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云服务器高可用设计中的服务网格:实现服务发现和负载管理 (高配云服务器)

高配云服务器

什么是服务网格?

服务网格是一种基础设施层,可帮助管理和保护微服务架构中的网络流量。它提供了诸如服务发现、负载平衡、断路器模式和安全策略管理等功能。

云服务器高可用设计中的服务网格

在云服务器高可用设计中,服务网格可以发挥至关重要的作用,它可以帮助实现以下目标:服务发现:服务网格通过提供一个统一的注册表来实现服务发现,这使得服务可以动态发现和连接彼此。负载管理:服务网格可以对传入流量进行负载均衡,从而确保服务的高可用性和可扩展性。流量管理:服务网格可以实施流量管理规则,例如断路器模式和速率限制,以防止级联故障和过载。安全策略:服务网格可以应用安全策略,例如身份验证和授权,以保护服务免受未经授权的访问。

服务网格的优点

在云服务器高可用设计中使用服务网格具有以下优点:提高服务可用性:服务网格通过负载均衡和故障恢复机制来提高服务可用性。增强可扩展性:服务网格通过动态服务发现和负载管理来支持服务的弹性扩展。促进敏捷性:服务网格简化了服务的部署和管理,提高了开发和运维团队的敏捷性。提升安全性:服务网格提供了统一的安全层,可以防止服务免受威胁和未经授权的访问。

服务网格的实现

有几种流行的服务网格实现,包括:Istio:一个


架构高可用高并发系统的设计原则

通过学习《亿级流量网站架构核心技术》及《linux就该这么学》学习笔记及自己的感悟:架构设计之高可用高并发系统设计原则,架构设计包括墨菲定律、康威定律和二八定律三大定律,而系统设计包括高并发原则、高可用和业务设计原则等。

架构设计三大定律墨菲定律 – 任何事没有表面看起来那么简单 – 所有的事都会比预计的时间长 – 可能出错的事情总会出错 – 担心某种事情发生,那么它就更有可能发生康威定律 – 系统架构师公司组织架构的反映 – 按照业务闭环进行系统拆分/组织架构划分,实现闭环、高内聚、低耦合,减少沟通成本 – 如果沟通出现问题,应该考虑进行系统和组织架构的调整 – 适合时机进行系统拆分,不要一开始就吧系统、服务拆分拆的非常细,虽然闭环,但是每个人维护的系统多,维护成本高 – 微服务架构的理论基础 – 康威定律– 每个架构师都应该研究下康威定律二八定律 – 80%的结果取决于20%的原因系统设计遵循的原则1.高并发原则无状态无状态应用,便于水平扩展有状态配置可通过配置中心实现无状态实践: Disconf、Yaconf、Zookpeer、Consul、Confd、Diamond、Xdiamond等拆分系统维度:按照系统功能、业务拆分,如购物车,结算,订单等功能维度:对系统功能在做细粒度拆分读写维度:根据读写比例特征拆分;读多,可考虑多级缓存;写多,可考虑分库分表AOP维度: 根据访问特征,按照AOP进行拆分,比如商品详情页可分为CDN、页面渲染系统,CDN就是一个AOP系统模块维度:对整体代码结构划分Web、Service、DAO服务化服务化演进: 进程内服务-单机远程服务-集群手动注册服务-自动注册和发现服务-服务的分组、隔离、路由-服务治理考虑服务分组、隔离、限流、黑白名单、超时、重试机制、路由、故障补偿等实践:利用Nginx、HaProxy、LVS等实现负载均衡,ZooKeeper、Consul等实现自动注册和发现服消息队列目的: 服务解耦(一对多消费)、异步处理、流量削峰缓冲等大流量缓冲: 牺牲强一致性,保证最终一致性(案例:库存扣减,现在Redis中做扣减,记录扣减日志,通过后台进程将扣减日志应用到DB)数据校对: 解决异步消息机制下消息丢失问题数据异构数据异构: 通过消息队列机制接收数据变更,原子化存储数据闭环: 屏蔽多从数据来源,将数据异构存储,形成闭环缓存银弹用户层:DNS缓存浏览器DNS缓存操作系统DNS缓存本地DNS服务商缓存DNS服务器缓存客户端缓存浏览器缓存(Expires、Cache-Control、Last-Modified、Etag)App客户缓存(js/css/image…)代理层:CDN缓存(一般基于ATS、Varnish、Nginx、Squid等构建,边缘节点-二级节点-中心节点-源站)接入层:Opcache: 缓存PHP的OpcodesProxy_cache: 代理缓存,可以存储到/dev/shm或者SSDFastCGI CacheNginx+Lua+Redis: 业务数据缓存Nginx为例:PHP为例:应用层:页面静态化业务数据缓存(Redis/Memcached/本地文件等)消息队列数据层:NoSQL: Redis、Memcache、SSDB等MySQL: Innodb/MyISAM等Query Cache、Key Cache、Innodb Buffer Size等系统层:CPU : L1/L2/L3 Cache/NUMA内存磁盘:磁盘本身缓存、dirtyratio/dirtybackground_ratio、阵列卡本身缓存并发化2.高可用原则降级降级开关集中化管理:将开关配置信息推送到各个应用可降级的多级读服务:如服务调用降级为只读本地缓存开关前置化:如Nginx+lua(OpenResty)配置降级策略,引流流量;可基于此做灰度策略业务降级:高并发下,保证核心功能,次要功能可由同步改为异步策略或屏蔽功能限流目的: 防止恶意请求攻击或超出系统峰值实践:恶意请求流量只访问到Cache穿透后端应用的流量使用Nginx的limit处理恶意IP使用Nginx Deny策略或者iptables拒绝切流量目的:屏蔽故障机器实践:DNS: 更改域名解析入口,如DNSPOD可以添加备用IP,正常IP故障时,会自主切换到备用地址;生效实践较慢HttpDNS: 为了绕过运营商LocalDNS实现的精准流量调度LVS/HaProxy/Nginx: 摘除故障节点可回滚发布版本失败时可随时快速回退到上一个稳定版本3.业务设计原则防重设计幂等设计流程定义状态与状态机后台系统操作可反馈后台系统审批化文档注释备份4.总结先行规划和设计时有必要的,要对现有问题有方案,对未来有预案;欠下的技术债,迟早都是要还的。

