一次性讲清分布式,集群,微服务!


什么是集群

集群是指将多台服务器集中在一起,每台服务器都实现相同的业务,做相同的事情。但是每台服务器并不是缺一不可,存在的作用主要是缓解并发压力和单点故障转移问题。

集群主要具有以下特性:

(1)伸缩性(2)高可用性

(3)负载均衡(4)高性能

什么是分布式

分布式服务是指将多台服务器集中在一起,每台服务器都实现总体中的不同业务,做不同的事情。服务是分散部署在不同的机器上的。一个服务可能负责几个功能,是一种面向 SOA 的架构。各分开部署的部分彼此通过各种通讯协议交互信息,并且每台服务器都缺一不可,如果某台服务器故障,则部分功能缺失,或导致整体无法运行。分布式存在的主要作用是大幅度的提高效率,缓解服务器的访问和存储压力。同时分布式中的每一个节点,都可以做集群。

例如:将一个大的系统划分为多个业务模块,业务模块分别部署到不同的机器上,各个业务模块之间通过接口进行数据交互。

上图中 Service A、B、C、D 分别是业务组件,通过 API Geteway 进行业务访问。

什么是微服务

微服务是一种架构风格,从开发的角度来说:微服务的核心就是将传统的一站式应用,根据业务拆分成一个一个的服务。彻底地去解耦,每一个微服务能够自行独立启动或者销毁,拥有自己独立的数据库。

 微服务的概念和分布式比较相似,微服务是一种架构风格。简单来说微服务就是很小的服务,小到一个服务只对应一个单一的功能。每个微服务仅关注于完成一件任务并很好地完成该任务,这个服务可以单独部署运行。 各个微服务之间是松耦合的,服务之间可以通过 RPC 来相互交互。每个微服务都是由独立的小团队开发、测试、部署,上线,负责它的整个生命周期。

微服务的设计是为了不因为某个模块的升级和 BUG 影响现有的整个系统业务。微服务与分布式的细微差别是,微服务的应用不一定是分散在多个服务器上,它也可以是同一个服务器。

微服务相比分布式服务来说,它的粒度更小,服务之间耦合度更低。由于每个微服务都由独立的小团队负责,因此它敏捷性更高。分布式服务最后都会向微服务架构演化,这是一种趋势。不过服务微服务化后带来的挑战也是显而易见的,例如服务粒度小,数量大,后期运维难度会增大。

集群、分布式、微服务的异同及联系

简单说,分布式是以缩短单个任务的执行时间来提升效率的,而集群则是通过提高单位时间内执行的任务数来提升效率

例如:如果一个任务由 10 个子任务组成,每个子任务单独执行需 1 小时,则在一台服务器上执行该任务需 10 小时。

采用分布式方案,提供 10 台服务器,每台服务器只负责处理一个子任务,不考虑子任务间的依赖关系,执行完这个任务只需一个小时。(这种工作模式的一个典型代表就是 Hadoop 的 Map/Reduce 分布式计算模型)

而采用集群方案,同样提供 10 台服务器,每台服务器都能独立处理这个任务。假设有 10 个任务同时到达,10 个服务器将同时工作,1 小时后,10 个任务同时完成,这样,整身来看,还是 1 小时内完成一个任务!

注:分布式需要做好事务管理。

分布式与微服务的关系

分布式和微服务的架构很相似,只是部署的方式不一样而已。

生产环境下的微服务肯定是分布式部署的,分布式部署的应用不一定是微服务架构的。比如集群部署,它是把相同应用复制到不同服务器上,但是逻辑功能上还是单体应用。

在开发中我们可以将分布式和集群分开吗?

针对这个问题,我们可以根据分布式的介绍看出,其主要的功能是用来将我们的系统模块化,将系统进行解耦的,方便我们以后的维护和开发的。但是其并不能解决我们的并发问题,也无法保证我们的系统在服务器宕机后的正常运转。

而集群恰好弥补了分布式的缺陷,集群就是多个服务器处理相同的业务。这在一方面可以解决或者说改善我们系统的并发问题,一方面可以解决我们服务器如果出现一定数量的宕机后,系统仍然可以正常运转。

好的设计应该是分布式和集群相结合,先分布式再集群。具体实现就是业务拆分成很多子业务,然后针对每个子业务进行集群部署。这样每个子业务如果出了问题,整个系统完全不会受影响。

因此,分布式和集群是一对好基友,谁也离不开谁。