2020系统综合实践 第1次实践作业
1.课程调查
进入大三下学期的后半段，大学阶段的理论课程应该已经修得八九不离十了，在这个时间点迎来系统综合实践这门课，作为培养计划的一门新课程，我们非常希望了解你们对于课程的希望，请写下你对这门课的认识和你理想中的这门课程是怎么样的。
最初看到课程名称感觉这门课应该比较硬件，以为是要在实验箱上操作的那种...结果看到是关于微服务的，使用的又是熟悉的博客园班级，预计是一个工作量比较大的学科。希望经过这门课程的学习对docker、树莓派有较为清晰的认识，学会基本的使用吧。
2.了解微服务
第一次作业我们将接触一种新型的软件架构——微服务（也许部分同学已经有所了解）。大家要做的是学习并了解该技术，微服务是什么，有什么特点，相较于传统的软件架构，它有什么优缺点，它是怎样部署的。
2.1 微服务是什么
百度百科：微服务是一个新兴的软件架构，就是把一个大型的单个应用程序和服务拆分为数十个的支持微服务。一个微服务的策略可以让工作变得更为简便，它可扩展单个组件而不是整个的应用程序堆栈，从而满足服务等级协议。
Wikipedia：微服务是由单一应用程序构成的小服务，拥有自己的进程与轻量化处理，服务依业务功能设计，以全自动的方式部署，与其他服务使用HTTP API通讯。同时，服务会使用最小规模的集中管理 （例如 Docker）技术，服务可以用不同的编程语言与数据库等。
2.2 特点
- 按照业务来划分服务，单个服务代码量小，业务单一，易于维护。
- 每个微服务都有自己独立的基本组件，例如数据库、缓存等，且运行在独立的进程中。
- 微服务之间的通信是通过HTTP协议或者消息组件，且具有容错能力。
- 微服务有一套服务治理的解决方案，服务之间不耦合，可以随时加入和剔除服务。
- 单个微服务能够集群化部署，并且有负载均衡的能力
- 整个微服务系统应该有一个完整的安全机制，包括用户验证、权限验证、资源保护等。
- 整个微服务系统有链路追踪的能力。
- 有一套完整的实时日志系统。
2.3 优缺点
优点
- 它们往往比传统的应用程序更有效地利用计算资源。
这是因为它们通过扩展组件来处理功能瓶颈问题。这样一来，开发人员只需要为额外的组件部署计算资源，而不需要部署一个完整的应用程序的全新迭代。最终的结果是有更多的资源可以提供给其它任务。 - 它们更快且更容易更新。
当开发者对一个传统的单体应用程序进行变更时，他们必须做详细的QA测试，以确保变更不会影响其他特性或功能。但有了微服务，开发者可以更新应用程序的单个组件，而不会影响其他的部分。测试微服务应用程序仍然是必需的，但它更容易识别和隔离问题，从而加快开发速度并支持DevOps和持续应用程序开发。 - 微服务架构有助于新兴的云服务，如事件驱动计算。
类似AWS Lambda这样的功能让开发人员能够编写代码处于休眠状态，直到应用程序事件触发。事件处理时才需要使用计算资源，而企业只需要为每次事件，而不是固定数目的计算实例支付。 - 每个微服务都很小，这样能聚焦一个指定的业务功能或业务需求。
- 能够被小团队单独开发，这个小团队是2到5人的开发人员组成。
- 微服务是松耦合的，是有功能意义的服务，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。
- 能使用不同的语言开发。
- 易于被一个开发人员理解，修改和维护，这样小团队能够更关注自己的工作成果。无需通过合作才能体现价值。
- 允许利用融合最新技术。
- 微服务只是业务逻辑的代码，不会和HTML,CSS 或其他界面组件混合。
缺点
- 运维要求较高
对于单体架构来说，我们只需要维护好这一个项目就可以了，但是对于微服务架构，由于项目是由多个微服务构成的，每个模块出现问题都会造成整个项目运行出现异常，想要知道是哪个模块造成的问题往往是不容易的，因为我们无法一步一步通过debug的方式来跟踪。 - 分布式的复杂性
对于单体架构，我们可以不使用分布式，但是对于微服务架构来说，分布式几乎是必会用的技术，由于分布式本身的复杂性，导致微服务架构也变得复杂起来。 - 接口调整成本高
比如，用户微服务是要被订单微服务和电影微服务所调用的，一旦用户微服务的接口发生大的变动，那么所有依赖它的微服务都要做相应的调整，由于微服务可能非常多，那么调整接口所造成的成本将会明显提高。 - 重复劳动
对于单体架构来讲，如果某段业务被多个模块所共同使用，我们便可以抽象成一个工具类，被所有模块直接调用，但是微服务却无法这样做，因为这个微服务的工具类是不能被其它微服务所直接调用的，从而我们便不得不在每个微服务上都建这么一个工具类，从而导致代码的重复。 - 当服务数量增加，管理复杂性增加
2.4 如何部署
参考→《微服务设计》——部署
3.学习docker技术
docker作为微服务的一种十分典型的代表技术，我们要做的是：
学习了解docker的相关概念（容器、镜像等），了解docker、docker compose、Dockerfile、docker machine、Swarm、k8s是什么，是做什么用的，心中有概念即可；
搭建你自己的docker环境，系统环境不限（主流的有Ubuntu/CentOS/Debian/Windows/MacOS等），完成docker的基本入门，包括但不限于：容器的创建、删除、更新和查询，创建并维护自己的镜像仓库，实现拉取和上传镜像等。
