Bölcsen kell gondolkodnia, mielőtt döntést hozna egy monolitikus alkalmazás mikroszolgáltatásokkal egyenértékűre való migrálásáról. Ha figyelmen kívül hagyja a megfelelő időpontot a migrációs lépés megtételére, messze lemaradhat a versenytársak mögött.
Az elmúlt években a monolitikus architektúráról a mikroszolgáltatásokra való átállás a szoftverfejlesztés népszerű trendjévé vált. Ahogy a szervezetek arra törekednek, hogy javítsák alkalmazásaik méretezhetőségét és rugalmasságát, a monolitikus architektúráról a mikroszolgáltatási architektúrára való átállás egyre népszerűbb megoldássá vált. De mi is pontosan ez az átállás, és miért lehet ez a megfelelő választás az Ön szervezete számára?
Ez a cikk a monolitikus, N-szintű és mikroszolgáltatási architektúrák közötti különbségeket vizsgálja. Azt is tárgyalja, hogy mikor és hogyan kell áttérni egy mikroszolgáltatási architektúrára.
Merüljünk el! 😀
Tartalomjegyzék
Mi az a monolitikus építészet?
A monolitikus architektúra olyan szoftvertervezési minta, amelyben egy teljes alkalmazás egyetlen, önálló egységként épül fel. A monolitikus architektúrában az alkalmazás összes összetevője, beleértve a felhasználói felületet, az üzleti logikát és az adattárolást, egyetlen kódbázisba egyesül.
Előnyök 👍
- Egyszerűség: A monolitikus architektúra könnyen érthető és könnyen kezelhető.
- Könnyű üzembe helyezés: A monolitikus alkalmazás egyetlen egységből áll, így könnyen telepíthető.
- Jobb teljesítmény: A monolitikus alkalmazásokban a komponensek közötti kommunikáció gyorsabb, ami jobb teljesítményt eredményez.
- Költségmegtakarítás: A monolitikus architektúra fejlesztése olcsóbb lehet, mint más architektúrák.
- Ismertség: Sok fejlesztő ismeri a monolitikus architektúrákat, és ezt a megközelítést részesítheti előnyben.
Hátrányok 👎
- Rugalmassági problémák: Egy komponens megváltoztatása hatással lehet az egész rendszerre monolitikus architektúrában.
- Méretezési nehézségek: Egy monolitikus alkalmazás méretezéséhez a teljes rendszer skálázására van szükség.
- Magasabb karbantartási költségek: A monolitikus architektúra fenntartása költséges és időigényes lehet, ahogy az alkalmazás növekszik és egyre összetettebbé válik.
- Korlátozott kód-újrafelhasználás: Előfordulhat, hogy nem könnyű a kód újrafelhasználása az alkalmazás különböző részein egy monolitikus architektúrában.
Mi az a többszintű építészet?
A többrétegű architektúrában egy rendszert több rétegre vagy rétegre osztunk. Ezek a rétegek együtt dolgoznak egy meghatározott funkció végrehajtása érdekében. Először is, minden réteg felelős a rendszer egy bizonyos aspektusáért. Ezután kommunikálnak egymással egy feladat elvégzése érdekében.
Összességében ez az architektúra az aggodalmak szétválasztásán dolgozik, és minden egyes feladathoz rétegeket használ. A következő kép például egy 3-rétegű architektúrát mutat be egy tipikus MVC-alkalmazáshoz. A modellréteg kezeli az adatforrásokat, a Nézet pedig a megjelenítési réteg. A vezérlő kezelőként működik a modell és a nézetrétegek között.
Egy tipikus 3-rétegű MVC architektúra
Előnyök 👍
- Fokozott biztonság: A különböző alkalmazási szintek megnehezítik a támadók számára a bizalmas adatokhoz vagy funkciókhoz való hozzáférést.
- Jobb skálázhatóság: A szintek egymástól függetlenül skálázhatók, így könnyebben kezelhető a megnövekedett használat vagy a rendszer terhelése.
- Továbbfejlesztett karbantarthatóság: A többrétegű architektúrában az aggályok szétválasztása leegyszerűsíti a karbantartást és a különböző alkalmazásrészek frissítését.