本文作者为网易高级运维工程师

ServiceMesh & Istio

服务网格(ServiceMesh)号称是下一代微服务架构。

互联网公司,经常使用的是微服务分层架构。

画外音: 为什么要服务化,详见 服务化解决了什么问题?

随着数据量不断增大,吞吐量不断增加,业务越来越复杂,服务的个数会越来越多,分层会越来越细,除了数据服务层,还会衍生出业务服务层,前后端分离等各种层次结构。

画外音:

分层的细节,详见《 互联网分层架构演进 》。 不断发现主要矛盾,抽离主要矛盾,解决主要矛盾,架构自然演进了,微服务架构, 潜在的主要矛盾会是什么呢?

引入微服务架构,一般会引入一个RPC框架,来完成整个RPC的调用过程。

如上图粉色部分所示,RPC分为:

画外音:

《 离不开的微服务架构,脱不开的RPC细节 》。

不只是微服务,MQ也是类似的架构:

如上图粉色部分所示,MQ分为:

画外音:

《 MQ,互联网架构解耦神器 》。

框架只是第一步,越来越多和RPC,和微服务相关的功能,会被加入进来。

例如:负载均衡

如果要扩展多种负载均衡方案,例如:

RPC-client需要进行升级。

例如:数据收集

如果要对RPC接口处理时间进行收集,来实施统一监控与告警,也需要对RPC-client进行升级。

画外音,处理时间分为: 客户端视角处理时间 服务端视角处理时间 如果要收集后者,RPC-server也要修改与上报。

又例如:服务发现

服务新增一个实例,通知配置中心,配置中心通知已注册的RPC-client,将流量打到新启动的服务实例上去,迅猛完成扩容。

再例如:调用链跟踪

如果要做全链路调用链跟踪,RPC-client和RPC-server都需要进行升级。

下面这些功能:负载均衡数据收集服务发现调用链跟踪…其实都不是业务功能,所以互联网公司一般会有一个类似于“架构部”的技术部门去研发和升级相关功能,而业务线的技术部门直接使用相关框架、工具与平台,享受各种“黑科技”带来的便利。

完美!!! 理想很丰满,现实却很骨感,由于:

往往会面临以下一些问题:

画外音: 兄弟,贵司推广一个技术新产品,周期要多长? 这些耦合,这些通用的痛点,有没有办法解决呢?

