大型复杂系统的架构设计思考

一、背景

         架构设计存在两类系统的设计：大型系统和简单系统的架构设计。如何进行简单系统（单系统）设计我们看到的文章很多，大型系统设计相对较少。如何进行大型系统设计？是我们今天讨论的话题。

         首先，我们需要思考几个问题。

1、  大型系统和简单系统设计有什么区别？

2、  大型系统设计不就是分布式设计吗？

3、  如何进行大型系统设计？

二、大型系统与简单系统设计的区别

         从系统的简易程度可以将系统分为复杂系统或简单系统。我们这里成复杂系统为大型系统，大型系统是复杂系统，一般是指规模大、复杂度高的系统。而简单系统是指规模小，复杂度也不高的系统，一般是单体，也可能是分布式架构的简单系统。简单的对比如下：

三、大型系统设计不就是分布式设计吗

         通俗讲，大型系统是有多个单体系统或简单系统组成的。一般都是分布式系统。为什么不用分布式系统呢？因为分布式已经到了技术层面，而系统的设计，应该从非技术到技术。而不是本末倒置。有没有遇到这样的情况，分布式技术学了一大堆，结果没搞清楚，如何进行架构设计，难道架构就是技术的堆砌吗？

四、如何进行大型系统设计

         面对复杂问题，一般采用“分而治之”的思想，将大问题分解为小问题，解决掉小问题，大问题自然迎刃而解。对于系统设计来说，就是将系统拆分到适当的粒度，再组合的过程。分布式系统，微服务架构都是“分而治之”思想的体现。事物是变化的，深一点讲，如果掌握了事物的本质，自然不必为问题而烦恼了。

         一般系统的设计，需要考虑几个层面，1是业务层面，2是系统层面，3是技术层面。业务层面是把要解决的问题搞清楚，系统层面进行系统的设计，技术层面确定使用什么使用实现。

         写到这里，突然发现没什么可写的了，采用分而治之思想，针对业务，系统，技术三个层面进行设计就可以了。（微笑）简单系统也是这么设计呀？（微笑）简单思考是这么回事，遇到的问题类型类似，但是设计的深度不一样，规模不一样呀。比如：管理一个公司和一个国家，都是管理，两者的管理一样吗？

         以上是知道了该做什么？那怎么做呢？

4.1 大型系统的设计步骤

   大型复杂系统的设计不是一开始就进行架构设计，核心也不完全是分布式技术架构。而是要从业务开始，进行逐步设计的过程。其实简单系统也是类似的逻辑，这也就是麻雀虽小，五脏俱全的道理吧。

   本文的核心是想通过引入企业架构的概念，打通很多技术人员不知道如何进行设计的问题（这也是笔者进行长时间架构学习和探索的感悟）。基本的架构设计步骤，如下：

   业务架构设计，系统架构设计，技术架构设计，输出解决方案，其中系统架构又包括应用架构和数据架构，以上统称为企业架构。在进行了以上设计的基础上，才会进入单系统的设计（以RUP 4+1视图为参考）。

五、业务架构

系统建设是为业务服务的，所有的系统建设都是为了解决业务问题。因此，首先做的是进行战略分析和业务架构设计。

业务架构是企业治理结构、商业能力与价值流的正式蓝图。明确定义了企业的治理结构，业务能力，业务流程、业务数据。业务能力定义企业做什么，业务流程定义企业怎么做。

（1）企业治理结构一般是指组织架构，包括组织结构，业务渠道和合作伙伴。

（2）业务能力包括价值链，功能域和功能子域。

（3）业务流程可以细分为主干流程，分支流程和业务规则。

（4）业务数据是支撑业务的简单数梳理，包括数据域，数据模型和数据规则。

六、应用架构

         应用架构是一组应用系统及其交互关系的描述，每个应用系统都是一个“逻辑功能组”，用于支撑业务功能、管理数据资产。

（1）应用架构不关注应用内部的结构，主要是识别业务和数据需要哪些系统支撑。

（2）应用架构很好的体现了“分而治之”的思想，在将功能识别后，分配到不同的应用。

（3）分析业务需要支撑的功能和服务，将功能和服务分配到组件和应用，设计应用之间的交互和协作。

从服务层面对业务进行支撑，主要是识别功能和服务，划分应用系统，并完成应用系统的交互设计以及应用相关的管理工作。

七、数据架构

         数据架构是设计数据资产管理蓝图，用于指导如何分析数据需求，如何进行数据架构设计。包括数据的分类和来源，逻辑数据资产，物理数据资产，数据管理，以及数据的结构和交互。

         这块可能有点绕口，看着熟悉却不知道做什么。简单讲就是建立数据模型，数据存储和分布设计，进行数据的管理。

八、 技术架构

         确定系统建设的技术体系，包括技术需求，技术选型，技术架构设计和技术管理等。

         技术选型：平台选型（运行平台，开发平台），技术产品（框架，中间件，产品），物理选型（硬件，网络）等；

         架构设计：组件架构，网络架构，部署架构等；

         技术管理：技术大图，选型标准，技术案例等；

九、 解决方案

        综合业务架构，应用架构，数据架构，技术架构完整整体方案的设计，可分为《业务架构》和《技术架构》两个文档，《技术架构》包含应用架构，数据架构和技术架构。

十、参考资料

本文是阅读《业务架构·应用架构·数据架构实战》以及结合过往经验和理解的总结，未深入谈具体的架构设计方案。不足之处在所难免，欢迎留言讨论。

花名：明心

多年研发和管理经验，熟悉架构设计，设计模式，分布式（微服务）系统，中间件领域，最近在学习企业架构和DDD领域驱动设计。

2021-07-10