实录分享|微服务落地践行渐进,4个Q&A一窥金融微服务现状

1月13日,中国双态运维用户大会在北京举办。来自银行、保险、证券、政府、央企等多个行业的330多位企业用户参加,其中工商银行信息科技部副总经理张艳,国泰君安信息技术部总经理俞枫、海关总署科技发展司运行安全处处长张芳、平安科技系统运营部总经理陈亚殊等分别发表了演讲。本文为数人云CEO王璞在双态运维用户大会DevOps、容器与微服务分论坛上的演讲实录。演讲结束,与在座金融客户展开了精彩的Q&A分享。

容器、微服务、DevOps三者,业内的共识是密不可分。没有微服务,DevOps落地不下去,没有容器,DevOps也无法真正实现敏捷运维、自动化运维。DevOps、容器、微服务为更好的构建PaaS提供了方法论和技术手段。

1、PaaS之承上启下

PaaS作为云计算的承上启下要素,向上支撑各环境应用,向下跟IaaS、计算环境、计算资源对接,是企业云化的必由之路。

PaaS三大技术趋势

1.应用容器化,容器正在成为云计算原生应用的标准交付方式。

2.微服务网格化,随着企业对微服务的认知越来越深入,下一代微服务着重把应用管理作为核心。因为企业应用一定要有很强的管理在微服务架构上,不能让应用去“裸奔”。数人云没有提微服务化,因为微服务化已经是不争的事实。应用微服务缺乏强大的管理,需要服务网格这样的下一代微服务技术。

3.行业生态化,PaaS技术本质上是支持应用的,应用跟业务紧密结合,所以PaaS最终是要和业务层面融合,行业需要生态化。

PaaS落地三大要素:

PaaS要在企业客户方面落地不可或缺三要素:规模化、统一化、标准化。企业客户落地云计算平台、技术,本质上是希望提高效率,对业务有更好的敏捷支撑。

所有应用,比如容器应用、微服务应用,都实现标准化。标准化以后进行统一化管理,包括部署、发布、故障恢复、监控告警等都实现统一化管理。最后实现模块化,整个系统都是轻量的,微小模块化的。只有基于这三点的PaaS平台和云计算平台,才能够让IT系统真正实现敏捷轻量,提高IT对业务支撑的效果。

2、企业IT架构转型之开发&运维

企业客户目前在架构转型应用中面临的现状是,企业里大量传统应用,客户希望先实现轻量的单体架构,即摆脱很多中间件,摆脱外部服务,MVC架构、单体复杂架构等首先实现轻量化。

数人云日常接触的客户中,走的比较靠前的客户已经在用Spring Cloud、Dubbo等架构,部分客户相当数量的应用已经微服务化,不过处于中间状态,正在考虑评估微服务架构的客户比例还是最大。总之,企业目前的现状是为服务应用、轻量单体应用,以及传统的巨石应用并存。

在架构转型过程中,正确和常态的路径一定是一步步走过来,而不是传统架构丢掉直接上微服务。

DevOps和容器@轻量单体应用架构

在单体应用架构下,DevOps、容器帮助企业实现敏捷IT。首先,持续集成持续交付CI/CD,只要应用是相对轻量的,就能加快中间件应用。CI/CD其中重要的一点是变更发布管理。

数人云某客户上了容器的应用都是轻量化的,基于 Tomcat 和微服务的应用。当基于容器实现快速发布以后,企业发现,所有发布里有一半的发布失败是由于配置不正确引起的。所以,如果没有发布变更管理,发布失败的中间环节有方方面面的因素。

当基于容器实现快速发布之后,容器对环境的异构做了一层屏蔽,这时如果出现处理的问题就是配置管理的问题了,由于涉及不同的环境和应用,配置环境变成应用发布很容易出错的环节。

DevOps和容器@微服务应用架构

数人云做了企业客户微服务落地状况的调研(微服务2017年度报告出炉:4大客户画像,15%传统企业已领跑),在报告中,有15%左右的企业引入了Spring Cloud、Dubbo。微服务在企业里首当其冲的是敏捷开发,因为微服务是一种切实的敏捷开发的方法。

敏捷开发在IT界已经推广多年,但很多时候敏捷开发推的都是方法论,比如Scrum。微服务是一套切实能够落地到IT人员、开发人员开发过程中的实践方法,这是微服务首当其冲的好处,很多企业的开发部门对微服务非常欢迎。不过,15%还是偏小的一个采用比例,微服务还不是企业客户主流的IT架构。