一个思路是,将服务拆分成两个进程,解耦。

画外音: 负载均衡、监控告警、服务发现与治理、调用链…等诸多基础设施,都放到这一层实现。

这样就实现了“业务的归业务,技术的归技术”,实现了充分解耦,如果所有节点都实现了解耦,整个架构会演变为:

整个服务集群变成了网格状,这就是Service Mesh服务网格的由来。

要聊ServiceMesh,就不得不提Istio,它是ServiceMesh目前最流行的实践,今天说说Istio是干啥的。

画外音:不能落伍。

什么是Istio? Istio是ServiceMesh的产品化落地,它的一些关键性描述是:

画外音: Istio helps you to connect, secure, control, and observe microservices

画外音: 佩服,硬是凑齐了十条,其实SM还能提供更多基础服务功能。

画外音: 说的还是解耦。

Istio官网是怎么吹嘘自己的?

画外音: 这个问题的另一个问法是“为什么大家要来用Istio”。

Istio非常牛逼,如果要实施ServiceMesh,必须用Istio,因为:

画外音: 你信了么?

Istio的核心特性是什么? Istio强调了它提供的五项关键特性:

画外音: 断路器(circuit breakers)、超时、重试、高可用、多路由规则、AB测试、灰度发布、按照百分比分配流量等。

Istio的吹嘘与特性,对于国外很多通过RESTful提供内网服务的公司,很有吸引力,但相对于国内微服务架构,未必达到了很好的拉拢效果: (1)国内基本都是TCP的RPC框架,多协议支持未必是必须的; (2)RPC框架里,路由、重试、故障转移、负载均衡、高可用都是最基础的; (3)流控、限速、配额管理,是服务治理的内容,在微服务架构初期是锦上添花; (4)自动度量,系统入口出口数据收集,调用跟踪,可观察和可操控的后台确实是最吸引人的; (5)服务到服务的身份认证,微服务基本是内网访问,在架构初期也只是锦上添花;

另外一个花边,为什么代理会叫sidecar proxy?

Istio这么牛逼,它的核心架构如何呢?

关于Istio的架构设计,官网用了这样一句话:

逻辑上,Istio分为:

这两个词,是Istio架构核心,但又是大家被误导最多的地方。

数据平面和控制平面,不是ServiceMesh和Istio第一次提出,它是计算机网络,报文路由转发里很成熟的概念:

画外音:上两图为路由器架构。 它的设计原则是:

画外音:

Istio的架构核心与路由器非常类似:

(1)高效转发; (2)接收和实施来自mixer的策略;

(1)管理和配置边车代理; (2)通过mixer实施策略与收集来自边车代理的数据;

画外音: (1)sidecar proxy,原文使用的是envoy,后文envoy表示代理; (2)mixer,不确定要怎么翻译了,有些文章叫“混音器”,后文直接叫mixer; (3)pilot,galley,citadel,不敢翻译为飞行员,厨房,堡垒,后文直接用英文; 如架构图所示,该两层架构中,有五个核心组件。

Envoy的核心职责是高效转发,更具体的,它具备这样一些能力: (1)服务发现 (2)负载均衡 (3)安全传输 (4)多协议支持,例如HTTP/2,gRPC (5)断路器(Circuit breakers) (6)健康检查 (7)百分比分流路由 (8)故障注入(Fault injection) (9)系统度量 大部分能力是RPC框架都具备,或者比较好理解的,这里面重点介绍下断路器和故障注入。

它是软件架构设计中,一个服务自我保护,或者说降级的设计思路。

举个例子:当系统检测出某个接口有大量超时时,断路器策略可以终止对这个接口的调用(断路器打开),经过一段时间后,再次尝试调用,如果接口不再超时,则慢慢恢复调用(断路器关闭)。

它是软件架构设计中,一种故意引入故障,以扩大测试覆盖范围,保障系统健壮性的方法,主要用于测试。

国内大部分互联网公司,架构设计中不太会考虑故障注入,在操作系统内核开发与调试,路由器开发与调试中经常使用,可以用来模拟内存分配失败、磁盘IO错误等一些非常难出现的异常,以确保测试覆盖度。

Mixer的一些核心能力是: (1)跨平台,作为其他组件的adapter,实现Istio跨平台的能力; (2)和Envoy通讯,实时各种策略 (3)和Envoy通讯,收集各种数据 Mixer的设计核心在于“插件化”,这种模型使得Istio能够适配各种复杂的主机环境,以及后端基础设施。

Pilot作为非常重要的控制平面组件,其核心能力是: (1)为Envoy提供服务发现能力; (2)为Envoy提供各种智能路由管理能力,例如A/B测试,灰度发布; (3)为Envoy提供各种弹性管理能力,例如超时,重试,断路策略; Pilot的设计核心在于“标准化”,它会将各种流控的控制命令转化为Envoy能够识别的配置,并在运行时,将这些指令扩散到所有的Envoy。

