架构模式: 服务器端服务发现

架构模式: 服务器端服务发现

背景

不同服务之间通常需要相互调用。在单体应用程序当中，服务间通过语言层级的方法或者过程实现相互调用。在传统的分布式系统部署下，服务在固定并且已知的位置（主机与端口）运行，从而确保各服务可利用HTTP/REST或者某种RPC机制进行相互调用。然而，现代化微服务应用程序中通常在虚拟化或者容器化环境中运行，在这样的环境中服务的实例数量和位置是动态变化的。
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因此，要想实现客户端向动态变化的一组服务端实例发送请求，我们必须采用新的机制。

问题

服务的客户端——包括API网关或者其它服务——如何才能获取服务端实例的位置？

需求

• 每一服务实例都会在特定位置（主机与端口）通过HTTP/REST或者Thrift等方式发布一个远程API。
• 服务端实例的具体数量及位置会发生动态变化。
• 虚拟机与容器通常会被分配动态IP地址。
• 服务实例的数量会发生动态变化。例如，EC自动伸缩组会根据负载情况随时调整实例数量。

方案

在向某一服务发送请求时，客户端会通过在已知位置运行的路由器（或者是负载均衡器）发送请求。路由器会查询服务注册表，并向可用的服务实例转发该请求。服务注册表也可能背内建于路由器之中。

以下示意图展现了这种模式的结构：
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例子

AWS Elastic Load Balancer（即AWS弹性负载均衡，简称ELB）便是一个服务器端服务发现模式的例子。客户端向该ELB发出HTTP（S）请求（或者开启TCP连接），而ELB则在一组EC2实例中对该流量进行负载均衡。ELB既能够对来自互联网的外部流量进行负载均衡，又能够被部署在VPC中，对内部流量进行负载均衡。ELB同样可作为服务注册表发挥作用。EC2实例可通过API调用或者借助自动伸缩分组机制注册至ELB。

一些集群解决方案如 Kubernetes 以及 Marathon，会在每台主机上运行一套代理，用来提供服务器端服务发现模式的路由机制。为了访问服务，客户端可以利用被分配至该服务的端口接入这个本地代理。该代理随后会将各请求转发给在集群某处运行的服务实例。

结果

服务器端发现机制拥有以下优势：

• 相较于客户端服务发现，其客户端代码由于无需实现发现功能而更为简单。而且客户端只需要向路由机制发送请求即可。
• 部分云环境提供此项功能，例如AWS Elastic Load Balancer。

但服务器端发现机制亦存在着以下弊端：

• 除非成为云环境的一部分，否则该路由机制必须作为另一系统组件进行安装与配置。为实现可用性和一定的接入能力，还需要为其配置一定数量的副本。
• 相较于客户端服务发现，服务器端发现机制需要更多的网络跳转。

相关模式

• 服务注册表
• 断路器
• 客户端服务发现