容器下微服務架構方法研究

宋慶鑫

摘要：基于容器的微服務已經成為現在系統開發設計非常常見的方式，該種方法在應用時具有非常多的優勢和特征。本文在此先對微服務的架構進行分析，然后分析了微服務所具有的特性，分別是技術選型靈活、復雜度可控、獨立部署以及容錯性與擴展性等，此后以Docker容器為例探討了容器的虛擬化技術，最后對分析了基于容器的微服務應用。

關鍵詞：容器；微服務架構；虛擬化技術；Docker容器

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）02-0070-02

當前時期各方對于微服務的爭論非常多，對其評價也各不相同。在設計系統或進行開發時，通過微服務的應用可以比較輕松的實現跨部門開發的目標。而且利用容器的自動修復及其編排功能，有助于實現微服務的智能托管，進而將運維成本與難度等盡可能的降到最低。在對各個系統模塊進行開發時，涉及到多種語言和框架，并且具有非常多的獨立進程，大大增加了系統集成的難度。現階段，很多公司在應用微服務架構方面，也都取得了非常好的效果，但是還有很大一部分公司并沒有進行應用。

1 微服務架構

就微服務架構來說，主要是由多個微服務所組成，在進行軟件開發時，應用的方式相比以往發生了非常大的改變。在開發軟件的過程中，實際應用的也不再是庫，而是對微服務進行開發。此外，每個微服務都有與之對應的業務功能，而且這些功能相對獨立。軟件也全都被解耦成多個較小的片段，各片段的功能也都相對獨立。這些功能片段會限制系統中的其他部分，可以較好的對外界的故障進行有效的應對。在對新特性的請求進行應對時，微服務變更的速度非常快，而且容器擴張了其解耦性，最終從底層的硬件中分離出軟件，而進行微服務的主要目的就是對應用程序進行分解，以更好的進行部署[1]。微服務架構大多應用與各服務的交互。微服務和ESB的差別比較顯著，并不包括對服務間接口的同級別控制和數據建模進行定義。在ESB中，存在很多模式驗證和消息路由等。傳統的架構主要是面向服務，而微服務與之相比，其架構更加的簡單。并且在應用之后，可以獲得較快的開發速度。如果服務發生變化，僅僅匹配與之對應的業務需求即可。因此，實際上微服務架構最為核心和關鍵的優勢在于其擴展較為獨立，能夠完全替代傳統內存，并且彌補其劣勢。在進行微服務的部署時，可以在非常小的主機上進行。

2 微服務的特性

2.1 技術選型靈活

在微服務架構下，在技術選型過程中相對而言更加靈活。可以充分結合自身對于服務所產生的需求，同時還可以結合當前時期的行業發展現狀，合理的做出對技術棧的選擇。相對而言，各個微服務并不復雜，而且非常簡單。在升級技術棧時，需要面臨的風向相對來說也比較低，在一定情況下也完全可以進行微服務的重構。

2.2 復雜度可控

每個微服務的功能都比較單一，可以將整體進行分解，進而成為一組服務。不僅沒有改變整體的功能，也能將程序分解成可以進行管理的服務或模塊。通過對接口進行定義，進而對服務邊界進行表述，每個服務的界限都被清晰的定義。在將應用進行分解時，也不會出現很多復雜問題聚集起來的情況，而且在該模式下，各個部分模塊化的水平更高，不斷得到強化，也因此具有體積小和復雜度低，并且易于維護等。

2.3 獨立部署

對于微服務而言，其具備獨立運動的條件，所以在進行部署時，也具有獨立性的特征。以往傳統的架構模式下，如果想對程序中的一個細節進行變動，也會導致整體的重構和部署。而在新模式下，即便個別微服務出現其他情況，需要發送變更，也不會對原來的部署與編譯產生影響。由于微服務所組成的應用，與可并行的發布流程非常接近，使得發布的效率比以往更高，而且也不容易對系統環境造成污染，進而將交付周期縮短。