Pilot将这些能力抽象成通用配置的好处是,所有符合这种标准的Envoy都能够接入到Pilot来。

潜台词是,任何第三方可以实现自己的proxy,只要符合相关的API标准,都可以和Pilot集成。

Citadel组件,它提供终端用户身份认证,以及服务到服务的访问控制。

总之,这是一个和安全相关的组件。

Gally组件,它是一个配置获取、校验、处理、分发的组件,它的设计核心在于“解耦”,它将“从底层平台(例如:K8S)获取用户配置”与Istio解耦开来。

Istio采用二层架构,五大模块,进行微服务ServiceMesh解耦:

数据平面,主要负责高效转发

(1)envoy模块:即proxy;

(2)mixer模块:支持跨平台,标准化API的adapter; (3)pilot模块:控制与配置envoy的大部分策略; (4)citadel模块:安全相关; (5)galley模块:与底层平台(例如:K8S)配置解耦;

实施与控制分离,经典的架构设计方法,GOT?

思路比结论重要。

服务器双机热备实现服务器高可用性的技术解决方案

在现代企业中,服务器扮演着至关重要的角色,负责处理和存储大量的数据。

为了确保业务连续性和系统稳定性,采取有效的高可用性解决方案是必不可少的。

服务器双机热备技术是一种常用且可靠的选择,本文将深入探讨该技术的实现原理和应用。

服务器双机热备的基本概念及原理

服务器双机热备是指在一台主服务器运行过程中,实时将其数据镜像到一台备用服务器上,当主服务器发生故障时,备用服务器可以立即接管工作,并保持系统的连续性运行。

这一技术通过实现主备切换、数据同步和故障检测等功能,确保系统的高可用性和容错性。

主备服务器之间的心跳检测机制

为了实现实时的主备状态监测,服务器双机热备采用了心跳检测机制。

这一机制通过周期性发送心跳信号,确保主备服务器之间的通信正常,并能及时发现异常情况。

一旦检测到主服务器故障,备用服务器将接管主服务器的工作,以保证业务的连续性。

数据同步技术的实现原理

数据同步是服务器双机热备的核心环节之一。

当主服务器上的数据发生变化时,备用服务器需要实时获取这些变化并进行同步。

常见的数据同步技术包括基于日志记录和基于镜像的同步方式。

前者记录数据变更并在故障恢复后进行回放,而后者直接复制主服务器上的数据块。

实现主备切换的关键步骤

主备切换是服务器双机热备的关键步骤,它决定了系统故障发生时是否能够快速切换并保证业务连续性。

主备切换包括以下几个关键步骤:检测主服务器故障、启动备用服务器、切换业务流量、数据同步验证和恢复。

选择合适的双机热备解决方案

在实施双机热备方案时,企业需要综合考虑自身的业务需求和预算限制,选择合适的解决方案。

目前市场上有许多双机热备产品可供选择,如常见的双机热备软件和硬件解决方案。

企业可以根据自身情况选择适合的产品。

优化服务器双机热备的性能和可靠性

为了提高服务器双机热备方案的性能和可靠性,企业可以采取一系列优化措施。

通过增加带宽和优化网络连接,提高数据同步的速度和稳定性;通过定期进行系统维护和升级,确保服务器硬件和软件的稳定性和安全性。

应对双机热备方案可能存在的问题

虽然服务器双机热备是一种可靠的技术方案,但仍可能存在一些问题。

主备切换过程中可能会发生数据丢失或延迟;备用服务器可能在长时间未使用后发生故障;双机热备方案可能增加了系统成本和复杂度等。

企业在实施双机热备方案前,需充分了解并应对这些问题。

备用服务器的监控和维护

为了确保备用服务器的可靠性和稳定性,企业需要进行定期的监控和维护工作。

这包括对备用服务器硬件的巡检、系统的定期备份和恢复测试、故障预防和演练等。

通过这些措施,可以及时发现潜在问题并采取相应的修复措施。

双机热备在灾难恢复中的应用

除了故障切换,服务器双机热备还可以应用于灾难恢复。

当发生灾难性故障时,备用服务器可以承担主服务器的工作,并迅速恢复业务。

这一应用场景要求备用服务器部署在不同的地理位置,并采用远程数据镜像和同步技术。

双机热备技术的未来发展趋势

随着科技的不断进步,服务器双机热备技术也在不断演进。

未来,我们可以预见到更高速度、更低延迟的数据同步技术的出现;更智能化、自动化的主备切换机制的应用;以及更强大、更可靠的硬件和软件解决方案的出现。

