今天談下幾個(gè)關(guān)鍵概念的區(qū)別。這幾個(gè)是當(dāng)前在構(gòu)建滿足海量大并發(fā)下的高可用架構(gòu)下都經(jīng)常會遇到的一些關(guān)鍵概念。
集群和分布式區(qū)別和聯(lián)系
首先談下集群和分布式，這兩個(gè)概念是最容易混淆的。先看下網(wǎng)上關(guān)于這兩個(gè)概念的一個(gè)基礎(chǔ)解釋如下：
對于集群是當(dāng)單節(jié)點(diǎn)性能不足的時(shí)候，將多個(gè)節(jié)點(diǎn)組合起來共同滿足外部的業(yè)務(wù)需求。而對于分布式則是將單個(gè)節(jié)點(diǎn)性能不做的時(shí)候，將業(yè)務(wù)需求分解為多個(gè)子業(yè)務(wù)，然后將各個(gè)子業(yè)務(wù)分別部署到不同的節(jié)點(diǎn)。
集群一般還會強(qiáng)調(diào)在多臺服務(wù)器位置集中,并且容易統(tǒng)一管理;而分布式?jīng)]有具體要求,不論放置在哪個(gè)位置,只要通過網(wǎng)絡(luò)連接起來就行。
在看知乎上有一個(gè)形象的比喻如下：
小飯店原來只有一個(gè)廚師，切菜洗菜備料炒菜全干。后來客人多了，廚房一個(gè)廚師忙不過來，又請了個(gè)廚師，兩個(gè)廚師都能炒一樣的菜，這兩個(gè)廚師的關(guān)系是集群。為了讓廚師專心炒菜，把菜做到極致，又請了個(gè)配菜師負(fù)責(zé)切菜，備菜，備料，廚師和配菜師的關(guān)系是分布式，一個(gè)配菜師也忙不過來了，又請了個(gè)配菜師，兩個(gè)配菜師關(guān)系是集群。
而實(shí)際你會看到當(dāng)前在業(yè)務(wù)需求的滿足中往往同時(shí)存在兩種方式，既既需要考慮業(yè)務(wù)需求本身的分解，同時(shí)又需要考慮分解完的子業(yè)務(wù)也要提供多個(gè)節(jié)點(diǎn)組合成集群來提供能力。因此你會看到另外一個(gè)說法，即分布式集群的概念。
分布式集群既體現(xiàn)了業(yè)務(wù)需求額拆分，又體現(xiàn)了單個(gè)子業(yè)務(wù)滿足時(shí)候多節(jié)點(diǎn)組合。
不論是HA還是Cluster都可以理解為集群，但是對于HA架構(gòu)往往存在兩種場景，一種就是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是雙活同時(shí)提供能力，還是主備模式一個(gè)節(jié)點(diǎn)僅僅是備用不提供能力。如果都提供能力那么HA也是一種最簡單的集群。
集群本身有一個(gè)關(guān)鍵能力，即多節(jié)點(diǎn)冗余后增加了可靠性，不會因?yàn)閱蝹€(gè)節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法使用。在分布式架構(gòu)下，當(dāng)節(jié)點(diǎn)分布式后，對于子業(yè)務(wù)滿足的節(jié)點(diǎn)仍然需要考慮HA或集群架構(gòu)來確保高可用性。
而對于分布式，除了通過大任務(wù)拆分來解決性能問題外，另外一個(gè)關(guān)鍵好處就是各個(gè)子業(yè)務(wù)服務(wù)滿足上實(shí)現(xiàn)了解耦和高度自治，即不會因?yàn)樽訕I(yè)務(wù)A的故障導(dǎo)致子業(yè)務(wù)B也受到影響，提供兩個(gè)子業(yè)務(wù)的資源本身實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的拆分和隔離。
數(shù)據(jù)持久化和存儲
對于集群架構(gòu)一般都會采用集中化存儲來解決數(shù)據(jù)持久化問題，同時(shí)集中化存儲也方便進(jìn)行相關(guān)的事務(wù)管理，確保數(shù)據(jù)一致性。
在分布式架構(gòu)中，特別是在類似數(shù)據(jù)庫，緩存等分布式架構(gòu)中，數(shù)據(jù)的持久化存儲本身也是分布式的。與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算能力和存儲能力的分布式。每個(gè)分布式的單元既包括計(jì)算能力也包括本地的存儲能力。
因此在數(shù)據(jù)或持久化存儲分布式后，帶來關(guān)鍵的分布式事務(wù)問題需要解決。同時(shí)帶來大家熟知的CAP定理，如何在確保高可用性和高一致性兩者之間進(jìn)行權(quán)衡。
所以簡單來說從應(yīng)用架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，后期的運(yùn)維治理復(fù)雜度來說，集群都是相當(dāng)更加兼容和容易實(shí)現(xiàn)的方案。能夠集群解決的盡量集群解決，不要一味地去追求分布式。
集群和負(fù)載均衡
對于集群和負(fù)載均衡也是會經(jīng)常混用的概念。負(fù)載均衡簡單來說僅僅是實(shí)現(xiàn)請求的路由分發(fā)功能，對于集群來說會暴露一個(gè)對外集群地址，自然具備負(fù)載均衡能力。當(dāng)前談的負(fù)載均衡既可以是類似Haproxy或Nginix實(shí)現(xiàn)的軟負(fù)載均衡，也可以是類似F5，Array等設(shè)備實(shí)現(xiàn)的硬件負(fù)載均衡。
集群具備負(fù)載均衡能力，但是負(fù)載均衡一般不具備集群的所有能力。
