.NET 分布式系统架构（有转载部分）
一、设计目的
搭建一个大型平台需要综合考虑很多方面，不单纯是软件架构，还包括网络和硬件设备等。由于现代大部分应用建设都面临用户多、高并发、高可用的需求，传统软件架构已不能满足需求，需要支持分布式软件架构，能支持横向扩展，具有高可用、伸缩性、稳定性等特点。搭建如下系统架构。
二、系统软件结构
系统软件结构示意图
系统基于SOA架构设计，系统整体划分为不同组件或者应用服务，支持分布式的部署及扩展，并通过Nginx组件实现负载均衡。根据逻辑关联划分为：表现层、应用层和数据层。表现层负责系统与用户或者外部系统交互；应用层是服务于表现层，主要实现业务逻辑处理满足表现层的需求；数据层是负责系统数据的存储。
2.1、表现层
主要负责与用户和外部系统交互，具体提供系统可操作WEB功能、数据交换程序或者数据接口。满足不同的场景使用。Web Layer主要用asp.net mvc5技术实现；Data Exchange根据需求实现数据交换程序；Data Interface主要基于http协议，用Web API技术实现。
2.2、应用层
主要负责系统逻辑计算的实现，提供服务接口给展现层使用。此两层之间通信基于系统内部局域网tcp/ip协议，为了提高数据传输效率。根据应用服务职责不同，将分两大类，分别为业务应用服务和基础应用服务。业务应用服务实现业务需求的功能服务，比如用户
订单、某类商品的管理功能等。基础应用服务实现系统基础公用的功能服务，比如：日志服务、缓存服务、用户认证服务功能等。本系统应用服务一般使用.NET平台的通信框架WCF技术实现，个别其他组件除外，比如MQ组件、Redis缓存组件。
2.3、数据层
主要负责系统数据存储、同步、缓存和备份管理。本系统数据分为结构化数据和非结构化数据。对于结构化数据使用MSSQL2008以上数据库存储，基于MSSQL复制同步的机制，可以进行数据读写分离的实现，提升数据层面的优化。对于本系统业务日志数据的存
储选型，由于考虑到业务日志数据结构多样化、数据量较大，所以选用MongoDB的NoSQL技术，同时系统面对着高并发的访问，采取了缓存的机制提升性能，选用Redis缓存组件实现数据缓存存储。对于非结构化数据存储，比如文档、图片等数据，本系统基于
Windows平台NTFS文件系统实现文档存储和读写功能。
三、系统物理结构
系统物理结构示意图
本系统网络分为：内部局域网和互联网。服务器位于内部局域网，通过反向代理服务器对互联网公布系统，用户通过互联网访问系统。从网络层面安全进行隔离。用户访问系统基于http协议，系统内部之间服务器通信基于tcp/ip协议。根据部署应用的划分，将服务器分
为负载均衡服务器、Web服务器、应用服务器、数据服务器四大类。
（1）负载均衡服务器
基于Linux之CentOS平台搭建Nginx服务，作Load Balance。
（2）Web服务器
基于window平台下IIS web服务器。部署基于asp.net mvc、web api技术实现的程序。
（3）应用服务器
部署基于.net平台通信框架之WCF技术实现的服务接口，提供与展现层调用，其中部分公用组件，如MQ则根据组件的要求部署。
（4）数据服务器
本系统数据存储选用：mssql数据库、MongoDB、Redis缓存和文件存储。根据项目情况数据库可做读写分离，同时结合redis做缓存策略提高系统性能。
本章节先大致介绍系统框架及物理结构情况，由于涉及几个技术点，比如：nginx负载均衡搭建、asp.netmvc与WCF服务之间调用、redis分布式缓存使用、MongoDB存储日志、MQ异步传输日志数据、文件服务实现。后续逐步介绍。
3.1、Net分布式系统之二：CentOS系统搭建Nginx负载均衡
3.1.1、关于CentOS系统介绍
CentOS（Community Enterprise Operating System，中文意思是：社区企业操作系统）是Linux发行版之一，它是来自于Red Hat Enterprise Linux依照开放源代码规定释出的源代码所编译而成。基于Red Hat持续升级，和对已知BUG修复，所以CentOS更多
用于搭建大型企业级服务器。目前较新版本为7.0，本文使用CentOS7 64bit进行搭建系统负载均衡。
3.1.2、安装VMWare
VMWare (Virtual Machine ware)是一个“虚拟PC”软件公司.它的产品可以使你在一台机器上同时运行二个或更多Windows、DOS、LINUX系统。与“多启动”系统相比，VMWare采用了完全不同的概念。多启动系统在一个时刻只能运行一个系统，在系统切换时
