基于运维数据分析的云原生软件架构评估-彭鑫.pdf

1、基于运维数据分析的云原生软件架构评估彭鑫复旦大学 云原生（云原生（CloudCloud NativeNative）软件）软件据据IDCIDC预测，到预测，到20222022年，年，90%90%的应的应用程序将采用微服务架构；用程序将采用微服务架构；35%35%的产的产品应用将是云原生的品应用将是云原生的云原生：应用的设计、实现及部署运行方式充分适应云计算平台的特点（如分布式、弹性伸缩）微服务：物理隔离，轻量级分布式通信，独立部署、独立更新、独立伸缩 DevOps：开发运维一体化，持续集成与自动化发布 持续交付：频繁发布、快速交付、快速反馈、快速试错 容器化：服务无差别封装在容器中，运维无需关心

2、服务技术栈软件生态系统软件生态系统苹果生态系统苹果生态系统安卓生态系统安卓生态系统应用共享并依赖于平台及开发框架应用间可互联互通应用持续增长并自主演化特点：技术依赖、离线演化特点：技术依赖、离线演化支持定制化开发的支持定制化开发的软件产品线软件产品线云原生软件生态系统云原生软件生态系统ServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceService服务独立开发、部署、演化服务持续交付与更新新的业务和特性不断生长特点：持续运转、在线演化特点：持续运转、

3、在线演化云原生软件架构治理问题云原生软件架构治理问题ServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceServiceService脆弱的长调用链路脆弱的长调用链路随着服务的不断增加和调整，云原生软件架构可能会不断退化云原生软件架构可能会不断退化缺少整体规划的系统生态性演化是一个主要原因（只见树木只见树木、不见森林不见森林）服务内聚弱、服务内聚弱、职责不单一职责不单一服务调用环路服务调用环路业务和技术层次业务和技术层次不清晰不清晰服务间耦合强，服务间耦合强，边界不清晰边界不清晰能力地图不清晰，能力地图不清晰，存在重复服务存在重复服务传统的软件架构分

4、析技术传统的软件架构分析技术代码静态分析代码静态分析代码动态分析代码动态分析代码演化历史分析代码演化历史分析通过各种程序分析及文本分析手段揭示并分析模块与文件间依赖关系与概念关联，分析成本低，使用广泛通过程序插桩获取软件运行时信息，从而揭示不同软件模块或对象之间的交互关系，分析成本高，使用较少基于版本库演化历史分析获取不同文件的修改和演化历史，揭示文件间的演化关联，分析成本低，有一定使用云原生软件架构分析的挑战云原生软件架构分析的挑战运行环境复杂多变运行环境配置及相互影响复杂多变，难以掌控和模拟系统行为高度动态服务和系统行为受到部署和运维配置及运行环境影响，具有高度的动态性服务独立开发和部署服

5、务成为基本开发和运行单元，代码及演化历史分析只能应用于服务内部分析自主生长、独立演化大量内部及第三方团队参与，演化过程难以通过自顶向下的方式进行集中控制，涉及大量不同部门、协调困难01020403开发开发运维运维云原生软件架构分析的机遇云原生软件架构分析的机遇可观察性可观察性运行日志运行日志调用链路调用链路指标度量指标度量显式显式的软件体系结构外化外化的交互行为系统持续在线在线运行完善的基础设施基础设施支持Peter Bourgon.Metrics,tracing,and logging.https:/peter.bourgon.org/blog/2017/02/21/metrics-trac

6、ing-and-logging.html 分布式服务调用链路（分布式服务调用链路（TraceTrace）TraceTrace拓扑结构拓扑结构TraceTrace的时间线表示的时间线表示Span LogSpan LogTraceTrace处理与分析流水线处理与分析流水线Bowen Li,Xin Peng,Qilin Xiang,Hanzhang Wang,Tao Xie,Jun Sun,Xuanzhe Liu:Enjoy your observability:an industrial survey of microservice tracing and analysis.Empir.Softw