- Fokozott rugalmasság: A moduláris architektúra nagyobb rugalmasságot tesz lehetővé a funkciók hozzáadásával vagy módosításával kapcsolatban. Ezenkívül a más rendszerekkel való integráció is egyszerűbb.
- Továbbfejlesztett kód újrafelhasználása: A réteges kialakítás támogatja a modularitást. Ugyanazt az üzleti logikai réteget használhatja különböző megjelenítési rétegekkel.
Hátrányok 👎
- Fokozott összetettség: Több szint használata bonyolultabbá teheti a rendszert, ami megnehezíti annak megértését és karbantartását.
- Megnövelt fejlesztési idő: A többrétegű architektúra felépítése tovább tarthat, mint egy egyrétegű architektúra a további rétegek és a köztük lévő kommunikáció miatt.
- Megnövekedett üzembe helyezési és konfigurációs erőfeszítések: A többrétegű rendszerek üzembe helyezése és konfigurálása időigényesebb és bonyolultabb lehet, mint egy egyrétegű rendszereké.
- Megnövekedett hardver- és infrastrukturális követelmények: A többrétegű architektúra megfelelő működéséhez több hardver- és infrastruktúra-erőforrásra lehet szükség.
- Megnövekedett tesztelési erőfeszítések: A többrétegű rendszerek tesztelése bonyolultabb és időigényesebb lehet a további rétegek és a köztük lévő kommunikáció miatt.
Mi az a Microservices Architecture?
A Microservices architektúra az alkalmazásokat kis, független szolgáltatásokra bontja, amelyek API-kon keresztül kommunikálnak.
Mikroszolgáltatások
Ez a megközelítés nagyobb rugalmasságot és méretezhetőséget tesz lehetővé, mivel minden szolgáltatás önállóan fejleszthető és telepíthető. Ezen túlmenően az igény szerinti fel- vagy leméretezés könnyebbé válik. Ezért a mikroszolgáltatás-architektúra különösen jól illeszkedik a felhő alapú környezetekhez, ahol az erőforrások gyorsan allokálhatók és szükség szerint szétoszthatók.
Előnyök 👍
- Skálázhatóság: A mikroszolgáltatások önállóan méretezhetnek, ami lehetővé teszi az alkalmazás egyes részei igény szerinti méretezését.
- Rugalmasság: Ha az egyik mikroszolgáltatás meghibásodik, a többi szolgáltatás tovább működhet. Ez javítja az alkalmazás általános rugalmasságát.
- Modularitás: Minden egyes mikroszolgáltatást önállóan fejleszthet, tesztelhet és telepíthet. Így az egyes szolgáltatások módosítása vagy frissítése könnyebben kezelhetővé válik.
- Rugalmasság: A mikroszolgáltatásokkal rugalmasan választhat különböző technológiákat a különböző szolgáltatásokhoz. Így minden munkához a legjobb eszközöket használhatja.
- Könnyű üzembe helyezés: A mikroszolgáltatásokat önállóan is telepítheti, ami megkönnyíti az alkalmazás új verzióinak telepítését.
Hátrányok 👎
- Fokozott összetettség: Több független szolgáltatás kezelése bonyolultabb lehet.
- Magasabb erőforrásigény: Számos szolgáltatás futtatása több erőforrást és infrastruktúrát igényelhet.
- Megnövekedett kommunikációs többlet: A szolgáltatások közötti kommunikációhoz API-k szükségesek.
- Megnövelt tesztelés és telepítés bonyolultsága: Számos szolgáltatás tesztelése és telepítése bonyolult lehet.
Monolit vs. Multi-tier vs. Microservices
Az alábbi táblázat összefoglalja az összes főbb különbséget: –
Comparison MetricMonolithic ArchitectureMulti-tier ArchitectureMicroservices ArchitectureComplexitySimplestMore ComplexMost ComplexNetwork TrafficMinimalMinimal (as long as tiers are on the same network)MaximumDevelopment TimeLesserMore than monolithicMore than multi-tierReuse of CodeLesserMaximumMinimumDependency on DevOpsNoNoHighDifficulty in Global Testing & DebuggingNoNoYesEase Level in ScalabilityLowMediumHighDeployment TimeLessHighLessEase level in maintenance and updatingLowMediumHighTime to MarketSlowerSlowerFasterFault tolerance szintAlacsonyAlacsonyMagasModularitási szintAlacsonyKözepesMagas Telepítési függetlenségi szintAlacsonyAlacsonyMagasÖsszehasonlítás Monolitikus, többszintű és mikroszolgáltatási architektúrák
Monolit a mikroszolgáltatások felé: mi a megfelelő idő az átálláshoz?