需要重新启动机器。本文使用VMWare WorkStation12安装CentOS操作系统。详细安装步骤参考：查看， 百度软件下载点击。
3.1.3、安装CentOS系统
首先需要下载CentOS安装包，下载IOS格式，本文使用CentOS7 64bit 版本，下载
详细安装步骤请点击查看
注意事项：
1、分区的时候，选择EXT4格式，boot分区为400m，/分区为8G，/home分区为7G，var分区为6G，swap分区为2G
2、用户和组ID，都设为 1000
3、安装完成重启后提示License的，输入：1、2、r、yes 完成进入成功进入系统
4、ctrl+alt 鼠标切回本机电脑，不在虚拟机里
3.1.4、安装Nginx和配置
1、Nginx介绍
Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，并在一个BSD-like 协议下发行。由俄罗斯的工程师Igor Sysoev研发，供俄国大型的入口网站Rambler使用。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并
发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好。
2、安装部署
（1）添加Nginx仓储，添加 epel repository
sudo yum install epel-release
（2）检查是否已安装过nginx
find -name nginx
（3）如果有安装则删除
yum remove nginx
（4）安装nginx
sudo yum install nginx
（5）启动nginx
sudo systemctl start nginx sudo systemctl enable nginx #可用
（6）将nginx 设置为启动系统自动启动nginx
echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local
（7）查看本机IP，为了后续配置nginx.conf所用
ifconfig
（8）修改nginx.conf配置文件
cd /etc/nginx/ #定位到nginx安装目录 vim nginx.conf #通过vim打开nginx.conf配置文件进行配置
（9）主要配置节点，192.168.119.1:8081 和 192.168.119.1:8082 分别部署在 IIS7的两个ASP.NET MVC 开发的站点（在另一台电脑），设计软件架构解决方案后续介绍。
upstream 192.168.119.128{
server 192.168.119.1:8081;
server 192.168.119.1:8082;
}
server{
listen 80;
server_name 192.168.119.128;
location /{
proxy_pass http://192.168.119.128;
}
}
（10）重启nginx服务
service nginx restart
以上记录在CentOS7操作系统搭建Nginx负载均衡解决方案记录。后续简介通过Keepalived搭建Nginx负载高可用解决方案。
3.2、Net分布式系统之二：CentOS系统搭建Nginx负载均衡(下)
上一篇文章介绍了VMWare12虚拟机、Linux（CentOS7）系统安装、部署Nginx1.6.3代理服务做负载均衡。接下来介绍通过Nginx将请求分发到各web应用处理服务。
3.2.1、Web应用开发
1、asp.net mvc5开发
（1）新建一个MVC5工程，新建一个Controller，在Index方法实现将当前时间保存到Session["mysession"]，并写Cookies["mycookies"]存储主机名和当前时间。
1 public ActionResult Index() 2 { 3 if (this.HttpContext.Session["mysession"] == null) 4 { 5 this.HttpContext.Session["mysession"] = DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"); 6 } 7 8 this.HttpContext.Response.Cookies.Add(new HttpCookie("mycookies") 9 { 10 Expires = DateTime.Now.AddDays(1), 11 Value = HttpContext.Server.MachineName + "||" + DateTime.Now.ToString() 12 }); 13 return View(); 14 }
