微服务化之无状态化与容器化
微服务、无状态、容器化是构建高并发应用的关键技术。实现无状态和容器化可以有效提高系统的可扩展性和可维护性。
无状态是指应用程序逻辑与数据解耦，状态存储在缓存、数据库、对象存储、大数据平台、消息队列等外部集成存储中，应用程序可以平滑地水平扩展。
容器化通过提供轻量级、可移植的资源隔离环境来简化应用程序部署和管理，该环境有利于快速迭代和自动化流程，尤其是对于微服务架构。
无状态是数据存储和业务逻辑的分离，数据存储在外部统一存储中，业务逻辑在无状态应用程序中执行，无需担心状态转换或同步问题轻松扩展您的应用程序。
Docker等容器技术提供了不可变的基础设施，并结合了自动重启、自动发现和多机房部署，使微服务架构的实施更加高效和可靠。
幂等接口设计保证了重复操作的一致性，重试机制和幂等参数的使用保证了接口的正确执行。
接口的幂等性在容器化环境中尤其重要，特别是从状态管理和服务发现的角度来看。
容器化的核心技术包括Dockerfile、容器镜像和容器运行时。
Dockerfile用于自动构建容器镜像。
容器镜像按层存储，每一步构建一层并具有唯一标识符。
容器运行时在容器镜像之上添加一个可写层以提供文件系统视图。
容器运行时使用命名空间和cgroup技术来实现资源隔离和限制，以有效地使用应用程序资源。
容器化的本质是环境间基于镜像的迁移，通过镜像封装环境配置和应用部署，实现环境一致性和自动化部署。
从流程的角度来看，镜像是DevOps的一个很好的工具，可以促进开发团队和运维团队之间更紧密的协作，提高环境配置的效率和质量。
微服务、DevOps、容器化紧密相关，形成了支撑快速迭代、稳定运行的三位一体一体化架构。
容器化实践充分利用容器镜像的分层优势，并在构建镜像时分离操作系统、系统工具、操作环境和应用程序部署，从而简化了Dockerfile的编写。
加快流程进度。
容器平台的最佳实践建议使用Kubernetes，它通过模块化设计和松散耦合的特性支持微服务架构的高级定制和灵活组合。
Kubernetes提供了丰富的组件和功能，例如监控、配置管理、服务发现、负载均衡等，有力支持构建复杂且高可用的微服务架构。
一文弄懂Docker核心技术与实现原理，值得收藏
在虚拟化技术中，Docker已经成为主流，尤其是在生产环境中。成熟的社区和庞大的代码库表明Docker已经超越了玩具开发阶段，成为企业级解决方案。
然而，理解整体架构变得很复杂，尤其是随着项目增长、功能拆分和频繁的代码重构。
本文旨在探讨支持Docker虚拟化技术的核心技术。
首先，Docker的存在是为了解决后端开发和运维阶段的环境一致性需求。
通过将执行环境集成到版本控制中，您可以消除因环境差异而导致的不一致结果。
然而，这只是推动虚拟化技术的因素之一。
Docker要成为一个完整的产品，底层技术的支持很重要。
命名空间是Linux提供的一种用于隔离进程树、网络接口、挂载点和进程间通信资源的方法。
在Linux系统上，命名空间确保服务可以在不同的系统上运行而不会互相影响。
Linux提供了七个命名空间选项（例如CLONE_NEWPID）来在创建新进程时实现隔离。
进程是Linux和现代操作系统的核心概念，代表一个可执行程序。
每个进程都有一个唯一的标识符（PID）。
PID1上的/sbin/init进程负责系统初始化和注册过程，PID2上的kthreadd进程管理内核进程调度。
当使用Docker启动容器并运行ps命令时，容器内的进程列表与主机上的进程列表形成鲜明对比，说明进程已成功隔离。
与主机进程的隔离是通过clone(2)函数和CLONE_NEWPID参数实现的。
Docker容器内的任何进程都无法访问宿主机进程，有效解决了进程间相互影响的问题。
网络是Docker容器成功运行的关键。
隔离和数据包转发是通过网络命名空间和iptables实现的。
每个容器都有独立的网络命名空间，并通过桥接模式等四种网络模式连接到主机网络。
在桥接模式下，容器被分配一个IP地址，并且iptables规则允许容器与外界通信。
使用redis-cli访问容器内部服务时，通过iptables中的NAT配置对数据包进行端口映射，保证容器能够提供服务。
libnetwork是Docker的核心组件之一，为网络连接提供一致的编程接口。
容器网络模型由沙箱、端点和网络组件组成，实现进程和网络的隔离。
您可以通过克隆函数和CLONE_NEWNS参数在容器中创建一个隔离的挂载点命名空间。
此操作可防止容器访问主机上的其他目录，并通过libcontainer的ivot_root或chroot函数进一步限制文件系统访问。
CGroup（ControlGroup）包括CPU、内存、磁盘I/O和网络带宽。
为容器提供物理资源隔离。
每个CGroup包含一组有界的进程来实现资源分配和管理，保证容器之间、容器与主机之间资源的合理分配，防止资源抢占。
UnionFS是一个Linux文件系统，用于将多个文件系统组合到一个安装点中。
