基于Docker的企業級微服務架構設計

樊雷

摘要：傳統企業級系統服務采用一體化架構設計，系統龐大，結構復雜，運維和開發耦合度高，應用環境難以拆分，對底層硬件、開發語言、數據庫和應用版本依賴緊密，不具備應用環境和業務功能的彈性伸縮能力。該文通過分析傳統服務架構和微服務架構，提出了一種結合Docker容器和微服務技術的架構，在此架構下對企業級微服務應用進行容器化改進，采用容器封裝服務注冊和熔斷、消息總線、負載均衡、日志安全監控、業務微服務、存儲容錯等企業級應用，有效提高了系統應用環境和業務功能的彈性伸縮能力。

關鍵詞：微服務;Docker;企業級服務

中圖分類號：TP39? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）34-0025-02

1 傳統服務架構和微服務架構

企業級傳統服務架構一般采用一體化架構（Monolithic Architecture），即用戶通過瀏覽器端的UI和API接口使用各種系統服務，如訂單服務、產品服務、物流服務、用戶服務、監控服務、日志服務、存儲服務、備份服務等;系統后端采用一體化部署，其中系統業務邏輯功能通常采用MVC三層架構，系統整體采用單目錄結構。以PHP大型電商應用為例，其技術實現架構采用負載均衡代理服務器（Nginx）、緩存服務器（Redis）、WEB服務器（Apache）和數據庫服務器（Mysql）等提供服務的可用性和可靠性保障。為提高伸縮和可用性，在負載均衡器下面往往需要運行該應用的多個實例提供相應服務。架構缺點：運維部署不靈活、穩定性和功能擴展性有所欠缺、軟硬件耦合度緊密。

微服務是近年來新興的一種輕量級服務架構，采用基于Http的輕量級REST技術，實現大型應用服務碎片化拆分，可以有效實現服務自動化運維和部署以及微團隊服務開發。碎片化的微服務可以采用獨立編程語言（Python、Go、PHP等）實現、不同數據存儲技術和集中式API管理，實現了人、系統、環境、開發、運維之間緊密依賴關系的解耦。微服務通常可以有效滿足一個特定業務功能點需求，由小團隊獨立開發，不再強調大團隊整體協作開發（團隊人數和溝通成本成正比），從大而全轉向小而精。架構優點：分布式可移植、敏捷迭代版本、應用環境可變多樣。

2 基于Docker的微服務企業級架構設計

Docker是一種目前流行的開源容器引擎，實現了系統服務容器化封裝和應用彈性伸縮。容器間通過沙箱機制實現進程隔離，在云計算PaaS層可以實現秒級部署服務應用，優于IaaS層虛擬機分鐘級部署速度。優點：應用隔離、輕量級、秒級部署速度、運維成本低。

Docker和微服務分別關注系統運維和業務實現兩個不同方向，有效的補充了彼此間的短板。Docker通過虛擬化技術實現技術應用環境拆分，可分為業務邏輯容器、數據庫容器、儲存容器、隊列容器等若干個標準化容器，采用積木機制組合容器，提供容器間通信功能，可以為微服務提供實現基礎。采用容器承載服務，可以有效構建出大型復雜的微服務架構，圖4是基于Docker的企業級微服務架構的設計。

3 基于Docker的微服務架構的優點

Docker結合微服務的企業級服務架構突出優勢有以下幾點：

1）封裝和分布式：容器可以在分布式環境中實現內存級微服務應用封裝和隔離，無縫對接底層云計算IaaS平臺。

2）輕量級：Docker 可以在同一臺主機上運行更多的服務和應用，不會產生性能損失和額外的容量。

3）鏡像版本化和可復用：Docker采用tag機制可以版本化微服務環境，適配開發、測試、部署等多種環境需求，鏡像可打包迭代實現本地或云端版本化復用。

4）基礎設施可替換：底層可采用私有虛擬機、公有云或物理機等多種架構。

5）敏捷迭代：微服務的迭代版本可快速通過Docker進行多環境自動化部署。

4 結束語

隨著云計算、大數據等產業發展，Docker和微服務在企業級系統應用中得到了飛速發展。它們是云時代下IT開發和運維的必然產物，有效地提高了企業開發和運維效率，無縫對接現有軟硬件資源、人力資源，降低了企業IT運營成本。但是隨著系統碎片化，業務功能的拆分強化了DevOps技術壁壘，系統分布部署后問題追蹤難度增加，微服務數量增加后管理工作量和復雜性大大增加，另外Docker和微服務技術均屬于新興技術仍存在一定的瑕疵，在企業級服務大規模應用中存在一定的技術風險。

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【通聯編輯：謝媛媛】