（2）在Controller中新增第二个方法GetSession，显示Session和Cookies的值。
1 public ActionResult GetSession() 2 { 3 if (this.HttpContext.Session["mysession"] != null) 4 { 5 ViewBag.DD = this.HttpContext.Session["mysession"].ToString(); 6 ViewBag.SCode = this.HttpContext.Session["mysession"].GetHashCode().ToString(); 7 ViewBag.SID = this.HttpContext.Session.SessionID; 8 } 9 10 ViewBag.CVAL = System.Web.HttpContext.Current.Request.Cookies["mycookies"].Value; 11 ViewBag.CID = System.Web.HttpContext.Current.Request.Cookies["mycookies"].Name; 12 ViewBag.CDO = System.Web.HttpContext.Current.Request.Cookies["mycookies"].Domain; 13 return View(); 14 }
（3）将session和cookies信息在页面显示，GetSession视图代码如下：
1 @{ 2 ViewBag.Title = "GetSession"; 3 } 4 5 <h2>站点：A -- GetSession</h2> 6 <span>站点：A</span> 7 <br /> 8 <span>Session Value: @ViewBag.DD</span> 9 <br/> 10 <br /> 11 <span>Session SCode: @ViewBag.SCode</span> 12 <br /> 13 <br /> 14 <span>Session ID: @ViewBag.SID</span> 15 <br /> 16 <br /> 17 <span>Cookies ID: @ViewBag.CID</span> 18 <br /> 19 <br /> 20 <span>Cookies Values: @ViewBag.CVAL</span> 21 <br /> 22 <br /> 23 <span>Cookies Values: @ViewBag.CDO</span>
以上实现session和cookies读写，为了验证负载均衡下，每次请求处理是否保持一致，接下来重要内容，做负载均衡如何如何保持session一致，对于asp.net技术session原理此处不做介绍，网上搜索下大把。
2、Session共享技术
（1）InProc 模式
session存储于当前站点在同一个进程内，修改web.config或者bin中文件更新，会导致session丢失。此模式为默认模式。
（2）aspnet state 模式
aspnet state是将session存储在状态服务中，需要启动ASP.NET State Service，能看到进程aspnet_state.exe。还需要在web.config配置此模式。
（3）SQLServer 模式
此模式需要SQL Server配置相关信息，启动代理服务、数据库账号及表，并将web.config指向数据库。
（4）第三方扩展 模式
本框架采用此模式，将session存储到其他存储，比如：Memcached、redis缓存中，达到共享session的目的。可以通过实现ASP.NET中的SessionStateStoreProviderBase这个抽象类扩展。本系统采用将session存储在redis缓存中，通过引入
RedisSessionStateProvider组件。
Install-Package Microsoft.Web.RedisSessionStateProvider
3、Nginx服务状态情况
在centos终端输入命令service nginx status 查看情况，确保服务正常运行。
4、Web站点部署
部署两个站点分别为：
站点A：端口为8081，
站点B：端口为8082，
二、功能效果展现
直接开启两个URL链接，确认两个网页的获取到的session和cookies都是一致。
3.2、Net分布式系统之三：Keepalived+LVS+Nginx负载均衡之高可用