开发人员都比较欢迎微服务,因为能够提升开发效率,落地敏捷开发,但微服务的阻碍还是不小的,微服务对开发运维来说,带来的复杂度急剧上升。传统运维管理的服务器数量、应用数量有限。企业决定采用微服务本身就表明业务很复杂,单体应用做传统的瀑布式开发效率太低,微服务将应用拆分成较小的模块,因此微服务应用一旦上线,程序的数量呈现爆炸式增长。

例如,数人云某个传统企业的客户,目前部署了微服务相关的应用,基于Spring Cloud、Spring Boot,跑在几千个容器上,几千个容器如果通过传统运维方式去管理的话几乎是不可能的。这就是很多微服务无法落地的原因——很多企业客户缺乏相应的运维能力,没有相应的平台、工具、方式、方法管理微服务应用。

微服务落地的必要条件

微服务应用落地,首当其冲是配套工具链的完善。开发人员采用微服务的影响相对改变小一些。采用SpringCloud或者Dubbo、gRPC等,只是开发框架上的并更。其他开发流程如代码托管、代码审查、测试等并不涉及,所以开发流程相对简单。但微服务对运维功能的要求就会复杂,相应的快速配置能力、完备的监控能力、快速部署能力等对传统运维来说都是缺失的,容器能够补足这方面的能力,让运维部门具有DevOps的能力。

关于微服务的拆分,其实是业务部门需要真正解决的问题。微服务对组织上也有变更,将团队化整为零。通常每个单独的微服务程序都由7-10人的小团队来负责维护,这些都是微服务落地的必要条件。

对于数人云来说,直接能够给客户提供的帮助,首先是工具链方面,数人云产品层面具备丰富的微服务配套工具链,从监控、日志、调度、故障自动化修复等等都有完备的工具链。在落地方法上,数人云搭建了自己的生态圈,和很多合作伙伴合作,例如跟埃森哲公司在合作,帮助企业客户落地微服务,进行业务的梳理。

容器和微服务共生

容器技术补齐了微服务相关的工具链,对企业全面向云计算转型提供了很大帮助。应用架构是微服务分布式的,相应的运维也要有自动化、敏捷运维的能力。微服务跑在容器上才能发挥它最好的特性。容器是目前最流行的应用环境,基于容器的微服务部署和更新更快,更轻量,服务之间的调用、服务发现、负载均衡等更灵活。

不过,微服务不是万能的。简单的业务场景单体应用其实足够,微服务一定是应用在复杂的业务场景下,只有复杂的业务场景才有很大的维护成本、维护压力,微服务是用来降低复杂业务场景的维护成本。

基于容器云的微服务运行时管理体系

一个完整的微服务管理体系,除了开发框架之外,对运维部门来说,运维微服务应用最基本的路由、负载均衡等功能,容器可以提供,不过容器提供的只是一部分跟微服务相关的能力和工具链。周围还有一大批需要配套的工具,比如配置管理、API网关、注册发现、应用监控等等。这里的监控不是容器CPU内存的监控,而是业务逻辑的监控,更准确一点是全链路跟踪的全链路监控。容器满足了微服务运行时管理的需求,不过周边许多权限、网关、配置等尚无余力满足。

统一配置中心是微服务体系的核心

统一配置管理,是微服务落地时很核心的点。要在平台工具上落地微服务首先要具备快速配置能力,因为客户采用微服务和容器平台以后,很快会发现50%以上的发布失败是因为配置没搞对,因此配置管理是微服务里首当其冲的问题。

因为每个企业客户都有开发环境、测试环境、生产环境等很多环境,同一个应用不同版本在不同环境下的配置不同。几何级数的配置项、配置元素的增长会导致配置管理的复杂度急剧上升,需要统一的配置中心进行管理。数人云在帮助企业客户落地微服务时,首先会做的是把配置搞定,没有灵活快速的配置管理能力,微服务运行不起来。

变更发布管理(灰度发布 v.s. 蓝绿部署)

在发布管理方面,数人云帮助企业落地的发布管理主要是蓝绿部署,因为很多企业的应用本身不支持灰度发布。蓝绿部署也是切切实实的快速发布,发布用变更窗口的方式来实现。

例如,周五晚上12点起进行发布变更,12点就要停服务中心。蓝绿部署可以显著地缩短服务不可用的变更窗口。怎么做呢?客户在线上有两个版本,蓝版本和绿版本。现在负载均衡器将流量指向对外提供服务的绿版本,蓝版本作为备用的方案。同时,新程序往蓝版本上部署推送,更新时只需要把流量切换到蓝版本。发布流程最后简化为只需要进行流量的切换。流量可以快速切换,中间的窗口期只有短短几分钟,如果流量切换过来一切正常发布即完成,如果流量切换过来发现问题,可以再将流量切回去。这样开发人员、运维人员不必当场熬夜去修复,极大地减轻了发布的压力。