案例分析:某企业成功应用双机热备方案

为了更好地理解服务器双机热备方案的应用和效果,我们将通过一个实际的案例来进行分析。

某企业在实施双机热备方案后,成功保障了其核心业务的连续运行,并大大降低了系统故障带来的损失。

双机热备方案的经济效益分析

除了保障系统的可靠性,服务器双机热备方案还能为企业带来显著的经济效益。

通过减少系统停机时间和数据丢失,企业可以避免大量的损失和成本,提高业务的连续性和稳定性。

未来发展方向:混合云与双机热备的结合

随着云计算的快速发展,混合云架构成为了一种热门的部署方式。

未来,我们可以将服务器双机热备技术与混合云相结合,实现跨地域、跨云平台的高可用性解决方案。

服务器双机热备保障系统可靠运行

服务器双机热备是一种重要的高可用性解决方案,通过实现主备切换、数据同步和故障检测等功能,保障了服务器系统的可靠运行。

企业在选择和实施双机热备方案时,应综合考虑自身需求和预算限制,并采取相应的优化措施,以提高方案的性能和可靠性。

致读者:提升服务器可用性的关键技术

随着信息化程度的不断提升,服务器的可用性变得越发重要。

通过深入了解和应用服务器双机热备技术,我们可以更好地保障企业业务的连续性,并提升整体的竞争力。

希望本文能够为您对服务器双机热备有更全面的了解,并在实际应用中发挥积极的作用。

服务器双机热备实施方法与策略

在现代互联网时代,服务器成为了企业和个人运行网站、应用程序等的重要基础设施。

然而,由于服务器故障或者其他原因,可能会导致服务中断,给用户带来不便甚至损失。

为了解决这个问题,服务器双机热备技术应运而生。

本文将介绍服务器双机热备的实施方法与策略,帮助读者构建稳定的双机热备系统,提升系统可用性。

了解服务器双机热备的基本概念和原理

在本节中,我们将详细介绍服务器双机热备的基本概念和原理,包括双机热备的定义、工作原理、冗余机制等内容。

确定服务器双机热备的需求和目标

在本节中,我们将探讨确定服务器双机热备的需求和目标的重要性,包括对高可用性的要求、业务需求分析等内容。

选择合适的双机热备方案

在本节中,我们将介绍选择合适的双机热备方案的重要性,包括硬件方案、软件方案、网络方案等内容。

搭建双机热备环境的准备工作

在本节中,我们将详细介绍搭建双机热备环境的准备工作,包括服务器选型、网络配置、备份策略等内容。

配置双机热备的主备节点

在本节中,我们将介绍如何配置双机热备的主备节点,包括主节点和备节点的配置、数据同步策略等内容。

测试双机热备系统的可用性和稳定性

在本节中,我们将讲解如何测试双机热备系统的可用性和稳定性,包括故障模拟测试、性能测试等内容。

监控和管理双机热备系统

在本节中,我们将介绍如何监控和管理双机热备系统,包括故障监测、日志分析、报警处理等内容。

应对双机热备系统故障的应急措施

在本节中,我们将讲解应对双机热备系统故障的应急措施,包括故障排查、故障恢复等内容。

优化双机热备系统的性能和稳定性

在本节中,我们将介绍如何优化双机热备系统的性能和稳定性,包括负载均衡、灾备演练等内容。

解决双机热备系统的常见问题和挑战

在本节中,我们将讨论解决双机热备系统常见问题和挑战的方法,包括数据一致性、网络延迟等内容。

实施双机热备系统的最佳实践

在本节中,我们将分享实施双机热备系统的最佳实践,包括项目管理、文档编写等内容。

双机热备技术的发展趋势与前景展望

在本节中,我们将展望双机热备技术的发展趋势和前景,包括虚拟化、容器化等新技术对双机热备的影响。

应用案例分析:成功构建双机热备系统的企业

在本节中,我们将分析成功构建双机热备系统的企业案例,包括他们的选择、实施过程以及效果等内容。

双机热备技术的风险和挑战

在本节中,我们将分析双机热备技术存在的风险和挑战,包括成本、复杂性、可扩展性等方面。

通过本文的介绍,我们了解了服务器双机热备的基本概念和原理,学习了如何搭建稳定的双机热备系统。

双机热备技术的应用可以大大提升服务器的可用性,保障业务的连续性和稳定性。

希望读者可以根据本文提供的方法和策略,构建出高可用性的双机热备系统,为企业和个人的服务提供更加可靠的支持。

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