上一篇写了nginx负载均衡，此篇实现高可用（HA）。系统整体设计是采用Nginx做负载均衡，若出现Nginx单机故障，则导致整个系统无法正常运行。针对系统架构设计的高可用要求，我们需要解决Nginx负载均衡出现单机故障时，系统正常运行的需求。所以系统架构引入Keepalived组件，实现系统高可用。
一、Keepalived介绍
Keepalived是分布式部署系统解决系统高可用的软件，结合LVS（Linux Virtual Server）使用，其功能类似于heartbeat，解决单机宕机的问题。
二、Keepalived技术原理
keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。通过VRRP协议结合LVS，对组群服务器监控情况，若master出现宕机情况，则将VIP漂移到backup机上。实现了分布式系统高可用。可以理解
为：keepalived是LVS的管理软件，根据监控情况，将宕机服务器从ipvsadm移除掉。
三、Keepalived+LVS+Nginx实现系统高可用
消息通信组件Net分布式系统的核心中间件之一，应用与系统高并发，各个组件之间解耦的依赖的场景。本框架采用消息队列中间件主要应用于两方面：一是解决部分高并发的业务处理；二是通过消息队列传输系统日志。目前业界使用较多的消息队列组件有
RabbitMQ、ActiveMQ、MSMQ、kafka、zeroMQ等，本文对系统架构之MQ Component诠释，并采用RabbitMQ作为消息队列中间件。
一、RabbitMQ介绍
RabbitMQ是一款基于AMQP（消息队列协议），由Erlang开发的开源消息队列组件。是一款优秀的消息队列组件，他由两部分组成：服务端和客户端，客户端支持多种语言的驱动，如：.Net、JAVA、Erlang等。RabbitMQ与其他消息队列组件性能比较，在此
不作介绍，网上有大把的资料。
二、RabbitMQ原理简介
RabbitMQ中间件分为服务端（RabbitMQ Server）和客户端（RabbitMQ Client），服务端可以理解为是一个消息的代理消费者，客户端又分为消息生产者（Producer）和消息消费者（Consumer）。
1、消息生产者（Producer）：主要生产消息并将消息基于TCP协议，通过建立Connection和Channel，将消息传输给RabbitMQ Server，对于Producer而言基本就完成了工作。
2、服务端（RabbitMQ Server）：主要负责处理消息路由、分发、入队列、缓存和出列。主要由三部分组成：Exchange、RoutingKey、Queue。
（1）Exchange：用于接收消息生产者发送的消息，有三种类型的exchange：direct, fanout,topic，不同类型实现了不同的路由算法；
A. direct exchange：将与routing key 比配的消息，直接推入相对应的队列，创建队列时，默认就创建同名的routing key。
B. fanout exchange：是一种广播模式，忽略routingkey的规则。
C. topic exchange：应用主题，根据key进行模式匹配路由，例如：若为abc*则推入到所有abc*相对应的queue；若为abc.#则推入到abc.xx.one ,abc.yy.two对应的queue。
（2）RoutingKey：是RabbitMQ实现路由分发到各个队列的规则，并结合Binging提供于Exchange使用将消息推送入队列；
（3）Queue：是消息队列，可以根据需要定义多个队列，设置队列的属性，比如：消息移除、消息缓存、回调机制等设置，实现与Consumer通信；
3、消息消费者（Consumer）：主要负责消费Queue的消息，同样基于TCP协议，通过建立Connection和Channel与Queue传输消息，一个消息可以给多个Consumer消费；
4、关键名词说明：Connection、Channel、Binging等；
（1）Connection：是建立客户端与服务端的连接。
（2）Channel：是基于Connection之上建立通信通道，因为每次Connection建立TCP协议通信开销及性能消耗较大，所以一次建立Connection后，使用多个Channel通道通信减少开销和提高性能。
（3）Binging：是一个捆绑定义，将exchange和queue捆绑，定义routingkey相关策略。
三、RabbitMQ应用
本章节描述，web应用生产的日志，通过rabbitmq传输，然后日志服务接收消息队列的消息。
具体乐意产考网络，此处略过。