Erre a kérdésre nincs mindenkire érvényes válasz, mivel a monolitikus architektúráról a mikroszolgáltatási architektúrára való áttérés eldöntése az alkalmazás konkrét igényeitől és céljaitól függ. Íme néhány szempont, amelyeket figyelembe kell venni, amikor eldönti, hogy végrehajtja-e az átállást:
- Az alkalmazás mérete és összetettsége: A mikroszolgáltatás-architektúra megkönnyítheti a fejlesztést és karbantartást, ha az alkalmazás nagy és összetett, sok egymással összekapcsolt összetevővel. A monolitikus architektúra azonban elegendő lehet, ha az alkalmazás viszonylag kicsi és egyszerű.
- Szükséges skálázhatósági szint: Ha az alkalmazást gyorsan és egyszerűen kell méretezni, hogy megfeleljen a változó igényeknek, a mikroszolgáltatási architektúra jobb választás lehet. Mivel a mikroszolgáltatások egymástól függetlenül méretezhetők, az alkalmazás egyes részeit igény szerint méretezheti.
- Megkövetelt szintű rugalmasság: Ha képesnek kell lennie az alkalmazás egyes összetevőinek módosítására vagy frissítésére anélkül, hogy az egész alkalmazást befolyásolná, a mikroszolgáltatási architektúra jobb választás lehet. Ennek az az oka, hogy minden mikroszolgáltatás önállóan fejleszthető, tesztelhető és telepíthető.
- Fejlesztéshez és karbantartáshoz rendelkezésre álló erőforrások: Ha nagy csapata van a mikroszolgáltatási architektúra fejlesztéséhez és karbantartásához szükséges készségekkel és erőforrásokkal, akkor ez jó választás lehet az Ön alkalmazásához. A monolitikus architektúra azonban jobban kezelhető lehet, ha a csapat kicsi vagy nem rendelkeznek a szükséges készségekkel.
A monolittól a mikroszolgáltatásokig: a sikeres utazások
Végső soron a monolitikus architektúráról a mikroszolgáltatási architektúrára való átállásra vonatkozó döntés az alkalmazás konkrét igényeitől és céljaitól függ. Alapvető fontosságú, hogy alaposan értékelje az egyes építészeti stílusok előnyeit és hátrányait, és válassza ki azt, amelyik a legjobban megfelel az alkalmazás igényeinek.
Gyakorlati esettanulmányokra számíthat, amelyek értékelik, hogy a nagyvállalatok hogyan hozzák meg a migrációs döntéseket. Beszéljük meg az Amazon és a Netflix esettanulmányait, hogy megtudjuk, hogyan határozták meg a megfelelő időpontot a migrációhoz.
Amazon esettanulmány
Az Amazon egy jól ismert kiskereskedelmi óriás, amely eredetileg monolitikus architektúrát használt webhelyéhez. A kódbázis növekedésével és a platformon dolgozó fejlesztők számának növekedésével azonban egyre nehezebbé vált a függőségek feloldása és a platform módosítása vagy frissítése. Ez fejlesztési késésekhez és kódolási kihívásokhoz vezetett, valamint megnehezítette a vállalat számára a platform méretezését, hogy megfeleljen a gyorsan növekvő ügyfélkör igényeinek.
E kihívások kezelésére az Amazon kisebb, egymástól függetlenül futó, szolgáltatásspecifikus alkalmazásokra bontotta monolitikus alkalmazásait. Ez magában foglalta a forráskód elemzését, és egyetlen funkcionális célt szolgáló kódegységek kihúzását, webszolgáltatási felületbe csomagolását, és az egyes szolgáltatások tulajdonjogának egy fejlesztői csapathoz való hozzárendelését.
