1、无处不在的主从架构:技术深度剖析
主从架构是分布式系统中的基础模式,通过将职责划分给中央主节点和多个工作节点,支撑了许多现代应用程序。主节点也称为控制器或调度器,负责战略决策、资源分配和维护全局系统视图。工作节点负责执行任务、数据处理和计算工作负载。
这种架构广泛用于 Kubernetes(用于容器编排)、Hadoop 和 Apache Spark(用于大数据处理)以及 Apache Flink(用于流处理)等系统中。它在 API 管理、工作流管理和查询处理中也发挥着至关重要的作用。该模式的可扩展性和多功能性使其成为不断发展的技术的理想选择,这引发了人们对其未来应用的疑问,尤其是随着边缘计算的兴起和对优化通信模式的需求。
2、采用事件驱动架构:构建响应式、可扩展的应用程序
事件驱动架构 (EDA) 是一种软件设计范例,其中程序的流程由事件(例如用户操作或来自其他程序的消息)决定。与传统的请求-响应模型不同,EDA 允许系统实时响应,从而增强可扩展性和响应能力,同时保持组件分离。关键组件包括事件、事件生产者、渠道和消费者。事件是异步且不可变的,可确保独立运行和可靠记录。
Apache Kafka 和 RabbitMQ 等技术通过管理事件传输来促进 EDA。Netflix 和 Uber 等实际应用证明了 EDA 在处理复杂操作和提供实时洞察方面的有效性。挑战包括确保事件一致性和调试,但幂等性和强大的错误处理等最佳实践可以缓解这些问题。EDA 提供了一个强大的框架来构建动态、可扩展且有弹性的系统。
3、构建可扩展的实时聊天系统:架构、设计和技术选择
该文件概述了可扩展聊天系统的设计和架构,该系统能够支持数百万用户进行实时消息传递、在线状态跟踪和离线消息传递。关键组件包括用于低延迟双向通信的 WebSockets、用于在线状态跟踪和消息缓存的 Redis、用于离线消息队列的 Kafka 以及用于持久聊天历史记录的 DynamoDB。
系统架构通过结合使用 WebSocket 连接、用于用户到服务器映射的 Redis 和用于高效负载平衡的 Discovery Service 来确保高可用性、低延迟和可扩展性。聊天系统采用混合通信模型,使用 WebSocket 进行实时消息传递,使用 Kafka 进行离线消息排队。状态管理经过优化,具有去抖动功能,可处理网络波动。文档强调了深思熟虑的设计选择在构建强大平台方面的重要性,并邀请反馈以进行进一步讨论。
4、使用零信任原则构建安全的微服务架构 — 实用指南……
本文提供了使用零信任原则构建安全微服务架构的实用指南,重点介绍 Spring Boot 应用程序。零信任安全假设每次网络交互都可能是一种威胁,需要严格验证访问权限。关键原则包括“永不信任,始终验证”、“最小特权访问”和“持续监控”。
该指南概述了具有用户、订单和库存服务的电子商务平台的安全架构,使用 Spring Boot、Keycloak 进行身份验证、Istio 进行服务网格以及 Prometheus 和 Grafana 进行监控等工具。关键步骤包括使用 Spring Boot 设置服务、使用 Keycloak 配置集中式身份验证、使用 Istio 实施服务到服务的身份验证和加密、实施基于角色的访问控制 (RBAC) 以及设置监控和日志记录。该方法通过隔离服务并确保所有交互都经过身份验证、授权和加密来增强安全性,而持续监控有助于检测异常。该指南鼓励探索高级安全功能并与云原生解决方案集成以进一步增强安全性。
5、VES 的诞生:用于 Netflix 视频编码的 Cosmos 微服务
Netflix 的博客文章详细介绍了其视频编码服务 (VES) 的开发,该服务是 Cosmos 媒体计算平台的一部分,该平台利用微服务、异步工作流和无服务器功能来增强 Netflix 的视频处理管道。VES 是一种微服务,可为 Netflix 的各种设备编码视频流,支持多种编解码器和分辨率,同时确保成本效益和持续发布能力。
