如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系

发布时间:2021-12-21 17:56:04 作者:柒染
来源:亿速云 阅读:105

这期内容当中小编将会给大家带来有关如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系,文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述,阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。

为什么选择 Spring Cloud Alibaba&Nacos

经过对 Alibaba Nacos 、HashiCorp Consul 等开源注册中心做了深入的调研和比较,以下是各个注册中心的特性对比:

结论:Nacos 满足目前掌门的服务治理技术栈,能实现注册中心的平滑迁移,社区发展非常活跃,所提供的特性,使得围绕 Spring Cloud Alibaba&Nacos 能够非常方便的构建云原生应用的动态服务注册发现。

一.Nacos server 落地

1. Nacos Server 部署

如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系 (Nacos Server 部署概览图)

掌门的应用环境分为 4 套,DEV、FAT、UAT、PROD 分别对应开发、测试、准生产环境、生产环境,因此 Nacos Server 也分为 4 套独立环境。除了 DEV 环境是单机部署外,其他是集群方式部署。对外均以域名方式访问,SLB 做负载均衡,包括 SDK 方式连接 Nacos Server 和访问 Nacos Server Dashboard 控制台页面。

Nacos 数据模型由 namespace / group / service 构成。 可以通过创建不同的命名空间,做到同一个应用环境的基础上更细粒度的划分,隔离服务注册和发现。在某些场景下,开发本地有需要连接测试环境的 Nacos Server ,但其他测试服务不能调用到开发本地,这时候可以将 NacosDiscoveryProperties 的 enabled 属性设置为 false 。 

Nacos Server Dashboard 集成公司的 Ldap 服务,并在用户首次登录时记录用户信息。 

2. Nacos Server 界面

Nacos Server Dashboard 用户首次登陆时,默认分配普通用户(即非 ROLE_ADMIN )角色,对查询以外的按钮均无操作权限,以免出现误操作导致服务非正常上下线。 

Nacos Server Dashboard 页面增加服务总数及实例总数的统计,该信息每 5 秒刷新一次。

如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系  

3. Nacos 监控

基于公司现有的 Prometheus 、 Grafana 、 AlertManager 从系统层监控 Nacos。

如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系

根据 Nacos 监控手册,结合 Prometheus 和 Grafana 监控 Nacos 指标。

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4. Nacos 日志

将 Nacos 多模块的日志统一按 info 、 warn、error 级别合并,定义 schema 字段标记不同模块,按 JSON 格式滚动输出到文件,供 ELK 采集展示。

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5. Nacos 告警

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6. Nacos 性能测试

def registry(ip):
    fo = open("service_name.txt", "r")
    str = fo.read()
    service_name_list = str.split(";")
    service_name = service_name_list[random.randint(0,len(service_name_list) - 1)]
    fo.close()
    client = nacos.NacosClient(nacos_host, namespace='')
    print(client.add_naming_instance(service_name,ip,333,"default",1.0,{'preserved.ip.delete.timeout':86400000},True,True))
    while True:
      print(client.send_heartbeat(service_name,ip,333,"default",1.0,"{}"))
      time.sleep(5)

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总结:Nacos Server 是 3 台 1C4G 集群,同时承受 1499 个服务和 12715 个实例注册,而且 CPU 和内存长期保持在一个合适的范围内,果真 Nacos 性能是相当 OK 的。

二.Nacos Eureka Sync 落地

1. Nacos Eureka Sync 方案选型

① Sync 官方方案

经过研究,我们采取了官方的 Nacos Eureka Sync 方案,在小范围试用了一下,效果良好,但一部署到 FAT 环境后,发现根本不行,一台同步服务器无法抗住将近 660 个服务(非实例数)的频繁心跳,同时该方案不具备高可用特点。  

② Sync 高可用一致性 Hash + Zookeeper 方案

既然一台不行,那么就多几台,但如何做高可用呢?

我们率先想到的是一致性 Hash 方式。当一台或者几台同步服务器挂掉后,采用 Zookeeper 临时节点的 Watch 机制监听同步服务器挂掉情况,通知剩余同步服务器执行 reHash ,挂掉服务的工作由剩余的同步服务器来承担。通过一致性 Hash 实现被同步的业务服务列表的平均分配,基于对业务服务名的二进制转换作为 Hash 的 Key 实现一致性 Hash 的算法。我们自研了这套算法,发现平均分配的很不理想,第一时间怀疑是否算法有问题,于是找来 Kafka 自带的算法(见 Utils.murmur2 ),发现效果依旧不理想,原因还是业务服务名的本身分布就是不平均的,于是又回到自研算法上进行了优化,基本达到预期,下文会具体讲到。但说实话,直到现在依旧无法做到非常良好的绝对平均。