集群除了負(fù)載均衡還必須具備對集群內(nèi)所有的節(jié)點(diǎn)的管理能力，狀態(tài)監(jiān)控，狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的一致性維護(hù)等能力。類似程序部署，心跳狀態(tài)檢查，配置信息分發(fā)，分布式事務(wù)協(xié)調(diào)等都屬于集群管理節(jié)點(diǎn)需要具備的能力。當(dāng)前可以看到類似etcd，zookeeper等都是常用的分布式集群的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
中心化和去中心化
首先還是要解釋下中心化和去中心化的概念。
還是接著前面的業(yè)務(wù)需求A和IT系統(tǒng)服務(wù)能力提供這個(gè)場景，集群和分布式都是在考慮能力提供B如何去滿足A的問題。
那么現(xiàn)在還有業(yè)務(wù)需求B，業(yè)務(wù)需求C等其它需求。業(yè)務(wù)需求A，B，C之間是需要相互打交道和協(xié)同的。這個(gè)時(shí)候協(xié)同就存在兩個(gè)方式。
對于場景一即是中心化架構(gòu)，場景二即是去中心化架構(gòu)。因此對于一個(gè)架構(gòu)是中心化和去中心化是針對ABC之間的協(xié)同來說。而不是針對業(yè)務(wù)需求和能力提供之間來說的。
典型的例子如微服務(wù)里面的服務(wù)注冊中心。
一般會說是一個(gè)去中心化的架構(gòu)，也就是微服務(wù)A和微服務(wù)B之間的調(diào)用，這個(gè)消息流不需要通過服務(wù)注冊中心，而是A和B之間直接完成的，那么在這種情況下即使服務(wù)注冊中心宕機(jī)也對接口調(diào)用和訪問沒有影響。
而對于傳統(tǒng)ESB這種代理模式即典型的中心化架構(gòu)，所有的請求流都需要通過ESB總線管道，那么當(dāng)ESB總線出現(xiàn)宕機(jī)的時(shí)候所有請求都無法訪問。
那么去中心化架構(gòu)是否徹底去中心化？
在去中心化架構(gòu)中，對于注冊中心來說仍然是一個(gè)分布式集群，因?yàn)榉?wù)注冊和發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)仍然需要有一個(gè)統(tǒng)一的管控點(diǎn)，這個(gè)管控能力還是需要在注冊中心這個(gè)分布式集群實(shí)現(xiàn)。只是去中心化架構(gòu)中進(jìn)一步將控制流和數(shù)據(jù)流分離。
對于控制流量能力仍然在注冊中心，采用傳統(tǒng)分布式或集群方式來實(shí)現(xiàn)。而對于數(shù)據(jù)流則是點(diǎn)對點(diǎn)訪問，徹底的去中心化，不需要再通過中心化節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)和代理。
在去中心化架構(gòu)下有兩個(gè)關(guān)鍵好處。
其一是所有的數(shù)據(jù)流都不通過中心節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)，那么自然訪問性能更好。其二就是不會因?yàn)橹行墓?jié)點(diǎn)的服務(wù)器故障導(dǎo)致ABC之間相互無法訪問。
但是去中心化架構(gòu)本身也帶來問題，即ABC之間由于是直接訪問，那么相當(dāng)來說都是可見可訪問的，對于傳統(tǒng)ESB里面最重要的一個(gè)服務(wù)代理和位置透明特點(diǎn)沒有了。其次就是由于點(diǎn)對點(diǎn)訪問導(dǎo)致了數(shù)據(jù)流不通過中心節(jié)點(diǎn)，那么很多類似安全，日志，流控等原來通過消息流攔截很容易實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容現(xiàn)在不容易實(shí)現(xiàn)。
而在去中心化架構(gòu)演進(jìn)過程中。出現(xiàn)了一個(gè)新變化即ServiceMesh服務(wù)網(wǎng)格思路，將相關(guān)管控能力以邊車Sidecar或Agent代理組件的方式進(jìn)一步下沉和部署到各個(gè)微服務(wù)模塊中。這樣就能將管控類問題得到很好的解決。
但是代理類和位置透明仍然無法解決，而這個(gè)能力可以轉(zhuǎn)移到類似Nginix組件來實(shí)現(xiàn)。
兩隊(duì)概念之間的關(guān)系和聯(lián)系
去中心化架構(gòu)針對的是ABC業(yè)務(wù)需求之間的訪問實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)，體現(xiàn)的是控制流和數(shù)據(jù)流分離，但是控制流仍然需要通過服務(wù)組件來提供，這個(gè)服務(wù)組件的部署仍然需要采用集群模式并結(jié)合分布式來實(shí)現(xiàn)高可用。
對于各種滿足集成需求的中間件往往會出現(xiàn)中心化還是去中心化架構(gòu)的概念，但是對于應(yīng)用系統(tǒng)本身滿足業(yè)務(wù)需求這個(gè)場景，一般不會出現(xiàn)是不是中心化架構(gòu)這個(gè)概念。應(yīng)用系統(tǒng)對需求的滿足只會出現(xiàn)集群和分布式兩個(gè)方式，這里的分布式和是否去中心化沒有關(guān)系。
分布式和集群兩者一般會組合使用，分布式實(shí)現(xiàn)功能需求解耦優(yōu)點(diǎn)，而集群實(shí)現(xiàn)高可靠性和冗余的優(yōu)點(diǎn)，而對于大并發(fā)性能的滿足兩種方式都具備具備改能力。
中心化架構(gòu)的優(yōu)勢是在管控治理上面，通過中心化架構(gòu)可以通過攔截方式實(shí)現(xiàn)各種管控治理能力，但是帶來的問題就是引入一個(gè)新的中介點(diǎn)，講解了整個(gè)應(yīng)用的高可靠性。去中心化架構(gòu)本身提高了高可靠性，但是犧牲了一定的管控治理能力。