docker仓库链接：docker hub
参考资料：Docker Documentation；Docker教程 | 菜鸟教程
4.博客记录
4.1 了解相关概念
- 镜像
Docker镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统。 - 容器
镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。 - Docker
Docker 是一个用于开发，交付和运行应用程序的开放平台，它使应用程序与基础架构分开，从而可以快速交付软件。借助 Docker，可以与管理应用程序相同的方式来管理基础架构。Docker是一个开源的应用容器引擎，基于Go语言，并遵从Apache2.0 协议开源，可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。 - Docker Compose
Compose是用于定义和运行多容器Docker应用程序的工具。通过 Compose，可以使用YML文件来配置应用程序需要的所有服务。然后，使用一个命令，就可以从YML文件配置中创建并启动所有服务。 - Dockerfile
Dockerfile是一个用来构建镜像的文本文件，文本内容包含了一条条构建镜像所需的指令和说明。 - Docker Machine
Docker Machine是一个简化Docker安装的命令行工具，通过一个简单的命令行即可在相应的平台上安装Docker（比如VirtualBox、 Digital Ocean、Microsoft），并可以使用docker-machine命令来管理主机；也可以集中管理所有的docker主机，比如快速的给100台服务器安装上docker。 - Swarm
Docker Swarm是Docker的集群管理工具。它将 Docker主机池转变为单个虚拟Docker主机。它提供了标准的 Docker API，所有任何已经与 Docker守护程序通信的工具都可以使用Swarm轻松扩展到多个主机。 - k8s
Kubernetes是Google 2014年创建管理的，是Google 10多年大规模容器管理技术Borg的开源版本。它是容器集群管理系统，是一个开源的平台，可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。
4.2 搭建docker环境(CentOS)
- 设置仓库
安装所需的软件包。um-utils提供了yum-config-manager，并且device mapper 存储驱动程序需要device-mapper-persistent-data 和lvm2。
$ sudo yum install -y yum-utils \
device-mapper-persistent-data \
lvm2
- 使用以下命令来设置稳定的仓库
$ sudo yum-config-manager \
--add-repo \
https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
- 安装Docker Engine-Community
$ sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
- 启动Docker
$ sudo systemctl start docker
- 通过运行 hello-world 映像来验证是否正确安装了Docker Engine-Community
$ sudo docker run hello-world
- 配置阿里云镜像加速器
阿里云镜像获取地址
4.3 容器的创建、删除、更新和查询
- 获取镜像
e.g.使用docker pull命令来载入ubuntu镜像：
$ docker pull ubuntu
- 启动容器
以下命令使用ubuntu镜像启动一个容器，参数为以命令行模式进入该容器：
$ docker run -it ubuntu /bin/bash
参数说明：
-i: 交互式操作
-t: 终端
ubuntu: ubuntu 镜像
/bin/bash：放在镜像名后的是命令，这里我们希望有个交互式Shell，因此用的是/bin/bash
要退出终端，直接输入exit
- 查询所有的容器
$ docker ps -a
- 使用docker start启动一个已停止的容器
$ docker start 容器ID
- 停止容器
$ docker stop 容器ID
- 更新容器
$ docker container update --help
- 删除容器
$ docker rm -f 容器ID
- 列出镜像列表
4.4 创建并维护自己的镜像仓库
- 登录和退出docker hub
登录需要输入用户名和密码，登录成功后就可以从docker hub上拉取自己账号下的全部镜像。
$ docker login
$ docker logout
- 创建仓库
Docker Hub
4.5 拉取和上传镜像
- 拉取和上传
- 上传成功