③ Sync 高可用主备 + Zookeeper 方案

这个方案是个小插曲,当一台同步服务器挂掉后,由它的“备”顶上,当然主备切换也是基于 Zookeeper 临时节点的 Watch 机制来实现的。后面讨论下来,主备方案,机器的成本很高,实现也不如一致性 Hash 优雅,最后没采用。

④ Sync 高可用一致性 Hash + Etcd 方案

折腾了这么几次后,发现同步业务服务列表是持久化在数据库,同步服务器挂掉后 ReHash 通知机制是由 Zookeeper 来负责,两者能否可以合并到一个中间件上以降低成本?于是我们想到了 Etcd 方案,即通过它实现同步业务服务列表持久化 + 业务服务列表增减的通知 + 同步服务器挂掉后 ReHash 通知。至此方案最终确定,即两个注册中心( Eureka 和 Nacos )的双向同步方案,通过 Etcd 来做桥梁。 

2. Nacos Eureka Sync 落地实践

① Nacos Eureka Sync 目标原则

注册中心迁移目标:

注册中心迁移原则:

② Nacos Eureka Sync 问题痛点

③ Nacos Eureka Sync 架构思想

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④ Nacos Eureka Sync 集群分片及高可用方案

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服务一致性 Hash 分片路由:

同步节点宕机故障转移:

3. Nacos Eureka Sync 保障手段

① Nacos Eureka Sync 同步界面

从如下界面可以保证,从 Eureka 或者 Nacos 上,新上线或者下线一个业务服务(非实例),都能让 Nacos Eureka Sync 实时感知。但我们做了更进一层的智能化和自动化: 

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② Nacos Eureka Sync Etcd 监控

从如下界面可以监控到,业务服务列表是否在同步服务的集群上呈现一致性 Hash 均衡分布。

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③ Nacos Eureka Sync 告警

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4.Nacos Eureka Sync 升级演练

三.Solar 云原生微服务实践

如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系 (Solar 云原生微服务体系)

Solar 微服务体系,囊括微服务治理组件,中间件以及基础组件易用性封装,告警监控体系等,连接着掌门业务服务和底层基础设施,每项服务都遵守强有力的合约,向着云原生微服务架构方向演进。 

1. 基于 Spring Cloud Alibaba、Nacos、Sentinel 等 SDK

① Alibaba Nacos

②  Alibaba Sentinel

2. 灰度蓝绿和环境隔离

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3. 基于 DevOps 发布平台的智能化和半自动化灰度蓝绿

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4. 基于 DevOps 发布平台的滚动无损发布

如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系

  1. 运维 CD 发布平台,先将实例状态设置 disabled ,实例从注册中心拉出;

  2. 消费者订阅注册中心,通知消费者实例处于不可用状态;

  3. 消费者停止路由转发到不可用实例;

  4. 服务上面流量继续处理,30S 后才会启动实例发布脚本;

  5. 实例重启成功后,CD 平台通过请求寄宿在业务 Web 容器里的 VI 接口检测实例健康状态;

  6. 状态检测健康后,注册到 Nacos 注册中心;

  7. 消费者订阅到新的实例,请求正常负载。

5. 分布式追踪和 APM 系统 SkyWalking

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6. 应用诊断系统 Arthas & Bistoury

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四. Solar 云原生容器化实践

如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系

1. CI/CD 持续发布

2. 日志收集

  1. Pod 将日志写到容器内的路径 /opt/logs/{appid}/xxx;

  2. 建立软连接指向 Node 路径 /var/log/{appid}/{podid}/xxx;

  3. 一个物理节点启动一个 FileBeat 进程收集此物理节点上所有 Pod 日志信息;

PS:经过全面的压测,一个物理节点上启动一个 FileBeat 进程收集所有 Pod 日志,性能没有问题 如果存在日志收集不及时问题,则可以一个 Pod 挂载一个 FileBeat 进程来解决,这样的缺点是会占用更多系统资源。

  1. FileBeat 将日志信息推送到 Kafka;

  2. GoHangout 并发消费 Kafka 中数据,持久化到 ES 集群中;

GoHangout 并发消费 Kafka 消息性能比较好。

  1. Kibana 显示 ES 中所有日志索引数据。

3. 微服务弹性扩容和自愈

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4. 平滑迁移网络解决方案

如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系 

上述就是小编为大家分享的如何基于Spring Cloud Alibaba构建微服务体系了,如果刚好有类似的疑惑,不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识,欢迎关注亿速云行业资讯频道。

推荐阅读:
  1. Spring Cloud中Sentinel架构的使用方法
  2. 什么是Spring Cloud Alibaba

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