微服务系统架构的发展趋势?

微服务系统架构的发展趋势?,第1张

随着服务器开发技术的不断发展,微服务架构技术在各个方面都有了很大的技术突破。今天,电脑培训就一起来了解一下,在互联网大环境下的微服务系统架构的发展趋势。



1服务网格白热化

服务网格是一个专注于服务间通信的基础设施层,也是目前受关注的与云原生有关的话题。随着容器的普及,服务拓扑变得越来越动态化,这对网络功能提出了更多的要求。服务网格通过服务发现、路由、负载均衡、健康检测和可观察性来管理流量,简化容器与生俱来的复杂性。

随着HAProxy、traefik和NGINX逐步把自己定位成数据平面,服务网格也变得越来越流行。尽管服务网格还没有得到大规模部署,但确实有些企业已经在生产环境中运行服务网格。另外,服务网格不仅可以用在微服务或Kubernetes环境中,也可以被用在VM和无服务器架构的环境中。例如,美国国家生物技术信息中心虽然没有使用容器,但他们使用了Linkerd。

2事件驱动架构的崛起

随着业务场景的不断变化,我们已经看到了基于推送或事件的架构正在成为一种趋势。服务向订阅事件的观察者容器发送事件,容器异步做出响应,事件发送者可能对此一无所知。与请求响应式架构不同的是,在基于事件的系统架构中,发起事件的容器并不依赖下游的容器,它们的处理过程和加载的事务与下游容器的可用性或完成情况无关。这种架构的另一个好处是,开发者可以更加独立地设计各自的服务。

3安全模型的变化

因为对内核访问方面的限制,部署在容器中的应用程序相对安全。在VM环境中,虚拟设备驱动器是暴露可见性的地方。而在容器环境里, *** 作系统提供了系统调用,信号源也变得更加丰富。之前,管理员需要在VM中安装代理,但那样太复杂了,需要管理太多的东西。容器提供了更清晰的可见性,相比VM,与容器的集成会更加容易。

4从REST到GraphQL

GraphQL是Facebook于2012年创建并于2023年开源的一套查询语言API规范。GraphQL的类型系统允许开发者自己定义数据schema,可以增加新字段,也可以删除旧字段,这些都不会影响已有的查询,也不需要修改客户端。GraphQL非常强大,因为它没有与特定的数据库或存储引擎绑定在一起。

中国云计算行业发展现状

——产业链全景图

云计算(Cloud Computing)是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。云计算包括三个层次的服务:基础设施即服务(IaaS),平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。

云计算产业链的核心是云服务厂商,海内外主要的厂商有亚马逊、微软、谷歌、Facebook、苹果、阿里、腾讯等互联网转型企业,提供d性计算、网络、存储、应用等服务。互联网数据中心(IDC)厂商为之提供基础的机房、设备、水电等资源。基础设备提供商将服务器、路由器、交换机等设备出售给IDC厂商或直接出售给云服务商,其中服务器是基础网络的核心构成,大约占到硬件成本的60%-70%。CPU、BMC、GPU、内存接口芯片、交换机芯片等是基础设备的重要构成。光模块是实现数据通信的重要光学器件,广泛用于数据中心,光芯片是其中的核心硬件。云计算产业最终服务于互联网、政府、金融等广大传统行业与个人用户。

——起步较晚,发展空间广阔

相比美国,中国云计算起步较晚,目前处于快速增长阶段。美国早在2005年前就已提出云计算相关概念,后三年由于技术驱动,应用领域逐步普及。中国相对美国发展晚5年,于2007年以后以美为师开始发展云计算,2009年后政策不断出台高度支持,使云计算得到广泛应用。

2007年以来,中国云计算的发展先后经历四个阶段:第一阶段为市场引入阶段,云计算的概念刚刚在中国出现,客户对云计算认知度较低;第二阶段为成长阶段,用户对云计算已经比较了解,并且越来越多的厂商开始踏入这个行业;第三阶段是成熟阶段,这个时候云计算厂商竞争格局已经基本形成,厂商们开始从更加成熟优秀的解决方案入手,SaaS模式的应用逐渐成为主流;第四个阶段是高速增长阶段,在这个阶段我国云计算市场整体规模偏小,落后全球云计算市场3至5年,且从细分领域来看,国内SaaS市场仍缺乏行业领军企业。