2.4 容錯性

如果其中一組應用出現故障，以往模式下，故障必然會出現擴散，最終使得應用失敗[2]。而在微服務架構下，具備將故障隔離開來的功能，將其置于故障單元中。因此，通過運用這種設計以及微服務所具有的一些更加先進的特點，使得應用層具備容錯的特征。

2.5 擴展性

在微服務架構模式下，每一個服務都具備獨立擴張的條件，也能進行有效的橫向擴張，進而在不同的節點上對整個應用進行復制。當在擴展需求上應用不同的組件時，其差異性也非常多。因此，可以看出該種架構的靈活性較高，能夠在各個基礎設施間，發揮擴展服務的作用，進而可以將風險進行有效的降低。

3 容器的虛擬化技術

通過容器技術的應用，能夠起到緩解微服務負面影響的作用。該技術使用了內核接口，允許多個容器共享一個內核，并且各個容器被完全隔離。Docker是較為成功的基于容器應用微服務架構的案例。Docker容器的基本單位是資源分割和調度，并對整個軟件的運行環境進行封蓋，該解決方案可以實現跨平臺并且可以移植，而且應用起來非常簡單[3]。可以在容器內部快速的部署應用，而且以Docker作為代表的容器技術，標準化水平已經非常高，不僅能夠進行存儲服務，而且具有可伸縮的特性。該容器技術可以構建應用的鏡像，并進行發布和持續交付等，同時對運維環節進行優化開發，不斷提升開展業務的效率，將IT成本降到最低。通過各個容器之間隔離的實現，促使由不同語言所開發的微服務代碼在部署起來更加的容易。總體來說，Docker容器具有兩個比較明顯的特點，分別是快速、可移植性。也就是說該容器的敏捷性更高，性能也更好。

4 基于容器的微服務應用

通過應用容器技術可以有效的解決微服務架構導致的問題，而且在應用Linux容器技術以后，一個內核能夠服務于多個容器，并且實現完全的隔離。在Docker執行環境下，接口的標準化程度也更高，使得容器的共享等難度都大大的降低，這就導致各種語言開發下，部署微服務代碼時，都更加的簡單。雖然為負架構具有很多方面的優勢，但是在構建和部署以及維護時，存在非常大的困難[4]。但是容器可以提供輕量級，使得微服務在進行虛擬化運行時，獲得載體的難度大大降低。與此同時，基于容器技術的云服務使得微服務的創建相對來說非常簡單，進而可以在云端大規模的進行微服務的實踐。并且基于容器的微服務應用具有標準化、資源利用率高、隔離以及跨平臺等方面的特征，使得應用起來更加的高效。就標準化特征而言，在構建標準開發環境的過程中，如果應用鏡像技術并對環境與應用鏡像進行遷移，會使得Docker容器不存在上下線的環境差異，能夠確保應用環境具有一致性。所以，對于運維和測試人員而言，可以對軟件鏡像進行直接部署，這也使得持續集成和測試以及發布的過程得到了極大的簡化。

5 結語

近年來，微服務架構和與之相關的容器等技術實現了非常快速的發展，在將其融合之后，逐漸發展成為較為領先的設計思想。通過微服務架構和容器技術等，應用程序的優點得以充分發揮，而且可以從底層的硬件中分離出軟件。除此之外，容器的存在使得微服務架構被極大的簡化，創建了更加快捷的應用程序，不僅非常完善，維護起來也比較簡單。

參考文獻

[1]丁晶晶，韓少杰，李棟，等.微服務分布式架構的GIS公有云平臺實踐[J].測繪與空間地理信息，2017，40（s1）：56-60.

[2]孫海洪.微服務架構和容器技術應用[J].金融電子化，2016，（5）：63-64.

[3]楊鷗，張羿，耿貞偉.微服務架構在容器云中的應用實踐[J].電腦與電信，2017，（7）：79-81.

[4]嚴麗云，楊新章，何震葦，等.容器技術及可行應用場景分析[J].廣東通信技術，2017，37（11）：46-51.