本文介绍系统缓存组件，采用NOSQL之Redis作为系统缓存层。
一、背景
系统考虑到高并发的使用场景。对于并发提交场景，通过上一章节介绍的RabbitMQ组件解决。对于系统高并发查询，为了提供性能减少数据库压力，我们加入缓存机制，可以不同层次加入缓存支持，本文主要介绍应用服务层和数据层之间加入缓存机制提升性能。
业界缓存组件有Redis、Memcached、MemoryCache。本系统采用Redis缓存组件，有些系统将Redis当作MQ使用，此场景本系统用RabbitMQ，Redis主要用于系统缓存应用。
二、Redis简介
Redis是一个开源的Key-Value数据库，使用C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的NOSQL数据库，并提供多种语言的API，例如：Java，C/C++，C#，PHP，JavaScript，Perl，Object-C，Python，Ruby等语言驱动。自Redis3.0开始支持集群方案。
相关Redis Cluster 原理在此不多介绍，网络上有很多资料。
三、Redis集群应用
（一）环境介绍
本系统基于Linux之CentOS搭建Redis3.0集群。将三个Instance部署于一台虚拟机，应用部署于windows平台。
（二）安装Redis
（三）配置Redis集群
3.5、Net分布式系统之五：微服务架构
一、背景&问题
之前框架是一个基于SOA思想设计的分布式框架。各应用通过服务方式提供使用，服务之间通信是RPC方式调用，具体实现基于.NET的WCF通信平台。框架存在如下2个问题：
1、高并发处理能力不足。一旦高并发请求，可能出现多个服务待定处理，导致整个系统出现瓶颈。
2、随着移动端广泛应用，服务不能灵活支持APP应用。
3、系统持续集成部署过于繁琐，遇到问题不好定位。
基于以上存在问题升级框架，结合当前主流的架构思想，将系统进行服务化思维，就是“微服务架构”。
二、微服务架构
微服务架构（Microservices Architecture）是将系统拆分为多个服务，俗称为应用服务。应用服务实现单一、具体的业务应用功能，支持独立部署维护，多个应用服务构建成系统。应用服务之间通过轻量级通信框架进行，并且支持应用服务用不同技术或者平台实
现。微服务架构是SOA架构设计思想另一种实现方式。微服务架构有如下特点：
1、微服务架构好处
（1）横向扩展应用服务提升系统并发处理能力
（2）应用服务独立部署维护，有利于迭代开发升级持续部署
（3）架构灵活支持多种技术实现
（4）有利于应用服务实现高可用性
2、微服务架构不足
（1）对系统设计有一定要求，尤其是拆分技术应用服务接口
（2）导致系统实现复杂度的提高
（3）需要确保系统数据一致性机制
（4）导致系统维护要求和成本提高
系统是否需要采用微服务架构进行构建是由项目需求决定。采用微服务架构进行设计构建系统，对团队成员能力比传统要求高，尤其是设计能力。
三、框架设计原则
1、可扩展：支持不修改系统功能，按需扩展服务器资源。
2、高可用：支持分布式部署双机热备机制，满足系统高可用性的要求。
3、高并发：支持快捷扩张应用服务处理能力，提升系统处理能力，满足并发请求。
4、安全性：访问安全通过统一认证访问；信息安全通过加解密、签名传输；网络安全通过网络隔离及防火墙；数据安全通过定时备份及高容错能力。
5、一致性：采用数据最终一致性策略。
四、框架总体设计
如图所示，系统架构基于SOA架构设计思想，并且采用微服务架构方式进行设计和构建。将系统呈现和数据进行分离。系统呈现基于网页进行实现，支持多种前端UI框架整合及自定义开发；数据由应用服务提供，统一通过“网关API”提供使用。架构支持通过网络层、应用层的负载均衡中间件等，实现高可用和并发处理能力。架构将一些基础公共功能抽离构建成中间件。
1、网关API：应用服务通过网关API统一对外提供服务。网关API基于http协议、以restful方式提供统一服务接口，约定接口通信协议，支持系统呈现的功能，以轻量级的通信方式，满足不同客户端。网关API实现统一数据访问权限控制、路由应用服务、限流等功能。
2、消息平台：负责应用服务之间更新同步信息，将原有系统架构分布式事务调用更新信息的方式，调整为通过消息异步发布/订阅处理，保证数据最终一致性，应用服务之间降低耦合度和强依赖关系。高并发能力下，取得缓存作用。
3、服务注册监控中心：负责应用服务注册发布登记，同时监控应用服务接口运行情况，支持动态控制应用服务接收请求，实现“去中心化”服务控制。组件实现服务注册登记、监控等功能。
4、认证中心：负责架构访问统一身份认证。通过用户口令和权限进行控制访问。结合“网关API”实现安全访问、限流等功能，同时实现页面管理功能。