近年来,全球云计算市场规模呈现稳步上升趋势。2019年,以IaaS、PaaS和SaaS为代表的的全球公有云市场规模达到1883亿美元,增速2086%。在政策推动与市场需求的刺激下,分析认为,未来几年云市场的强劲发展势头有望保持下去,平均增长率约为18%左右,2020年全球云计算市场规模将达到2253亿美元左右。

注:根据Gartner统计口径,此处云计算为公有云服务市场,下同。

根据全球领先的信息技术研究和顾问公司Gartner预测,2020年全球IT支出总额预计将达到34万亿美元;中国IT支出总额预计将达到277万亿人民币。从全球和中国云计算市场占IT支出比重来看,中国占比低于全球水平。中国云计算市场未来仍有较大的赶超空间。

——市场规模:受益于全球云市场发展+政策推动 市场规模快速增加

近年来,国务院、工信部等部门发布一系列云计算相关法规标准,一方面将用于指导云计算系统的设计、开发和部署,另一方面更是规范和引导云计算基础设施建设、提升云计算服务能力水平(尤其是云计算安全方面)、以及规范市场秩序等。

十三五期间,国务院、工信部、发改委等提出推动中小企业业务向云端迁移、实现百万家企业上云以及《云计算发展三年行动计划(2017-2019年)》等规划,计划云计算服务能力达到国际先进水平,云计算在制造、政务等领域的应用水平显著提升。央行则提出《中国金融业信息技术“十三五”发展规划》、《金融科技(FinTech)发展规划(2019—2021年)》等规划,加快云计算金融应用规范落地实施。

2020年,中共中央、国务院发布关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见。鼓励运用大数据、人工智能、云计算等数字技术,在应急管理、疫情防控、资源调配、社会管理等方面更好发挥作用。

在我国,云计算市场从最初的十几亿增长至目前的千亿规模,行业发展迅速。据中国信息通信研究院披露的数据显示,2017-2019年期间,我国云计算行业的市场规模增速均在30%以上,呈高速增长态势。2019年,我国云计算市场规模达1334亿元,同比增长386%。未来,受益于新基建的推进,云计算行业仍将迎来黄金发展期。

注:此处市场规模为公有云和私有云市场总计。

——企业应用情况:应用率持续提升

根据中国信息通信研究院的云计算发展调查报告,2019年我国已经应用云计算的企业占比达到661%,较2018年上升了75%。其中,采用公有云的企业占比416%,同比提高了52%;私有云占比为147%,同比小幅提升;有98%的企业采用了混合云,同比提高了17%。

据中国信通院调查统计,95%的企业认为使用云计算可以降低企业的IT成本,其中,超过10%的用户成本节省在一半以上。认为成本降30%以下的用户占比最大,达到60%。此外,超四成的企业表示使用云计算提升了IT运行效率。可见,云计算将成为企业数字化转型的关键要素。

中国云计算行业竞争格局

——细分市场竞争格局:公有云首次超过私有云

从细分市场来看,2016-2019年,公有云市场占比逐年提升,2019年为5165%;私有云市场占比逐年下降,2019年为4835%。2019年我国公有云市场规模达到6893亿元,私有云市场规模达到6452亿元,公有云市场规模首次超过私有云。

从公有云细分市场来看,与全球发展现状不同的是,目前,我国云计算以IaaS(基础设施即服务)市场的发展最成熟。2019年,我国公有云laaS市场规模达到4526亿元,较2018年增长了674%,占公有云市场规模比重达6566%,预计未来受新基建等政策影响,laaS市场会持续攀高。同时,参考全球云计算市场发展现状,我国SaaS(软件即服务)市场将有极大的发展潜力,2019年,公有云SaaS市场规模达1948亿元,同比增长342%。

——企业竞争格局:阿里云份额上升

根据Gartner发布的最新云厂商产品评估报告,作为国内唯一入选的云厂商,阿里云在计算大类中,以923%的高得分率拿下全球第一,并且刷新了该项目的历史最佳成绩。此外,在存储和IaaS基础能力大类中,阿里云也位列全球第二。

从全球公有云IaaS头部厂商市场份额来看,由于IaaS模式需要投入大量资本开支和研发投入,生态、规模效应显著。全球top 4格局稳定,亚马逊、微软、阿里、谷歌市场份额从2018年的753%提升到2019年77%。其中,阿里云全球市场份额从2018年的77%上升至2019年的91%,进一步和拉开与第四名谷歌的差距,挤压亚马逊的份额。

