2022-11-17
引子
2000年拜特科技成立，到今天已有22個年頭，這二十幾年來信息化技術可謂突飛猛進，日新月異，拜特科技作為專業的資金管理軟件服務提供商，緊跟技術潮流，產品一路迭代升級，從C/S架構到B/S架構，從Web/Sevice到踐行SOA，如今又迭代升級到業界流行的微服務架構。今天這篇文章，將以一個運維工程師的視角來跟大家一起梳理一下這20多年來，承載系統運行的環境也就是我們常說的“計算機”這一路走來經歷哪些變遷。
本文核心關鍵字：C/S架構模式、B/S架構模式、微服務架構、虛擬化、容器
一、C/S架構-物理機的年代
拜特科技資金管理系統第一個版本是C/S架構，是由公司創始人胡德芳先生開發，這個版本為公司帶來了前期核心的幾十家客戶，也奠定了拜特科技成立的基礎。下圖是當年C/S架構系統的一個截圖，現在回頭看，滿滿的年代感。
C/S模式，即Client/Server或客戶/服務器模式，是服務器客戶端結構。是一種“一對多”的模式，一臺服務器，處理多個客戶端發來的請求，完成了業務邏輯之后，再返回給客戶端一些信息。
C/S架構下，數據庫一般部署在實體機上，大型客戶一般在IBM P系列小型機或者SUN SPARC工作站上，記得當時第一次操作IBMP系列的小型機，就被它強勁的性能和敦實的外觀深深的吸引（當然服務器價格也很強勁），在服務端，系統部署簡單，數據庫安裝部署好即可，工作量也不大，由于客戶端需要單個安裝，就需要到客戶各個工位，樓上樓下的跑了，通常安裝完畢，大半天就過去了。
C/S模式下，更多依賴“垂直擴展”，性能出現問題，基本上就是簡單的硬件升級，在運維層面，更多的就是幫助客戶遷移數據庫，重新升級系統。
二、B/S架構-日益豐富的企業應用
時間來到2006年，拜特科技的產品架構也迎來了B/S架構模式，應用服務，第三方接口服務，銀行接口平臺服務也需要獨立部署，用戶客戶端不用直連數據庫，所有的交互式業務操作都直連應用服務完成，在部署上，需要專門的應用服務器，第三方接口服務器，銀行接口服務平臺服務器。簡單結構圖如下：
B/S架構模式，系統的安裝部署就省心很多了，一般情況下數據庫服務器跟應用服務器都在一個機房，之前的服務的央企客戶都有比較完善的機房，一進機房，機器風扇發出的嗡嗡聲和寒氣逼人機房制冷空調，撲面而來，老實說在機房作業并不是一件令人愉悅的事情，好在安裝運維工作在企業的機房就能完成了，時間也不會太久，至少省去了之前爬高上低的辛苦。
進入B/S架構時期，企業信息化程度已經大大向前，加上中心化的部署，為了系統的高可用，也需要冗余部署，所需要的服務也越來越多，如果只在單臺服務器部署一個應用服務，所需要的服務器也非常多，實體服務器過多帶來的挑戰越來越大，具體問題如下：
● 基礎架構利用率低；
● 基礎架構成本高；
● IT運維成本高。
那么能否將多個應用部署到一臺實體機器上呢？理論上這樣做是可以的，但是多應用部署到一臺機器，就會存在資源相互影響的問題，例如A應用存在bug，造成了內存泄漏，B應用就會被連累遭殃，那么如何在充分利用機器資源的情況下，又能避免相互影響的問題呢？各個底層應用的廠商開始了新的探索。
三、虛擬化技術-真真假假的世界
虛擬化技術是底層應用廠商對實體機資源管理的一種優化技術，通過將計算機的各種物理資源（如CPU、內存以及磁盤空間、網絡適配器等 I/O 設備）予以抽象、轉換，然后呈現出來的一個可供分割并任意組合為一個或多個（虛擬）計算機的配置環境。
虛擬化技術打破了計算機內部實體結構間不可切割的障礙，使用戶能夠以比原本更好的配置方式來應用這些計算機硬件資源。而這些資源的虛擬形式將不受現有架設方式，地域或物理配置所限制。
IBM最先推出虛擬化產品，在資金系統中，P系列小型機是使用的虛擬化產品，但是由于成本原因，只能在大的集團企業中使用，使用廣度不夠。隨之VMWare公司基于X86架構虛擬化產品的發展，虛擬化硬件資源在資金系統使用得到了廣泛的應用，已經占現在系統部署的絕大多數，虛擬機架構體系如下：