Forrás: Realtime Amazon szolgáltatásfüggőségi grafikon
A mikroszolgáltatási megközelítés lehetővé tette az Amazon számára, hogy könnyen módosítsa és frissítse platformját. Ezenkívül lehetővé tette bizonyos összetevők igény szerinti méretezését. Az átállással járó kihívások ellenére a mikroszolgáltatási architektúra előnyei jelentősek. Az Amazon e-kereskedelmi platformja jelenleg több mint 2,5 milliárd termékkeresést bonyolít le naponta, és több millió terméket tartalmaz több százezer eladótól.
Netflix esettanulmány
A Netflix manapság nagyon népszerű és ismert cég. 190 országban érhető el, és 2022-ben több mint 223 millió fizető felhasználóval rendelkezik.
2008-ban a Netflix jelentős adatbázis-sérüléssel szembesült, és a probléma 3 hosszú napig fennállt. Ez volt az a pont, ahol a vállalat felismerte a monolit tervezés egypontos meghibásodásának problémáit. Így a Netflix fokozatosan átállt a monolitikus architektúráról a felhőalapú mikroszolgáltatások architektúrájára az Amazon webszolgáltatásait használva.
A Netflixnek évekbe telt, mire áttelepítette az ügyfeleknek szánt és nem ügyfeleknek szánt alkalmazásait. Ennek ellenére az előnyök óriásiak. A vállalat havi felügyeleti órái 2008 és 2015 között 1000-szeresére emelkedtek, ami magas bevételt és nyereséget eredményezett.
Alkalmazásának manuális migrálása monolitikus architektúráról mikroszolgáltatási architektúrára
Az alkalmazás monolitikus architektúráról mikroszolgáltatási architektúrára történő migrálásához (kézi) több lépést is követhet:
Összességében az átállás a monolitikus architektúráról a mikroszolgáltatási architektúrára bonyolult és időigényes lehet. A sikeres migráció alapos megtervezése és végrehajtása elengedhetetlen.
Praktikus eszközök a monolitból a mikroszolgáltatásokba való migrációhoz
Számos eszköz segíthet a monolitikus alkalmazások mikroszolgáltatásokra bontásának folyamatában. Például az IBM Mono2Micro, Decomposition Tool és Decomposer a legnépszerűbb eszközök, amelyek segítenek a bontási folyamatban.
Ezek az eszközök automatizált vagy félautomata mechanizmusokat biztosítanak a mikroszolgáltatások azonosítására és a kód újrafaktorálására. Ezenkívül segítenek a mikroszolgáltatások üzemeltetéséhez szükséges infrastruktúra beállításában és kezelésében.
Automatikus lebontás a monolitból mikroszolgáltatásokba való migrációhoz: futurisztikus trend
A mesterséges intelligencia és a gépi tanulás legújabb fellendülése forradalmasította a feladataink elvégzésének hagyományos megközelítéseit. Nem lenne csodálatos, ha a gépek meg tudnák oldani a mikroszolgáltatások komplex monolitikus lebontási feladatait?
Bár egyszerűnek tűnhet a mesterséges intelligencia alkalmazása a monolitikus alkalmazások mikroszolgáltatásokra bontására. Ennek ellenére ez egy kihívásokkal teli út. Ezért csak néhány teljes tanulmányt talál erről a feladatról.
Abdullah et. al. felügyelt tanulási megközelítést javasolt a webalkalmazások mikroszolgáltatásokra való automatikus szétbontásához. A következő elvi diagram az automatikus lebontási folyamat általános működését mutatja be.
Forrás: Abdullah, M., Iqbal, W., & Erradi, A. (2019). Felügyelet nélküli tanulási megközelítés a webalkalmazások mikroszolgáltatásokra való automatikus bontásához. Journal of Systems and Software, 151, 243-257.
Az automatikus lebontási folyamat három egyszerű lépést követ.
01. lépés: Hozzáférés az URI hozzáférési naplókhoz
A webhelyen található minden weboldal egyedi egységes erőforrás-azonosítóval (URI) rendelkezik. Szerencsére az ilyen alkalmazásokat tároló webszerverek hozzáférési naplókat vezetnek (pl. válaszidő és dokumentumméret) ezekhez az URI-khoz. Az első lépés a hozzáférési naplók összegyűjtése.