传统发布方式下,每次变更窗口有好几个应用排队发布,一个应用发布完成后才可以发布下一个应用,一旦中间某一个应用发布失败现场修复的压力非常大,短短的发布窗口需要几个小时内完成抢修,非常不可控,团队经常需要晚上熬夜排队。而结果往往等了半天,前面的应用没发布成功,后面的还得继续排队等。

3、金融行业之践行渐进

数人云在金融、能源、制造、快消、政企等行业的基础上,继续深耕强监管、强安全,高复杂度的金融行业。以某商业银行为例,数人云帮助落地了大规模微服务容器平台。该商业银行近年来互联网业务发展迅猛,原有系统架构无法支撑其未来规划。2016年6月开始全面实施应用微服务化,已实现蓝绿发布。

首先,营销系统全部是轻量化的应用,基于Spring Boot、Tomcat、SpringCloud等,跑在容器平台上。该银行对外营销频次非常高,通过线上微信公众号、手机APP、线上门户、合作伙伴等渠道,每月对外营销达上百场。

每次营销活动或多或少都对IT系统有变更,哪怕是配置变更,因此每次营销活动对IT系统都是一次不小的挑战。发布的时候仅仅靠容器是不够的,需要实现模板的批量发布。每次发布看起来只是一个个的容器程序,实则不然,其实是一组组一批批的容器,只有帮客户做到批量的应用发布,才能显著提升发布效率。

蓝绿部署方面,该银行密集的线上营销中,每一天会有一个重点营销活动,那么营销活动的流量如何分到特别的人群、区域?在后台应用的上千个实例中,并不是每一个实例都分配同等的流量,要通过流量分发,做线上流量控制。数人云借鉴Google做灰度发布的方式为客户提供图形化的流量控制,这和微服务实施后的限流分流是息息相关的。

另外,该银行客户的数据流量非常大,对日志收集带来非常大的的压力。数人云建议客户将应用程序的日志全部交给Kafka采集,Kafka可以做到很大数据流量的分布式消息应用。

分布式数据传输分布式消息应用很难保证每一个消息都可靠地传递。Kafka有两种模式:一种保证消息传递至少一次,但也可能多次,对很大的日志量来说偶尔丢一两条可以忽略不计。Kafka的并发量很大,可能带来偶尔很小的数据量丢失,也可能带来日志的乱序,这在分布式系统下都是可以容忍的,“鱼和熊掌不可兼得”。

关于快速建立支撑微服务体系,数人云有几点总结:

1.开发框架不能用重量级的应用体系,要么是轻量化单体架构的Tomcat等,要么采用Spring Cloud等微服务架构。

2.要有微服务平台,具备快速配置管理能力、部署能力、监控能力、应用管理能力等配套管理能力。很多企业的痛点是,开发人员快速学习微服务开发技术,基于Spring Cloud做业务系统后,业务系统无法上线,因为运维部门缺乏配套的工具、平台支撑微服务线上运行管理。

3.DevOps融合,平台管理需要把链条全打通,实现快速发布、快速上线、自动修复等。容器经过几年的普及企业已经相对了解,但容器本身是纯技术平台,基于容器、DevOps的落地还有很长的路要走。

数人云微服务On PaaS 产品体系

数人云现在的重点是微服务、轻量单体应用。以前数人云帮企业客户落地重应用的容器平台,但后来发现价值不大,反而对企业来说,除了维护重的应用外还需要维护容器,容器平台并不能实现自动化运维。经过几年的实践和摸索,数人云跟企业客户达成的共识是,传统应用不经过改造无法上到云PaaS平台。

轻量架构下的应用如何基于PaaS平台支撑?以敏捷开发为例,企业客户通常选择 Spring Cloud、gRPC 等主流的开发框架,然后在微服务工具链层面配置监控、报警、部署、快速发布等方方面面的能力,最下面承载的则是容器平台。

数人云现在还可以帮助客户落地服务网格化技术。它能够进行异构架构的兼容,gRPC就是服务网格的一部分,Google推的 Istio,Linkerd的Kubernetes 都支持 gRPC,gRPC成为通讯协议的一部分。基于通讯协议相应周边的管理,在服务网格这一层可以做灰度发布、A/B测试、流量控制、高级熔断、加密、白/黑名单机制、权限访问控制等等。