5、日志管理系统：负责记录系统日志，提供服务接口和组件，业务代码通过异步方式将日志信息传输到“消息平台”，日志管理系统订阅“消息平台”的日志信息进行处理存储。同时提供日志管理功能
6、缓存中心：基于Redis分布式内存数据库，搭建架构统一缓存中心，提供统一缓存服务。
五、软件架构设计
如图所示，系统架构以微服务架构方式进行开发，从切面观察每个应用服务进行垂直独立开发，根据职责划分层次，从上而下分为四个层次，分别为Web层、服务接口层、业务逻辑层及数据访问层。Web层主要负责系统功能呈现表达，直接面对用户；服务接口层
主要负责提供标准化服务接口，与呈现层对接；业务逻辑层主要实现应用业务逻辑，是应用服务核心部分；数据访问层负责数据持久化，支持业务逻辑层。各层次之间通过接口进行隔离，有利于后续维护扩展，减低依赖和影响。
应用服务完成开发后进行集成部署。Web层将根据约定集成到Web应用容器，其余层次构建为应用服务进行部署，并将服务接口进行注册登记发布使用。
六、结语
基础架构大致设计就这样，还需要考虑实施部署，可以考虑云平台弹性资源，再结合docker容器技术。
后续再逐步介绍相关基础组件设计及实现原理。技术框架重于解决问题，设计依赖需求，需求来源实际业务场景。
一、引言
随着互联网的快速发展，当前以步入移动互联、物联网时代。用户访问系统入口也变得多种方式，由原来单一的PC客户端，变化到PC客户端、各种浏览器、手机移动端及智能终端等。同时系统之间大部分都不是单独运行，经常会涉及与其他系统对接、共享数据的需求。所以系统需要升级框架满足日新月异需求变化，支持业务发展，并将框架升级为微服务架构。“API网关”核心组件是架构用于满足此些需求。
很多互联网平台已基于网关的设计思路，构建自身平台的API网关，国内主要有京东、携程、唯品会等，国外主要有Netflix、Amazon等。
二、业界相关网关框架
业界为了满足这些需求，已有相关的网关框架。
1、基于nginx平台实现的网关有：KONG、API Umbrella
2、自研发的网关有：apigee、Zuul
三、API网关设计
API网关是微服务架构（Microservices Architecture）标准化服务的模式。API网关定位为应用系统服务接口的网关，区别于网络技术的网关，但是原理则是一样。API网关统一服务入口，可方便实现对平台众多服务接口进行管控，对访问服务的身份认证、防报文重放与防数据篡改、功能调用的业务鉴权、响应数据的脱敏、流量与并发控制，甚至基于API调用的计量或者计费等等。组件设计如下：
多种客户端程序，例如：移动APP、PC端和智能终端设备等。客户端程序通过互联网或者专网访问API网关，由API网关统一接收请求后，通过一系列模块定位具体处理的微服务机，并将其转发至目标服务处理，网关与微服务之间通信是内部局域网。API网关统一规范平台对外的服务，同时充当了平台的PaaS层。如上图所示，API网关功能结构基于管道模型和支持可插拔式的设计开发，提供统一基于http协议的WebAPI访问接口，内部每个模块各自实现功能，包括：黑白名单、日志、协议适配、身份认证、计流限流及路由。并且依赖“访问认证中心、服务发布管理中心”分别实现API网关访问权限控制和定位目标微服务。各模块功能说明如下：
1、黑白名单：实现通过IP地址控制禁止访问网关功能，此功能是应用层面控制实现，再往前也可以通过网络传输方面进行控制访问。
2、日志：实现访问日志的记录，可用于分析访问、处理性能指标，同时将分析结果支持其他模块功能应用。
3、协议适配：实现通信协议校验、适配转换的功能。
4、身份认证：负责网关访问身份认证验证，此模块与“访问认证中心”通信，实际认证业务逻辑交移“访问认证中心”处理。
5、计流限流：实现微服务访问流量计算，基于流量计算分析进行限流，可以定义多种限流规则。
6、路由：路由是API网关很核心的模块功能，此模块实现根据请求，锁定目标微服务并将请求进行转发。此模块需要与“服务发布管理中心”通信。“服务发布管理中心”实现微服务发布注册管理功能，与其通信获得目标微服务信息。
四、API网关部署
API网关是一个公共基础组件，无状态，可支持多套分布式部署。如下图所示：
五、API网关实现技术
1、技术：框架整体基于.NET平台构建，所以API网关也暂定基于.NET4.6平台和ASP.NET WebAPI2.0框架实现。具体软件架构就用上一篇所介绍的。
2、性能：部署于IIS7.0，1000个并发查询请求，平均响应90ms。
可能在IIS7.0和.Net4.6平台，在大并发性能处理上会更不上，后续将考虑基于.net core进行升级开发，并部署于Linux平台。