AUFS（AdvancedUnionFS）是升级版本，提供更好的性能。
Docker采用AUFS作为底层存储驱动，结合镜像层和容器层，提供高效灵活的资源管理。
除了AUFS之外，Docker还支持多种存储驱动（例如aufs、devicemapper、overlay2、zfs、vfs），以满足不同的需求。
其他驱动程序选择取决于您的系统配置和性能要求。
简而言之，Docker的核心使这成为可能，因为它建立在Linux中的命名空间、控制组和UnionFS等成熟技术之上。
这些技术不仅支持Docker功能的实现，也是Docker在生产环境中广泛采用的关键。
如需更深入地了解Docker实现原理，可以参考DockerCE的源码资源。
一般来说人工智能技术包括什么？
人工智能包括五项核心技术：1.计算机视觉：计算机视觉技术使用图像处理操作序列和机器学习技术将图像分析任务分解为更小的、可管理的任务。2.机器学习：机器学习自动发现数据中的模式。
一旦发现模式，处理的数据越多，预测就越准确。
3.自然语言处理：自然语言文本处理是指计算机以与人类相同的方式处理文本的能力。
例如，您可以自动识别文档中提到的人物、地点等，或者从合同中提取条款并创建表格。
4、机器人技术：近年来，由于算法等核心技术的改进，机器人取得了重要进展。
例如无人机、家用机器人、医疗机器人等。
5、生物识别技术：生物识别技术集计算机、光学、声学、生物传感器和生物统计学于一体，可识别人体独特的生物特征，如指纹、面部、虹膜、静脉、声音、步态等。
最初用于法医鉴定。
5g的三大核心技术
5G的三大主要技术是SBA、CUPS和网络切片。什么是小企业管理局？SBA（ServiceBasedArchitecture），基于服务的架构。
它基于云原生架构设计，灵感来自IT中的“微服务”概念。
众所周知，传统的网络元素是紧耦合的黑盒设计。
NFV（网络功能虚拟化）将网络功能软件与黑盒设备解耦，但解耦后的软件仍然是一个“大”的整体架构，进一步分解为细粒度的模块化组件，并通过开放的API接口进行集成，以提高敏捷性和整体应用发展灵活性。
为此，业界提出了基于CloudNative的设计原则。
CloudNative的使命是改变世界构建软件的方式。
主要由微服务架构、DevOps以及以容器为代表的敏捷基础设施组成。
目标是实现弹性、可重复性和交付可靠性。
微服务是指将Monolithic（这个词太难翻译准确了，本文翻译为单体应用）划分为多个粒度较低的微服务。
微服务通过API交互，每个微服务都是独立的，经常更新所使用的应用程序，不会影响客户使用。
正是基于这种设计理念，首先将传统网元转换为网络功能（NF），然后将NF分解为多个“网络功能服务”。
SBA=网络功能服务+基于服务的接口。
网络功能可以由多个模块化的“网络功能服务”组成，并通过“基于服务的接口”展示其功能，使得“网络功能服务”可以被授权的NF灵活使用。
其中，NRF（NFRepositoryFunction）支持网络功能服务注册、状态监控等。
实现网络功能服务的自动管理、选择和扩展。
CUPSCUPS（ControlandUserPlaneSeparation），将控制平面和用户平面分开。
目的是将网络的用户面功能从“中心化”的束缚中解放出来，使其可以灵活地实现在核心网（核心数据中心）或者接入网（边缘数据中心），并且最终得到分布式分布。
事实上，核心网已经沿着控制面和用户面分离的方向演进。
例如，从R7开始，通过DirectTunnel技术实现控制面和用户面分离，3GRNC和GGSN之间建立直接的用户面隧道。
用户面数据流量直接绕过SGSN，在RNC和GGSN之间传输。
到了R8，出现了MME等纯信令节点。
只是在4.5G和5G时代，这种分离的趋势更加彻底，也更加必要。
原因之一是满足5G网络的毫秒级时延KPI。
光纤的传播速度为200公里/毫秒，数据必须在相距数百公里的终端和中心网络之间来回传输。
显然，他们无法满足5G的毫秒级延迟。
物理距离有限，这是一个缺陷。
因此，必须在接入网络侧（边缘数据中心）部署和分发，以使其更接近用户并减少网络上的延迟和回程负载。
5G网络切片服务是包括车联网、大规模物联网、工业自动化、远程医疗、VR/AR等。
这些服务有不同的网络要求。
例如，工业自动化需要低延迟和高可靠性，但不需要高数据速率；高清视频不需要超低延迟，但需要超高速；事物不需要改变，所以一些移动管理是对信号的浪费，等等。
因此，5G应该像一把瑞士军刀，具备多种功能，满足差异化的网络服务。
因此，我们需要将网络划分为多个虚拟且相互隔离的子网，分别处理不同的业务。
当然，这种灵活的切片工作是传统的大型黑匣子设备无法完成的。
当然，要实现企业应用的灵活组装，还需要网络功能的虚拟化、软件化以及进一步细粒度的模块化。
因此，3GPP确认以中国移动为首的26家公司提出的SBA架构是核心5G网络基础设施。