服务网格被称作下一代的微服务,因为用了服务网格以后,所有微服务管理的诉求都自动化地满足了。80%-90%的应用管理需求都在服务网格里自动涵盖。这对开发人员来讲,微服务开发的门槛急剧降低,不需要考虑未来应用上线时流量控制、灰度发布等等,只需要考虑业务。数人云微服务On PaaS 目的就是帮助企业客户降低微服务架构、上云转型的门槛。

Q&A

Q1:感觉对DevOps的理解不太到位,能不能具体地讲一下?
A1:DevOps准确来讲,现在业内还没有统一的认识。互联网公司的DevOps目前是比较统一的,比如Goolge,但是互联网公司的DevOps,我个人理解没办法在企业直接落地。

在Google,程序员不止要负责应用的开发,还要负责相应的测试,单元测试、集成测试等等。另外,应用的部署、发布、上线也是开发人员自己做。所以互联网公司讲DevOps,更多讲的是开发运维的融合。我之前在Google时,不仅要做代码开发,也要把测试的代码全写出来。

Google有一个理念,开发人员每写一行业务代码,测试代码要写十行。然后,开发人员利用各种发布平台定期发布,比如每周做发布,在Google 运维的人员叫“SRE”。SRE部门准备好各种平台,开发人员可以用这些平台做发布、监控、日志管理等工作。

Google目前有三万名左右的IT人员,其中SRE的运维人员只有一千多,比例很低。所以在Google运维人员不可能帮每一个开发人员或者业务部门做上线。像传统IT开发人员提工单给运维,在Google是不可能的。Google这种做法,它让开发做更多的事情,运维人员很少,只是负责维护平台。所以,Google一千多人管理着几百万台服务器,平均每人管两千台。

但传统企业目前不是这样,传统企业开发和运维之间壁垒比较大。数人云帮助客户落地DevOps 时,基于的理念是,不要破坏现有开发的流程。DevOps应该是开发和运维深度融合才能做到的。讲DevOps,首先要讲理念、组织的变革,但是要想把文化变革、组织变革打破要很长时间。

从落地的角度,DevOps更多落地在运维部门,很具象的工作就是,帮助运维部门去实现DevOps的能力,比如快速部署、快速上线,应用的快速配置,自动化管理能力、故障的自动化处理等等。把以前的运维工作尽可能的自动化,提高效率,这是狭义的DevOps理念,也是我们现在接触到的。数人云不会帮客户落地像互联网公司那样的DevOps,开发做很多事情,运维可做的很少,并不是这样的。

Q&A

Q2:微服务适合复杂的场景,那么一个简单的促销是不是适合?微服务有多“微”呢?微服务和ESB 服务相比,有什么差别?
A2:第一个促销场景,促销场景本身有些条件,促销很重要一点就是必须特别频繁,促销内容在平台要发生变化。比如,今天的促销内容和明天的不太一样,或者这周的促销和下周的不太一样,业务平台需要频繁变更,这时候微服务是适合的。

因为微服务是一种敏捷开发的落地实践方法,只要业务频繁变更,对开发的要求就必须敏捷开发,快速实现。所以,只要业务场景在不停地快速变化,促销又是互联网线上的方式,肯定是适合的。

关于复杂性,如果业务逻辑简单,逻辑变化少,并不适合微服务。比如数人云和很多银行客户合作,银行核心系统很复杂,但是银行系统并不是需求频繁变化的场景。很多银行在做“瘦核心系统”,就是银行核心系统的功能越来越单一,越来越瘦,并不是把复杂的周边的业务也放到银行核心系统里。银行核心系统虽然复杂,但业务不会频繁变化,也不一定要上到微服务场景下。复杂的业务系统,业务需求又不停变化,这种场景适合微服务。

第二个问题是和ESB 比,服务网格和 ESB 有很多相像的地方。ESB有业务逻辑串起来,很多不同的业务系统都上到ESB,互相的权限通过ESB打通。从功能角度讲,ESB和服务网格之间很相像,不同点在于ESB是传统架构下的,并没有考虑频繁迭代、流量集中爆发等问题。

但是微服务情况下,整个之间的互相请求、依赖、通讯等等都会进行统一的管理,这种情况下也很像ESB把不同业务之间的流量进行统一管理,但是服务网格更看重的是面向大规模的控制,那流量突发怎么做限流,或者突然故障怎么做熔断等等。最本质的问题是类似的,但是具体的问题表象和需求不同。 Q&A