API网关主要原理是相通，不同平台结合本身平台整体框架设计，可选用不同的技术实现，目前有些基于Spring MVC、node.js、Erlang技术进行研发。
六、结语
以上是对API网关概要进行设计，还有其他方面的内容此篇文章未讨论，例如：安全性、高并发、扩展性等特性设计，同时作为平台其中一个组件，也涉及与其他组件一并协同运行。此块内容会后续分享。
日志对大型应用系统或者平台尤其重要，系统日志采集、分析是系统运维、维护及用户分析的基础。
一、系统日志分类
一般系统日志可分为三大类：
1、用户行为日志：通过采集系统用户使用系统过程中，一系列的操作日志。
2、业务变更日志：特定业务场景需要，采集某用户在某时使用某功能，对某业务（对象、数据）进行某操作，由A变成B。
3、系统运行日志：系统运行服务器资源、网络及基础中间件的情况进行定时采集日志分析。
二、常见日志分析应用场景
日志采集分析是由需求驱动，根据某种场景的需要日志采集，采集的日志进行针对性的分析。一般常见的日志分析结果应用场景有：
1、分析系统或者平台哪些功能是最受欢迎：什么时候使用最多用户使用，某个区域、某类用户使用最多。有利于功能推广；有利于提升服务器资源从而提高用户体验。
2、内容推荐：根据用户平常阅读内容，采集相关日志，并通过分析后，将用户感兴趣的内容系统自动推荐给用户，从而提升用户站粘性。
3、系统审计：对于应用系统，采集操作日志、业务变更日志，有利于备查及提供相关安全审计功能。
4、自动化运维：场景微服务架构的系统或者平台，对运维投入的要求高，自动化部署和运维，可以减少运维的工作量和压力。系统运行环境日志采集、分析，可实现预警、服务器资源动态调配，有利于快速定位排查故障。
不同系统的运行环境、功能应用场景及需要采集分析日志的需求也各不相同。日志内容、采集方式存在多样性，日志数据量大，所以需要设计一套日志采集系统，满足日志采集需求，支持便捷将分析结果反捕于应用功能。
三、日志采集系统总体设计
基于以上日志采集的初步分析，尤其微服务架构中，微服务治理能力、服务负载需要依赖服务日志的采集分析，所以日志采集子系统是微服务架构的基础支持功能。日志采集系统总体设计如下：
如上图所示，根据日志整个过程，系统由三部分组成：日志采集、日志存储&分析及结果应用。日志采集主要负责提供多种方式进行采集日志；日志存储&分析主要实现分析统一存储和定制的场景分析日志；结果应用实现将日志分析结果提供服务接口或者默认的管理功能，供应用功能使用。
日志采集整体过程：日志采集后，通过在线或者离线传输到消息队列，由日志消费应用拉取后进行存储。根据分析需要定制自动作业任务实现日志数据抽取、转换、统计后，将结果数据写入关系型数据库。提供服务接口或者日志查询默认管理功能进行使用。
1、日志采集
日志采集实现三种方式进行采集日志：
（1）WebAPI方式：实现基于http协议 restful方式采集日志数据，并发送至消息队列。主要用于提供移动端、微信公众号及小量日志采集使用，在NET分布式系统上可结合“API网关”使用。
（2）Service Proxy方式：基于log4.net优秀的日志组件和消息队列客户端驱动，进行封装为日志记录服务代理，提供便捷、统一的接口供应用进行使用。支持将日志记录到应用本地和在线实时发送至消息队列，其中记录到应用本地，可结合第三种方式完成应用功能日志采集的功能。
（3）LCClient方式：实现客户端批量抓取日志数据，发送至LCServer。LCClient客户端基于TCP协议与LCServer服务端进行通信，基于NIO框架构建，可支持高并发处理能力。LCServer再将日志数据写入消息队列。
日志采集通过提供三种方式，满足不同的业务应用场景使用采集日志。
2、日志存储&分析
日志存储及分析由五部分构成：消息队列（MQ）、日志接收服务端（LCServer）、日志存储（Elasticsearch）、任务作业（Quartz.net）及关系型数据库（MySQL）。
（1）消息队列（MQ）：日志通过消息队列实现消息统一接收，做一道缓冲，满足日志数据并发接收能力。
（2）日志接收服务端（LCServer）：接收LCClient客户端批量发送日志数据，并将其发送至消息队列。
（3）日志存储（Elasticsearch）：选用ES做日志存储，主要考虑ES是一种文档化分布式搜索服务，支持PB级的数据存储，支持上百个节点的分布式集群能力，并且提供丰富的API使用，数据查询方面有着优越的性能。
（4）任务作业（Quartz.net）：通过定制化开发作业任务实现对ES日志数据抽取、转换、分析后，将结果存储于关系型数据库。Quartz.net中间件是业界公认的作业任务组件。