从中国公有云IaaS厂商份额来看,阿里云、天翼云、腾讯云占据公有云IaaS市场份额前三,华为云、光环新网(排名不分先后)处于第二集团;阿里云、腾讯云、百度云、华为云位于公有云IaaS市场前列。

中国云计算行业发展前景及趋势分析

——发展趋势:助力“新基建”及企业数字化转型

2020年是又一个新十年的开端,无论是如火如荼的“新基建”、稳步推进的企业数字化转型,还是突如其来的疫情,都将云计算发展推向了一个新的高度。未来十年,云计算将进入全新发展阶段,具体表现为:

——发展前景:市场规模高速增长

根据中国信通院数据预测,我国公有云市场2020-2022年仍将处于快速增长阶段,私有云未来几年将保持稳定增长。据此,前瞻预计2020年我国云计算整体市场规模将达到1782亿元左右,到2025年市场规模有望突破5400亿元。

更多数据来请参考前瞻产业研究院《中国云计算产业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

无服务器架构(Serverless)是一种将应用与基础设施彻底分离的架构理念,开发人员无需关心基础设施的运维工作,只需专注于应用逻辑的开发,真正实现了d性伸缩与按需付费。当前各大云服务商和头部互联网企业的内部业务 Serverless 化升级改造已经开始小范围试水;中小企业基于 Serverless 的业务应用也初见端倪,已然可见初具规模的企业级应用,未来可期。Serverless 生态已初具规模,可以预见,Serverless 将成为下一代云计算服务形态的趋势。

在此背景下, 云函数(SCF)、d性微服务(TEM)和d性容器服务(EKS)联合其他相关产品,在 2021 年 Serverless 平台技术能力评估中,共同获得国内首批 Serverless 平台技术能力最高先进级认证。

今年 7 月,在中国信息通信研究院、中国通信标准化协会联合主办的 “2021 可信云大会” 上, 腾讯云拿下了 5 项大奖和 10 项可信云认证,在云存储、Serverless 等各细分领域评测中,获得 54 项可信云认证,数量位居中国云厂商第一 。腾讯云云函数(SCF)、d性微服务(TEM)和d性容器服务(EKS)深度参与了此次 Serverless 标准制定和实施过程,腾讯云的 Serverless 产品矩阵所提供的平台技术能力也得到了同行的一致认可。

通过本次 Serverless 标准,为大家带来以下几方面关于 Serverless 发展趋势的解读:

当我们把 Serverless 理念和这些产品结合时,Serverless 化的文件系统(CFS)、数据库(TDSQL-C)、网关(API Gatgeway)和中间件(TDMQ)等可大幅度降低 Serverless 应用的开发和运维成本,让开发者真正聚焦于业务的核心能力,把核心的研发力量和IT投资最大化企业的核心差异化竞争力。通过最终的需求驱动,我们可以预见到,各个云服务产品的 Serverless 化或许是未来云计算发展的必经之路。

过去场景化的 FaaS 是 Serverless 较为主流的应用形态,落地案例也以轻量级的站点、SSR 和云上“云上粘合剂”居多。在本次 Serverless 标准制定过程中,对于如何评估企业实际的 Serverless 落地形式大家展开了丰富的讨论和交流。我们认为 Serverless 的应用形态可以是 FaaS、微服务甚至是单体应用;运行环境可以是原生的运行时,也可以是容器镜像;具体落地时,可以用来对外提供 API 接口,也可以用来运行 音视频转码、直播推流 等计算任务,还可以用来完成 站点压测、AI 推理 等任务。

但是现有存量系统的 Serverless 化无法一蹴而就,这是一个不断设计和矫正的过程,应用 Serverless 化也需要经历迁移、优化和云原生架构改造的几个阶段,不同阶段之间需要有一个较为平滑的切换过程,借助于云函数的 Web Function 的功能可以让迁移过程更加平滑,只有实际负载运行在 Serverless 上之后,才能基于生产环境的实际运行结果、采集定量的指标持续进行 Serverless 应用的优化和云原生改造,进一步发挥出 Serverless 的价值。

当构建应用所依赖的服务逐渐向云上迁移的时候,开发环境也进一步“云”化,和本地开发相比也面临一些新的挑战,比如代码生效时间、本地测试、远程调试和离线开发等等,这些都是影响开发者效率的关键环节。在本次的 「Serverless 平台技术能力」标准中,单独把对于工具链的支持作为衡量 Serverless 平台技术能力的重要维度之一。一个成熟的 Serverless 开发者平台需要能够提供比较友好的IDE支持,让开发者使用熟悉的开发工具进行 Serverless 应用的开发,降低开发者的切换成本;除此之外从本地或者远程测试的时候,需要有良好的工具支持,可以方便地发起调用,触发应用执行并快速返回结果,当结果不符合预期的时候也需要有一系列监控、日志等排障手段帮助开发者快速定位问题。