Q3:在实际部署过程中,PaaS平台在底层资源的调用一定要用分布式云架构,传统主机是否可以?两者在最后效果上有没有什么异同?
A3:数人云当初两种情况都有,有些场景比如业务量比较大,企业客户为了减少复杂度,容器PaaS平台直接落地到物理服务器上。还有客户为了方便管理,把PaaS落地到IaaS上,两种情况都有。

这其中的考虑是,首先业务量大如果再引入虚拟化这一层会引来额外的复杂度,此时用物理服务器更好。其次,客户有很大规模的物理服务器,直接在上面部署PaaS,在物理服务器上去调用。

第三种,资源动态的调整或资源频繁调配,这个场景很常见,需要IaaS。比如银行客户,内部业务系统分不同的域,不同域的业务复杂性随时间变化经常会发生变化,需要不停地做资源动态的调整。如果用物理机太麻烦,企业客户会选择下面有一层IaaS来做。

基于PaaS也能做一部分的资源动态调配,但是调配维度不同。数人云帮客户落地PaaS时会做资源的整合。从划分的维度,PaaS平台是按照应用程序来划分,IaaS的资源划分是按照业务系统。

Q&A

Q4:微服务重新开发,最佳的开发框架或者实践有什么可以分享的?第二,旧有的系统改造到微服务这块有没有什么经验?第三,DevOps以前也有很多像敏捷开发的方法论,它们之间有没有什么关系?
A4:首先第一个问题,微服务的开发框架。企业客户在做选择时都希望降低风险,选最主流的框架,现在看最主流的开发框架就是Spring cloud,这也是业界的自然选择结果。其他语言也都有些微服务开发,但是用的人少一些。如果是Java应用,目前比较好的选择是Spring Cloud,也有很多客户用了Dubbo,其他架构都是偏小众的架构,主要还是看客户自己的需求。

第二个问题,传统业务要转到微服务架构上,一定要循序渐进。比如Java应用,首先Java中间件的应用,先脱掉,不要再基于这么重的Java中间件。目前相对流行的是Spring Boot这套逻辑。

有了轻量的单体化应用之后(基于Tomcat),往后走基于微服务的框架,上到Spring Boot,再上到Spring Cloud,这是比较平滑的方式。Spring Boot 在很企业客户中用的非常多,是很方便的一套单体开发架构。

企业客户目前的现状是老的应用很多,不会一次就改造完,传统的应用可以先选择一部分容易转的转到轻量单体架构上,然后再转到微服务框架上。目前企业客户是轻量的单体架构、微服务架构,以及大量传统的架构应用并存。老的架构应用目前上不到PaaS平台,只有轻量的单体化加微服务应用才能上到PaaS平台。

现在业内的共识是,微服务、容器、DevOps这三者是密不可分的。微服务更多是针对开发人员,是一种真正落地的云开发方法。很多企业客户也讲敏捷开发,派团队成员学习敏捷开发的方法论,但是敏捷开发仍然无法在企业当中落地。

这是因为,只学会了方法,但没办法落地到具体的编程,即开发环节上去,自然没办法做到敏捷开发。很多开发者回来写的程序依然是J2EE。J2EE 编程的理念和方法并不是敏捷开发的,是偏向于瀑布式的。

微服务是具体的开发环节上的敏捷开发方法,开发能力化整为零,每个团队做简单、具象、单一的逻辑。微服务首先是一个具像的敏捷开发方法,实践方法。

微服务在落地时,比如程序运行时,复杂度很高,因为不是一个程序,是一批程序一起运行,对运维的管理就比较复杂,这时候可以利用容器实现微服务应用的自动化管理。微服务一般都会上到容器,因为微服务应用不再是单体的部署方式,不再是部署到Java中间件上。基于微服务架构,几百个进程进来,用容器的方式实现快速部署动态调度,微服务部署到容器上,实现基础的轻量化运维。

轻量化运维,快速部署、自动化调度,逐步往DevOps方向走。DevOps更多强调自动化的运维能力,提高运维的效率,快速部署,出了问题自动化修复。需要用到工具和平台,这就是数人云现在帮客户去做的。

把微服务业务在运行时缺失的管理方式方法、工具平台,工具链补齐。首先是配置管理能力、完备的监控能力等等,普及之后运维人员就有能力来管微服务应用。这其实是DevOps里面最狭义的,让运维的能力变得轻量。

如果要真正实现DevOps,就像目前一些互联网公司做到的,开发和运维真正的深度融合在一起。企业目前的运维一般不具有编程能力,所以真正的DevOps还需要很长时间去落地。