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软件架构设计是每一位软件编程开发程序员都应该熟练掌握并应用的一个编程开发技术,而本文我们就通过案例分析来简单了解一下,软件架构设计常见问题都有哪些。
网络是不可靠的
很多软件工程师常常假设网络是可靠的,但实际并非如此。相比20年前,现在的网络会可靠很多,但是仍然具有很大的不确定性。网络的不可靠也是为什么系统中常常出现服务通信超时、服务熔断等的原因。总而言之,如果假设网络是可靠的,那么我们设计出来的软件系统将会是不可靠的。
时延不为0
服务内组件间的函数/方法级别的调用,耗时是微妙,甚至是纳秒级别;但是服务间的远程调用(比如REST、消息队列、RPC),耗时会是微秒级别,甚至在异常场景会达到了秒级!在设计系统,特别是分布式系统时,时延是一个无法被忽视的因素,我们必须清楚系统的平均时延,否则设计出来的方案可能根本不可行
带宽是有限的
在单体架构中,业务流程都在单服务内闭环,消耗的带宽很少甚至为0,因此带宽并不是主要关注点。一旦将系统拆分成分布式架构,一个业务流程可能涉及多个服务间的通信,带宽就成了必须考虑的因素。带宽的不足,会导致网络变慢,从而影响系统的时延和可靠性。
网络是不安全的
VPN、防火墙等的广泛使用,使得很多工程师在设计系统时忽略了“网络是不安全的”这一重要原则。特别是从单体架构演进到分布式架构以后,系统被攻击的概率将会大大增加。因此,在分布式系统中,每个服务都必须是安全的endpoint,这样才能确保任何未知或恶意的请求都被拦截掉。当然,安全是有代价的,这也是像微服务架构这类细服务粒度的系统,一次业务请求中调用链过长后性能极速下降的重要原因。
网络拓扑是时常变化的
这里的网络拓扑指的是系统运行时所涉及到的网络设备,包括所有的路由器、防火墙、集线器、交换机等。很多工程师会假设网络拓扑是固定的,然而并非如此。
因此,软件工程师也需要与网络管理员时常联系,确保在每次网络升级前都明确网络拓扑的变更点,从而做出相应的调整。
不只有一个网络管理员
网络管理员往往不止有一个,特别是在“云”时代,数据中心分散在多个地域,理所当然也存在着多个局域网。运行在“云”上的系统很有可能跨越多个数据中心,因此工程师们应当感知各个数据中心的网络管理员对网络的相关操作,提前做出应对措施,避免出现因网络拓扑变更(谬误5:网络拓扑一成不变)而导致的服务通信超时,甚至触发服务熔断。
通信成本不为0
这里的通信成本并非指网络时延,而是指每增加一次服务间调用所导致的钱的花销。很多工程师在设计系统时常常忽视掉通信成本,大家都在鼓吹分布式架构相对了单体架构的优越性,却忘记了它带来的服务器、防火墙、网关等硬件的数量增加,这些都是白花花的银子。
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