通过Sidecar模式实现服务注册、服务发现和负载均衡的分布式系统架构

以下是通过Sidecar模式实现服务注册、服务发现和负载均衡的分布式系统架构的详细文字图示：

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|                           分布式系统架构示意图                                          |
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|  +----------------+       +----------------+       +----------------+                 |
|  |    服务A        |       |    服务B        |       |    API网关      |                 |
|  +----------------+       +----------------+       +----------------+                 |
|  | 业务逻辑        |       | 业务逻辑        |       | 路由规则         |                 |
|  | (容器)          |       | (容器)          |       | (容器)           |                 |
|  +--------+-------+       +-------+--------+       +--------+--------+                 |
|           |                       |                        |                          |
|  +--------v-------+       +-------v--------+       +-------v--------+                 |
|  | Sidecar代理     |       | Sidecar代理     |       | Sidecar代理     |                 |
|  | (容器)          |       | (容器)          |       | (容器)           |                 |
|  | - 服务注册      |       | - 服务注册      |       | - 请求转发       |                 |
|  | - 服务发现      |       | - 服务发现      |       | - 负载均衡       |                 |
|  | - 负载均衡      |       | - 负载均衡      |       +--------+--------+                 |
|  +--------+-------+       +-------+--------+                  |                          |
|           |                       |                           |                          |
|           |                       |                           |                          |
|  +--------v-----------------------+--------------------------v--------+               |
|  |                                                                      |               |
|  |                       服务注册中心 (如Consul/Etcd)                   |               |
|  |                                                                      |               |
|  | - 存储服务实例元数据（IP、端口、健康状态）                            |               |
|  | - 提供心跳机制和健康检查                                             |               |
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核心组件说明

1. 业务服务（Service A/B）

   • 职责：运行核心业务逻辑的独立容器（如处理订单、用户认证等）。
   • 通信依赖：所有网络请求（如调用其他服务）均通过本地Sidecar代理转发，不直接处理网络逻辑。

2. Sidecar代理

   • 服务注册：在服务启动时，自动将服务实例信息（IP、端口、健康状态）上报至服务注册中心。
   • 服务发现：当需要调用其他服务时，向注册中心查询可用实例列表（例如Service A调用Service B时，Sidecar查询B的实例列表）。
   • 负载均衡：根据预设策略（轮询、随机、最少连接等）选择目标实例，并转发请求。
   • 健康检查：定期向注册中心发送心跳，若服务实例故障，自动将其从可用列表剔除。

3. 服务注册中心

   • 数据存储：维护所有服务实例的动态目录，记录其实时状态。
   • 一致性保障：通过分布式协议（如Raft）确保集群内数据一致性。
   • 通知机制：当服务列表变更时，主动推送更新至订阅的Sidecar代理。

4. API网关（可选）

   • 统一入口：接收外部请求，通过Sidecar代理路由到内部服务。
   • 全局策略：实施认证、限流、SSL终止等跨服务策略。

交互流程示例：Service A调用Service B

1. 服务注册

   • Service B启动时，其Sidecar代理将实例信息注册到服务注册中心。
   • 注册中心更新Service B的实例列表，标记为健康状态。

2. 服务发现

   • Service A的业务逻辑向本地Sidecar发送调用Service B的请求。
   • Sidecar代理查询注册中心，获取Service B的所有可用实例列表。

3. 负载均衡

   • Sidecar代理根据策略（如轮询）选择一个Service B实例（例如实例B1）。
   • 将请求转发至B1的Sidecar代理。

4. 请求处理

   • B1的Sidecar接收请求，验证后传递给Service B的业务容器处理。
   • 响应结果沿原路径返回给Service A。

架构优势

• 解耦性：业务代码与网络逻辑分离，服务无需感知通信细节。
• 弹性：Sidecar自动处理故障实例剔除和重试，提升系统容错能力。
• 可观测性：Sidecar统一收集指标、日志和链路追踪数据，便于监控。
• 策略一致性：通过Sidecar统一实施安全、流量控制策略，避免代码重复。

该架构广泛用于服务网格（如Istio、Linkerd），通过Sidecar标准化服务间通信，简化分布式系统的复杂度。