（5）关系型数据库（MySQL）：实现日志结果数据存储，供日志应用查询使用。MySQL有着优越的主从复制机制，可解决单节点查询性能瓶颈，同时提供传统SQL脚本操作数据的能力，提供开发效率。
日志数据存储和分析后，最终目的就是提供与应用功能使用。
3、分析结果应用
分析结果应用主要提供服务接口和管理功能两种方式。
（1）服务接口方式：基于http协议以restful方式提供接口，支持应用功能方便调用。
（2）管理模块方式：默认提供一套日志查询管理功能，方便于应用直接集成使用。
四、总结
日志采集本身也是一个分布式系统，服务端每个节点都支持分布式集群部署，可实现高并发、高可用性。本文只是一种抛砖引玉，系统每个组件还需要深化详细，同时也包括实施部署。
一、引言
.Net技术栈目前还没有像spring cloud相对完整一整微服务架构栈，随着业务发展系统架构演进，自行构建.Net技术体系的微服务架构，配套相关核心组件。因平台基于微服务架构方式研发，每个领域服务遵循平台统一标准，各自研发，独立部署运行，服务运行日志均通过记录本地文件方式进行记录。程序日志无法及时查阅，需登录服务器查看，同时不利于日志统一管理，因研发运行日志分析系统，进行日志统一分析管理，便于快速定位程序运行问题及时处理，保障平台运行稳定。虽然行业上也有一些日志架构，如较为有名的LEK（logstash, elasticsearch, kibana），因考虑到后续一些个性化的需求，还是自行研发运行日志分析系统。
二、设计原则
系统在总体微服务架构设计思想下，遵守平台标准，并结合实际解决问题的需要，进行设计和研发，系统严格按照如下设计原则设计：
1、模块化：根据职责和归属明确，进行拆分模块，模块功能高度内聚。
2、服务化：各模块通信，通过服务方式进行调用，服务之间通信，遵守平台的标准。
3、松耦合：系统模块之间通信，基于行业通用标准，按照“约定优于配置”思想，充分体现系统模块之间松耦合的关系。
4、高性能：采用异步的方式进行记录日志和分析，不影响平台总体性能。
5、易扩展：日志采用统一的接入方式，支持灵活扩展。
6、跨平台：支持不同技术语言、平台进行采集日志。
三、总体架构
如图所示，系统基于上述设计原则，主要由五部分组成：日志记录、日志采集、日志接入、日志分析及存储、日志管理服务。每部分职责定位明确，相互支持、相互协作，共同构成运行日志分析系统。日志记录到本地文件，通过日志采集器将本地日志文件抽取后，发送至Kafka，同时由日志分析服务进行消费、分析及存储于elasticsearch，日志管理服务提供于用户查阅&分析日志信息。在平台统一通信协议下，扩展运行日志的内容，沿用Json报文格式，记录内容包括：IP、端口、服务ID、记录时间、日志内容。
1、日志报文
2、日志记录
日子记录，支持多种日志记录组件：Log4.net（本系统选用）、.Net core 自带的Nlog、微软企业库等，针对JAVA技术语言开发的服务，则选用log4j组件，只要按照约定规范进行打印日志即可。将日志信息记录到本地文件。
3、日志采集
日志采集，选用filebeat组件，filebeat是一个轻量级的日志传输组件，其可以通过提供一种轻量级的方式来转发和集中日志和文件，帮助你把简单采集和发送的事情简单化。本质上filebeat是一个日志信息搬运工，不进行日志过滤和分析工作。同时支持跨平台。
4、日志接入
日志接入，考虑日志量在某一故障情况，可能存在较大并发接入，所以选用Kafka组件作为日志信息接入分析的统一入口，kafka组件是一个高性能的MQ组件，具有高并发、高可用的特性。统一接入方案，为系统提供更为灵活的采集日志，不受限于某一平台、技术或者日志采集组件，均可将运行日志进行接入分析和存储。
5、日志分析及储存
日志分析，采用.Net Core研发，以后台服务的方式进行运行，订阅kafka的日志消息进行批量消费，分析程序支持横向扩展部署于多个程序，提升日志的消费能力，保障日志接收能力和分析能力相当。对日志分析后存储于Elasticsearch（以下简称：ES），ES是一个高可扩展的开源全文搜索和分析引擎，它允许存储、搜索和分析大量的数据。非常适合存储半结构化的日志数据，便于全文搜索日志信息。
6、日志管理服务
日志管理服务，实现查询ES中的运行日志数据，通过WebAPI方式提供界面功能调用。本系统采用“前后分离”应用开发技术，前端界面功能采用H5+JS，后端服务以restful方式提供API接口。
四、总结
根据不同应用场景和需求，选用不同的日志分析架构或者自行研发，最终目的就是为了快速、方便捕捉系统日志，有助于分析系统运行情况。尤其对于微服务架构大型平台，运行日志更为重要。本文主要是将系统设计原则、思想进行记录，同时对有需要的同学提供参考，可能再实际应用中，还有很多地方需要完善或者优化。