该服务分为三层:Optimus(API 层)、Plato(工作流层)和 Stratum(计算层),它们通过名为 Timestone 的消息系统进行通信。Optimus 处理 API 请求,Plato 使用有向无环图 (DAG) 编排媒体处理以实现工作流并行,Stratum 使用 Dockerized 函数执行媒体处理任务。该博客强调了定义适当的服务范围、实用的数据建模和接受 API 更改对于有效微服务开发的重要性。该帖子还强调了持续发布管道的好处,它允许快速部署和迭代,并分享了从构建 VES 中吸取的经验教训,例如平衡服务整合和分离,以及创建共享数据模型库以减少冗余。
6、API 网关:管理分布式系统复杂性的关键
API 网关是管理请求、路由流量和增强复杂分布式系统和微服务架构安全性的重要工具。它充当客户端应用程序和微服务之间的反向代理,处理请求路由、负载平衡、协议转换、安全实施和响应聚合等任务。这种集中化简化了客户端交互,允许它们与 API 网关通信,而不是直接与多个服务通信。
在 CQRS、事件源和 Saga 模式等高级架构模式中,API 网关有助于管理复杂性并简化通信。例如,在 CQRS 中,它可以高效地路由读写请求,而在事件源中,它可以聚合需要历史数据的请求。在 Saga 模式中,它可以协调分布式事务中的通信和错误处理。使用 API 网关的好处包括集中管理安全性和日志记录、通过响应聚合减少延迟以及增强可扩展性和故障隔离。实施的最佳实践包括选择正确的工具、保持路由简单、解耦业务逻辑、实施强大的安全措施以及监控性能。例如,在电子商务平台中,API 网关可以路由订单请求、聚合发货更新并集中用户身份验证,从而简化管理并增强安全性。总体而言,API 网关对于构建可扩展、安全且有组织的分布式架构至关重要。
7、微服务的故障缓解:Aperture 简介
在微服务系统中,诸如负载削减和断路器之类的局部故障缓解技术通常不足以处理涉及服务之间交互的复杂故障。这些技术可以有效地防止单个服务过载,但无法解决微服务架构中常见的级联故障、重试风暴、死亡螺旋和亚稳态故障。更有效的方法是采用全局故障缓解策略,当出现问题时,该策略可以协调跨服务的操作。
Aperture 是一个开源可靠性管理系统,它通过提供集中式负载管理系统来提供全球化方法。它监控系统指标,分析与服务级别目标 (SLO) 的偏差,并实施策略以缓解服务中的故障。Aperture 的集中视图允许协调操作,例如分布式速率限制和负载削减,这可以防止故障蔓延。DoorDash 对 Aperture 的初步试验显示出良好的结果,负载管理和系统响应能力都有所改善。Aperture 的可配置性和集中控制使其成为管理分布式微服务环境中可靠性的强大工具。
8、云原生网络的演进——实施的最佳实践
云原生网络正在利用云计算原理来提高敏捷性、自动化和弹性,从而改变企业管理网络基础设施的方式。与传统的以硬件为中心的网络不同,云原生网络专注于微服务架构、容器化和动态网络,从而实现快速部署、扩展和实时配置调整。
推动这一转变的关键技术包括虚拟化、软件定义网络 (SDN) 和网络功能虚拟化 (NFV),这些技术可实现更灵活、可扩展且经济高效的网络管理。为了有效地实施云原生网络,企业应采用基础设施即代码 (IaC) 等实践来实现自动配置、持续集成和部署 (CI/CD) 以实现更快的更新以及集中日志记录和监控以增强可观察性。安全性至关重要,其中零信任架构和加密等策略至关重要。可扩展性是通过负载平衡和动态资源分配实现的,通常由 Kubernetes 等容器编排平台管理。随着云原生网络的发展,人工智能集成、边缘计算、可持续性、分散式网络和网络即服务 (NaaS) 等趋势预计将塑造未来的格局。
9、提升服务器性能:使用 Redis 进行有效扩展
为了提高 Web 应用程序的性能和用户体验,尤其是在处理博客等大型数据集时,将 Redis Search 与 Node.js 集成可能会带来翻天覆地的变化。Redis 是一种内存数据存储,传统上用于缓存,但可以使用 Redis JSON 和 RedisSearch 来实现高性能搜索功能。此设置允许快速搜索和索引,从而大大减少搜索和过滤博客内容所需的时间。