四、微服務架構-一起太擠各自放飛
通過虛擬化技術后，之前的一個實體機被虛擬成多個虛擬機，既能充分的利用機器的計算資源，又能很好實現應用之間的隔離，看起來一切都很美好，但是在微服務架構模式下，虛擬機模式又迎來了新的挑戰。本文重點不是介紹微服務的，以下只是舉一個例子簡單說明下問題所在：
馬丁、福勒：2014.3.25: https://www.cnblogs.com/woshiyourenM/p/14579451.html 第一次系統性的對微服務架構的闡述。
如上圖之前微服務架構之前，拜特科技的資金系統整體是ALLINONE模式，實際部署的時候，一個tomcat容器就能正常部署，微服務拆分后系統按細分領域被劃分成多個子系統，每個子系統單獨部署。微服務后需要部署的單元大大增加，整個運維與部署的工作量也顯著增加，如果我們用虛擬機為單位來實現應用的部署與隔離，就遇到了新的問題，虛擬的創建與運行需要占用大量的系統資源，面對快速擴張的部署單元需求，需要新的技術來支撐。
五、Docker容器-人微言不輕
與虛擬機相似的地方，docker也實現了計算機各種資源的虛擬與隔離但是相對于虛擬機模式具體的底層實現原理確有著本質的不同。通俗的講容器技術相對于虛擬機的優勢可以用“多、快、好、省”四個字來概括。
虛擬機和容器的一些對比：
使用容器化部署的優勢：
● 提高硬件資源使用率。
● 一次構建，到處運行，跨云和操作系統發行版本的可移植性。
● 保證開發、測試和生產的環境一致性。
● 為應用程序提供更快的創建和部署。
● 持續開發、集成和部署：通過快速簡單的回滾（由于鏡像不可變性），提供可靠且頻繁的容器鏡像構建和部署。
● 資源隔離：可預測的應用程序性能。
提供容器化的產品有很多（docker/podman/cri-o/containerd 等），但最有名非Docker莫屬 。下面是CNCF推薦的一些容器運行時產品介紹：
采用docker鏡像部署后，以前安裝系統需要的長長的安裝說明就基本上不需要了，簡單的幾行命令，一個新的環境就輕松搞定，回想起，當年安裝一個應用jdk，tomcat，應用各種拷貝，現在居然還有一絲絲的懷念，運維這個工作曾經的臟活累活也由因為技術的進步逐漸退出歷史舞臺，不由的感慨“科學技術是第一生產力”。
六、容器編排（k8s）-運籌帷幄
虛擬化時代，當虛擬機的數量達到一定量級的時候，單個去管理虛擬機簡直就是一個災難，所以便誕生了像 openstack 之類的系統，可以大批量的管理虛擬機，運維人員只需要通過web界面或CLI就可以管理成百的虛擬機。
同樣，容器化時代，當容器的數據達到一到量級的時候，容器編排系統也隨之誕生了。其中 kubenetes是容器編排系統中最有名的（沒有之一），它已經是事實上的容器編排標準。
k8s能做什么？
● 自我修復：你不需要去手動的重啟已經掛的程序，k8s會自動幫你重啟。
● 自動分配CPU/內存資源：可以直接給程序提前分配它所需要的硬件資源。
● 自動部署和回滾：自動把你的程序部署，也可以自動回滾你的程序到之前的版本。
● Secret和配置管理：k8s可以管理機密信息，而不用把機密信息暴露到集群外。
● 存儲編排：可以添加任何本地或云廠商提供的存儲產品。
● 服務發現和負載均衡：k8s已經實現服務發現和負載均衡功能。
● 項目實戰：借助k8s，運維人員通過控制臺，就能像坐在中軍帳的諸葛亮一樣，對機器的資源運籌帷幄了。
后記
一路走來，借助系統架構的演變與計算資源的虛擬化，從C/S架構時代爬上爬下的安裝應用，一次部署就要忙碌大半天，到如今借助web管理控制臺，輕輕松松，完成機器資源的申請，擴容，縮容，一鍵應用程序安裝，真心感嘆人類偉大的創造力與創新精神，作為業務系統提供廠商，拜特科技也衷心希望能通過我們的系統迭代升級，功能的完善能給我們的客戶在業務支撐上提供更多的驚喜，一路向前，感恩客戶，加油拜特科技!