作为 Serverless 社区最流行的一站式开发者工具, Serverless Framework 拥有百万级别的活跃应用程序以及 50000+ 的日下载量。Serverless Framework 早在 2019 年就已经和腾讯达成了大中华区独家的战略合作,和腾讯云的云函数等 Serverless 产品深度集成,同时社区也有大量开箱即用的插件和模板,帮助开发者快速上手 Serverless 应用开发。除此之外,云开发也是国内最大的微信小程序应用开发平台, 四川天府 健康 通、深圳机场智慧航旅服务等小程序应用都是运行在腾讯云的 Serverless 平台之上。

云函数(Serverless Cloud Function,SCF)是腾讯云为企业和开发者们提供的无服务器执行环境,帮助您在无需购买和管理服务器的情况下运行代码。只需编写核心代码并设置代码运行的条件,即可在腾讯云基础设施上d性、安全地运行代码。

只需简单修改监听端口,即可将目前流行的 Nodejs 框架直接部署上云,享受 Serverless 技术带来的免运维、低成本、按需扩缩容的众多优势。

突破传统 FaaS 形态产品的执行时长的限制, 首家支持运行长达 24 小时的长时任务的 FaaS 产品 ,支持体积较大的音视频文件处理、直播推流、数据分析等多种场景。

业界首发支持分配 120GB(122,880MB) 大内存环境,可以更加轻松地处理具有更高内存或更密集计算需求的工作负载,如音视频处理、大数据分析等。

通过 Web Function、容器化镜像等方式平滑把应用迁移至云函数之上,支持托管 H5 页面、API、SSR 应用、小程序等多种形态的应用形式,缩短研发周期,快速收集市场反馈从而加速产品迭代。

无需运维虚拟机或者其他计算集群,利用云函数提供的极致d性、按量计费等特性,高效、低成本地进行音视频的录制、转码、混流、剪辑和推流等 *** 作,让企业聚焦于音视频处理逻辑本身,从而不断提升内容质量,优化视听体验。

可以通过触发器连接其他的云服务,如对象存储(COS)、日志服务(CLS)等其他服务,当上游的数据发送变化的时候自动触发函数执行计算逻辑,典型的使用场景包括:CDN 刷新和预热、中间件消息转存、文件备份等。

支持定时、消息队列等多种形式触发函数执行输出处理逻辑,进行数据采集、数据清洗、ETL 等数据处理 *** 作,处理之后的数据可以直接存储至下游的数据仓库、业务数据库或者 BI 分析系统等。

腾讯云d性微服务 (Tencent Cloud Elastic Microservice, TEM) 是面向微服务应用的 Serverless PaaS 平台,实现 Serverless 与微服务的完美结合,应用零改造上云,按量付费,免运维,提供开箱即用的微服务应用托管服务。

d性微服务拥抱开源,支持 Spring Cloud 等微服务应用零改造上云,提供应用运行托管、服务注册发现、微服务治理、多维度监控等能力,满足 Consul、Eureka 等多种注册中心需求。d性微服务帮助您创建和管理云资源,并提供秒级d性伸缩,您可按需使用、按量付费,极大降低资源和运维成本,让您充分聚焦企业核心业务逻辑,助力业务成功。

d性微服务通过应用托管、服务注册与发现、服务治理、调用链与多维度监控等功能力,为客户提供开箱即用的微服务解决方案。帮助企业用户快速构建微服务应用,大幅提升运维效率,降低服务治理的复杂度与技术门槛,让企业聚焦核心业务本身,助力客户成功。

在业务呈现潮汐特性、突发流量等场景下,容易出现访问响应超时、错误率提升等问题。腾讯云d性微服务提供秒级d性伸缩能力,帮助企业客户轻松应对流量高峰。

腾讯云d性微服务帮助客户持续集成与交付,实现微服务应用快速迭代。从代码开发到应用交付,d性微服务提供 IDE 插件、灰度发布等多发布策略的能力,助力企业客户快速验证业务价值。

d性容器服务 EKS(Elastic Kubernetes Service)是腾讯云容器团队的推出的 Serverless 化 Kubernetes 服务 ,无须用户购买节点,直接部署工作负载。其完全兼容原生 Kubernetes,支持使用原生方式购买及管理资源,按照容器真实使用的资源量计费。

