指开发一个单个小型的但有业务功能的服务，每个服务都有自己的处理和轻量通讯机制，可以部署在单个或多个服务器上。

微服务也指一种种松耦合的、有一定的有界上下文的面向服务架构。也就是说，如果每个服务都要同时修改，那么它们就不是微服务，因为它们紧耦合在一起；如果你需要掌握一个服务太多的上下文场景使用条件，那么它就是一个有上下文边界的服务，这个定义来自DDD领域驱动设计。

它的主要特点是**组件化、松耦合、自治、去中心化**，体现在以下几个方面：

*  **一组小的服务**
    
    服务粒度要小，而每个服务是针对一个单一职责的业务能力的封装，专注做好一件事情。
 *  **独立部署运行和扩展**
    
    每个服务能够独立被部署并运行在一个进程内。这种运行和部署方式能够赋予系统灵活的代码组织方式和发布节奏，使得快速交付和应对变化成为可能。
 *  **独立开发和演化**
    
    技术选型灵活，不受遗留系统技术约束。合适的业务问题选择合适的技术可以独立演化。服务与服务之间采取与语言无关的API进行集成。相对单体架构，微服务架构是更面向业务创新的一种架构模式。
 *  **独立团队和自治**
    
    团队对服务的整个生命周期负责，工作在独立的上下文中，自己决策自己治理，而不需要统一的指挥中心。团队和团队之间通过松散的社区部落进行衔接。

我们可以看到整个微服务的思想就如我们现在面对信息爆炸、知识爆炸是一样的：通过解耦我们所做的事情，分而治之以减少不必要的损耗，使得整个复杂的系统和组织能够快速的应对变化。

#### ② 微服务的优点 ####

*  每个微服务都很小，这样能聚焦一个指定的业务功能或业务需求。
 *  微服务能够被小团队单独开发，这个小团队是2到5人的开发人员组成。
 *  微服务是松耦合的，是有功能意义的服务，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。
 *  微服务能使用不同的语言开发。
 *  微服务允许容易且灵活的方式集成自动部署，通过持续集成工具，如Jenkins, bamboo 。
 *  一个团队的新成员能够更快投入生产。
 *  微服务易于被一个开发人员理解，修改和维护，这样小团队能够更关注自己的工作成果。无需通过合作才能体现价值。
 *  微服务允许你利用融合最新技术。
 *  微服务只是业务逻辑的代码，不会和HTML,CSS 或其他界面组件混合。
 *  微服务能够即时被要求扩展。
 *  微服务能部署中低端配置的服务器上。
 *  易于和第三方集成。
 *  每个微服务都有自己的存储能力，可以有自己的数据库。也可以有统一数据库

**k8s集群架构解读**

#### ① 什么是kubernetes ####

Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统（谷歌内部:Borg）。在Docker技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。Kubernetes优势:

*  容器编排
 *  轻量级
 *  开源
 *  弹性伸缩
 *  负载均衡

#### ② Kubernetes架构和组件 ####

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主从分布式架构，Master/Node

*  服务分组，小集群，多集群
 *  服务分组，大集群，单集群

Kubernetes Master / Node : 如果大家对诸如hadoop这样的分布式集群有所了解，就会发现k8s的设计理念和其他分布式架构的非常类似的：Master节点负责接收用户的指令、分配任务以及记录各个node的情况；而node节点负责接收Master的指令，启动相应的Pod（k8s的最小执行单元，是一个Container的集合)

安装k8s时会指定Master和Node节点，部署好之后，我们通过k8s的api与Master节点进行交互。Master节点收到了我们的指令(比如新启动一个Pod)，会调度Node节点去完成它们。当然，其中底层的调度策略、具体的实现细节对于我们使用者来说都是隐蔽的，不需要我们去了解。

**master工作流程图**

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Kubecfg将特定的请求，比如创建Pod，发送给Kubernetes Client。

Kubernetes Client将请求发送给API server。

API Server根据请求的类型，比如创建Pod时storage类型是pods，然后依此选择何种REST Storage API对请求作出处理。

REST Storage API对的请求作相应的处理。

将处理的结果存入高可用键值存储系统Etcd中。

在API Server响应Kubecfg的请求后，Scheduler会根据Kubernetes Client获取集群中运行Pod及Minion/Node信息。

依据从Kubernetes Client获取的信息，Scheduler将未分发的Pod分发到可用的Minion/Node节点上。

Kubernetes Node运行节点，运行管理业务容器，包含如下组件:

1.Kubelet负责管控容器，Kubelet会从Kubernetes API Server接收Pod的创建请求，启动和停止容器，监控容器运行状态并汇报给Kubernetes API Server。

2.Kubernetes Proxy负责为Pod创建代理服务，Kubernetes Proxy会从Kubernetes API Server获取所有的Service信息，并根据Service的信息创建代理服务，实现Service到Pod的请求路由和转发，从而实现Kubernetes层级的虚拟转发网络。

3.DockerNode上需要运行容器服务。

Kubelet\[节点上的Pod管家\]

负责Node节点上pod的创建、修改、监控、删除等全生命周期的管理 定时上报本Node的状态信息给API Server。

kubelet是Master API Server和Minion/Node之间的桥梁，接收Master API Server分配给它的commands和work，通过kube-apiserver间接与Etcd集群交互，读取配置信息。

具体的工作如下：

1.  设置容器的环境变量、给容器绑定Volume、给容器绑定Port、根据指定的Pod运行一个单一容器、给指定的Pod创建network 容器。
2.  同步Pod的状态、同步Pod的状态、从cAdvisor获取container info、 pod info、 root info、 machine info。
3.  在容器中运行命令、杀死容器、删除Pod的所有容器。

#### **③ k8s常用命令** ####

创建资源：

kubectl create -f yaml文件

查看资源：

kubectl get <resource_type>
    # 比如获取K8s集群下pod的信息
    kubectl get pod
    # 更加详细的信息
    kubectl get pod -o wide
    #获取pod更详尽的状态信息
    kubectl describe pod pod名称
    #查看所有的nodes
    kubectl get nodes
    #查看所有的namespace
    kubectl get pod --all-namespaces

替换资源：

kubectl replace -f yaml文件

删除资源：

kubectl replace -f yaml文件

查看日志：

kubectl logs pod名称
    #如果想动态查看日志加-f

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