02. lépés: Klaszterező ML algoritmus alkalmazása
A fürtözési algoritmus egy nem felügyelt gépi tanulási módszer, amely egy adatpontkészlet alapján K fürtöt hoz létre hasonló természetű adatpontokkal. Ez a fürtözési algoritmus a hozzáférési naplók előzményadataival táplálva fürtöket hoz létre URI-kből, amelyek hozzáférési ideje és válaszdokumentum mérete hasonló.
03. lépés: Fürtök a mikroszolgáltatások üzembe helyezéséhez
Minden egyes URI-fürthöz létrehozhat egy mikroszolgáltatást. Ezután ezeket a mikroszolgáltatásokat bármilyen felhő-infrastruktúrára telepítheti.
Megjegyzés: Ez az automatikus lebontási technika a monolitikus webalkalmazásokra jellemző, és csak azért van bemutatva, hogy képet adjon a korszak legújabb trendjeiről.
A monolitikus építészetről a mikroszolgáltatási architektúrára való áttérés legjobb gyakorlatai
Íme néhány bevált gyakorlat, amelyet követni kell a monolitikus architektúráról mikroszolgáltatási architektúrára való áttéréskor:
- Kezdje kicsiben: Gyakran a legjobb az alkalmazás egy kicsi, önálló részének áttelepítésével mikroszolgáltatási architektúrába. Ez lehetővé teszi, hogy tanuljon a folyamatból, és elvégezze a szükséges módosításokat, mielőtt az alkalmazás nagyobb részeivel foglalkozna.
- A megfelelő mikroszolgáltatások azonosítása: Gondosan azonosítsa az alkalmazás üzleti lehetőségeit. Azt is meg kell határozni, hogy ezek a képességek megvalósíthatók-e független mikroszolgáltatásként.
- Világos interfészek tervezése: Gondoskodjon arról, hogy a mikroszolgáltatások közötti interfészek jól meghatározottak és könnyen használhatók legyenek. Ez megkönnyíti a mikroszolgáltatások fejlesztését és karbantartását.
- Tárolók használata: A tárolók megkönnyíthetik a mikroszolgáltatások üzembe helyezését és kezelését, lehetővé téve a mikroszolgáltatás és függőségei egyetlen, önálló egységbe történő összecsomagolását.
- Használjon mikroszolgáltatás-barát infrastruktúrát: A mikroszolgáltatási architektúra támogatásához olyan infrastruktúrára lesz szüksége, amely képes kezelni a mikroszolgáltatások által generált megnövekedett összetettséget és forgalmat. Ez magában foglalhatja olyan technológiák használatát, mint a szolgáltatáshálók, API-átjárók és elosztott nyomkövetés.
- Alapos tesztelés: Alaposan tesztelje a mikroszolgáltatásokat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az elvárásoknak megfelelően működnek, és a köztük lévő interfészek megfelelően működnek.
- A mikroszolgáltatások felügyelete és kezelése: Fontos nyomon követni teljesítményüket és állapotukat, és megtenni a megfelelő lépéseket, ha problémák merülnek fel. Ez magában foglalhatja az olyan eszközök használatát, mint a naplóelemzés, a teljesítményfigyelés és a hibakövetés.
Röviden: a gondos tervezés és végrehajtás a sikeres migráció kulcsa. A bevált gyakorlatok követésével biztosíthatja, hogy a migráció zökkenőmentesen menjen végbe, és megfeleljen a célnak.
Következtetés
A Microservices architektúra a legrugalmasabb és leginkább méretezhető architektúra a modern felhőalapú számítástechnika korszakában. Lehetővé teszi az alkalmazás egyes részeinek igény szerinti méretezését, valamint az egyes szolgáltatások módosítását vagy frissítését anélkül, hogy az egész alkalmazást érintené. Ugyanakkor bonyolultabb is lehet a fejlesztése és karbantartása.
Végső soron az építészeti stílus kiválasztása az alkalmazás konkrét igényeitől és céljaitól függ. A figyelembe veendő tényezők közé tartozik az alkalmazás mérete és összetettsége, a méretezhetőség és rugalmasság szükséges szintje, valamint a fejlesztéshez és karbantartáshoz rendelkezésre álló erőforrások.