该过程包括设置一个带有 REST API 的 Node.js 应用程序来管理博客文章,然后集成 Redis 以高效地缓存和检索博客数据。集成包括创建一个 Redis 客户端来管理连接和一个服务类来处理缓存和检索操作。服务类使用 Redis JSON 来存储结构化数据,使用 RedisSearch 来索引和搜索博客数据。它包括将 Redis 与主数据库同步的方法,确保缓存保持最新数据。通过优先使用 Redis 进行数据检索,可以减少主数据库上的读取操作次数,从而显著提高数据检索速度。这种方法不仅可以提高应用程序的性能,还可以确保其有效扩展,从而提供更好的用户体验。
10、增强实时订单处理系统的弹性
由于外部数据提供商的间歇性延迟,管理繁忙金融平台微服务中的实时数据一致性面临挑战,影响订单处理和用户体验。为了解决这些问题,建议结合使用以下技术:使用生存时间 (TTL) 控制缓存以减少实时依赖性并缩短响应时间;异步数据提取和处理以最大限度地减少延迟并将订单处理与数据提取分离;实施断路器模式以防止提供商减速期间发生级联故障;使用多提供商故障转移和负载平衡来保持数据新鲜度并减少对单个提供商的依赖。
每种方法都有其弊端,例如潜在的数据过时或运营成本增加,但它们结合起来可以增强系统弹性、低延迟和用户满意度。解决方案涉及根据系统优先级、成本和技术可行性平衡这些技术。
11、事件驱动架构基础知识和常见陷阱以及如何避免它们
随着系统变得越来越复杂,需要跨业务部门和第三方应用程序进行集成,事件驱动架构 (EDA) 越来越受欢迎。这种方法强调异步 API(如 Webhook),而不是传统的同步方法。关键概念包括理解消息传递基础知识,例如消息类型(命令、回复、事件)及其不变性。常见的陷阱包括设计消息时不考虑协议语义以及未能利用现有协议功能。
EDA 涉及各种交互模式(请求-回复、触发-跟进、触发-丢弃)和消息传递位置(本地、进程间、分布式)。事件通知和事件携带状态传输等设计模式有助于有效管理数据,而将超媒体链接嵌入事件中可以增强 API 集成。事件批处理可以优化处理,但需要谨慎处理以避免系统不堪重负。避免这些陷阱可确保 EDA 实施的稳健性。
12、Telegram Android 应用程序的系统设计:层次和技术
Telegram Android 应用的系统设计分为多个层,每个层都有不同的用途,以确保无缝、安全和高效的用户体验。表示层专注于使用 Android SDK 和 Jetpack Compose 进行用户交互,并通过 Retrofit 或 OkHttp 管理本地缓存以实现离线访问和网络请求。
应用层使用 Dagger 或 Hilt 等技术处理核心逻辑,用于依赖注入,使用 RxJava 或 Kotlin Coroutines 进行异步操作,确保快速响应用户操作。API 网关使用 Nginx 或 Envoy,通过 RESTful 和 gRPC 协议管理 API 请求,提供请求路由、身份验证和负载平衡。
业务逻辑层使用 Spring Boot 或 Express.js 等微服务框架作为后端服务,使用 Kafka 或 RabbitMQ 作为消息队列。数据层使用 PostgreSQL 和 Cassandra 等 NoSQL 数据库来处理结构化和非结构化数据,使用 Redis 进行缓存,使用 Amazon S3 进行媒体存储。通信层使用 MTProto 协议和 WebSocket 确保安全、实时的通信。安全层实现 AES 和 RSA 加密、双因素身份验证和密钥交换来保护数据。通知层使用 Firebase Cloud Messaging 和 Kafka 进行实时警报。最后,监控和日志记录层使用 ELK Stack 和 Prometheus 进行性能跟踪和异常警报。该架构支持实时消息传递、数据安全和高效的资源管理,满足全球用户群的需求。