无论是自建 K8s 集群,还是腾讯云 TKE 托管集群,只要网络互通,即可通过部署 EKS 虚拟节点的方式,几乎无成本扩展集群资源池。在扩容 Pod 时可自动或手动快速将 Pod 调度到「虚拟节点」对应的腾讯云公有云资源上。

相比传统的通过扩缩服务器去调度资源(流程重,耗时久),虚拟节点提供一种直接调度 Pod 的能力,可以更快、更高效的d性。

使用d性容器服务 EKS 来运行微服务,免除用户对计算节点的运维工作。服务可根据负载情况自动伸缩,使用最合理的资源量来承载应用,降低资源使用成本。

使用d性容器服务 EKS 运行离线计算任务,只需准备容器镜像,即可快速部署任务负载。另外,d性容器服务 EKS 仅收取任务真实运行时间所使用算力的费用,任务结束 Pod 自动释放即结束计费。

d性容器服务 EKS 支持使用 CPU、GPU 以及 vGPU 来运行在线推理服务,丰富的资源规格和d性伸缩的负载,使运行服务更高效、更经济。

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服务器产业发展的七种趋势
单核遭淘汰 多核唱主角
在2006年基本淘汰了单核产品后,英特尔、AMD都将在07年推出原生四核处理器,这将会把性能指标带到一个新高度,而由于单核处理器的逐步停产,2007年的服务器市场也将全面进入双核化。
性能提升快 销量恐下降
但服务器性能的提升并不会刺激服务器整体销售额的上升,作为企业级消费产品的服务器,面对的是更客观的消费者,由于竞争的加剧,多核服务器整体价格并没有比一年之前的单核服务器整体价格上升,而是基本持平,性能却提高了80%,这甚至会降低大企业服务器的采购数量。而众多中小企业信息化的建设才是引发服务器采购的动力,而单路服务器将会对多核化的受益菲浅,并将出现市场采购量逐渐增加,单路服务器自身功能将进一步完善,如:可能会增加对更高级磁盘阵列的支持等。
多核CPU带动存储发展
由于服务器性能的增长对于数据的处理需求也将进一步增加,2007年,存储领域将会出现快速增长的势头。出于数据保存安全、传输速度的需求,一些企业可能会将原本使用服务器的数据存储,迁移至专门的网络存储设备中。这甚至将改变不少中小型企业的信息架构。
技术下移 四路市场萎缩
同样是处理器性能猛增的原因,一些以往用在四路服务器的技术正在向双路服务器迁移,比如:内存热备、内存镜像等。并由此产生出一个新问题,企业级四路服务器市场将逐渐减小,市场购买能力会像双路高端机型迁移。
服务器串行化效果明显 可能向PC领域迁移
服务器内部也在进行一场串行化的革命,在个人计算领域USB、SATA、PCI-E串行总线已成为普及之后,服务器的内存、磁盘也开始向串行化发展,诸如:Fully Buffered DIMM (全缓冲内存)、SAS磁盘等技术正在逐步普及。至此,几乎服务器所有数据主干线基本完成串行化,这将会对提升数据传输能力,增加系统可靠性起到重要的作用,甚至可能会影响到PC领域。
SAS磁盘异军突起 25寸硬盘解决RAID难题
说到磁盘,不少厂商开始给服务器配备25英寸的磁盘,由于磁盘体积的缩小,以往只能容纳2块35英寸磁盘的1U机架式服务器,也可以轻松容纳4块25英寸SAS硬盘,更高级别RAID组建成为可能,这也使密集部署性服务器的磁盘安全性、速度进一步提升。
虚拟化、功耗控制
2007年的服务器市场将会更加注重整体功耗水平以及虚拟化应用。一些大型信息技术企业拥有大量服务器系统,最典型的例子就是拥有百万服务器的 Google,为了满足众多服务器的巨大能耗,Google的新数据中心不得不建立在美国一个水电厂旁边。虚拟化应用则会大幅减轻企业对于应用软件部署核维护的费用,并极大的提升服务器的运行效率,减少硬件投入。
总结:
无论技术、市场如何发展,作为服务器产业链最终环节的用户,更应该明确自身的需求,在众多厂商、产品和技术中选取对自己、对企业最有用的,解决自身实际问题为目标。


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