Архитектурата на микроуслугите е гъвкав, мащабируем и модулен стил за разработване на софтуерни приложения. Това включва разделяне на големи приложения на малки независими части, които изпълняват специфични функции.
Като цяло, архитектурата предоставя рамка за създаване, актуализиране, тестване, внедряване и поддръжка на всяка услуга независимо. Като такъв, той позволява на разработчиците да създават приложения като колекция от няколко автономни услуги.
Повечето съвременни облачни приложения са добри примери за микроуслуги, изградени с помощта на контейнери. Контейнерите съдържат набор от всички кодове, библиотеки, изпълними файлове, файлове и други ресурси, които една микроуслуга изисква да работи. Следователно разработчиците могат да създават приложения, без да се притесняват за зависимости.
Източник: microsoft.com
Днес компании като Netflix, Amazon, Uber, eBay и други са преминали от традиционни монолитни приложения към микроуслуги. Промяната доведе до по-лесни за клиента приложения и надеждни и подобрени услуги.
Съдържание
Преглед
Докато предприятията продължават да търсят начини да останат конкурентоспособни в несигурна и сложна среда, те търсят начини за подобряване на ефективността. По-специално, разработчиците на софтуер приемат нови методи за изграждане и поддръжка на приложения, добавяне на функции и др.
За тази цел те преминават от монолитна към микросервизна архитектура. И това им позволява да създават приложения и нови функции по-бързо и надеждно. Освен това разработчиците и фирмите могат редовно да актуализират приложения, като използват по-малки, многофункционални и слабо свързани екипи.
Архитектурата на микроуслугите поддържа непрекъснато разработване и внедряване на софтуер. Всеки екип може да изгради поредица от малки промени и да тества приложението и новите функции по-бързо с помощта на автоматизиран канал за внедряване.
Източник: aws.amazon.com
В идеалния случай архитектурата преодолява повечето от предизвикателствата и ограниченията на монолитната архитектура. Чрез разбиването на големите и сложни приложения на по-малки единици, това улеснява разработването на големи и сложни приложения като колекция от множество независими подединици.
Как работи архитектурата на микроуслугите
Архитектурата на микроуслугите е стил, който позволява на разработчиците да изграждат приложение като колекция от слабо свързани услуги, които могат да се внедряват независимо. Всяка услуга, притежавана от малък специализиран екип, е самостоятелна и се фокусира върху адресиране на конкретна бизнес функция.
Екипите могат да изграждат, внедряват, модифицират, тестват и поддържат всяка от единиците независимо, без да засягат другите услуги. За разлика от монолитно приложение, където всички услуги са обединени в една единица без никакви граници, архитектурата на микроуслугите разделя всяка бизнес функционалност в една независима единица.
Всяка микроуслуга се фокусира върху определена функция, като регистриране, фактуриране, търсене, изпращане на съобщения и т.н. Комбинирането на множество микроуслуги води до едно приложение с различни функции. Докато някои микроуслуги могат да изпълняват определена бизнес функция поотделно, има моменти, когато две или повече услуги работят заедно, за да извършат по-голяма сложна задача.
В архитектурата разработчиците могат да разбият голямо сложно приложение въз основа на бизнес или функционални изисквания (вертикално). Това води до по-малки независимо разгърнати подединици.
Някои операции изискват само една микроуслуга. Някои сложни или трудни операции обаче са разпределени между няколко микроуслуги. В такъв случай субединиците комуникират помежду си, като използват леки синхронни или асинхронни мрежови повиквания, независими от езика, като REST, gRPC или съобщения.
Освен това клиентите не говорят директно с микроуслугите. Вместо това те използват API шлюзове, които препращат заявката към съответната микроуслуга.
Характеристики на микросервизна архитектура
Всяка микроуслуга или процес на приложение работи като слабо свързана, отделна услуга със своята логика и зависимости. И екипите могат да модифицират, тестват, актуализират, разгръщат и мащабират микроуслугата, без да засягат останалите в рамките на същото приложение.
Някои характеристики на архитектурата на микроуслуги са:
- Приложението съдържа няколко отделни независимо внедряеми процеса. Въпреки това системата може да извика множество микроуслуги, за да обслужи една потребителска заявка.
- Архитектурата поддържа гранулирано и хоризонтално мащабиране.
- Микроуслугите имат външни граници и не комуникират вътрешно една с друга. Вместо това те разговарят помежду си чрез леки мрежови повиквания като RPC и съобщения.
- Състои се от специализирани и прости звена, всяко от които се занимава с конкретна бизнес функция или проблем. Най-често всеки екип за разработка има опит в определен компонент.
- Тъй като търсенето на повече функционалности се увеличава, разработчиците могат да добавят повече код, което ще направи приложението по-сложно. В такъв случай екипите могат допълнително да го разделят на по-независими и по-лесни за управление услуги.
Монолитен Vs. Архитектури на микроуслуги
В монолитна архитектура, ако търсенето на една функция скочи, разработчиците трябва да мащабират цялата архитектура. Добавянето на нови функции или модифицирането на съществуващо приложение е сложно, времеемко и скъпо.
Също така въздействието на повреда в един компонент може да повлияе на наличността на цялото приложение, особено когато компонентите или процесите са зависими един от друг.
Някои от основните недостатъци на монолитното приложение включват:
- Ниска надеждност, тъй като ако един компонент се повреди, цялото приложение няма да работи
- Не е лесно гъвкав
- Трудно за мащабиране
- Бавно развитие, тъй като функцията трябва първо да бъде изградена, преди да преминете към следващата стъпка
- Не е подходящ за големи и сложни приложения поради своята гъвкавост и бавно развитие
В архитектурата на микроуслугите се използват различни и независими компоненти за изграждане на приложението. Всяка функция или микроуслуга работи като независима услуга и когато има нужда от добавяне или модифициране на функции, не е необходимо да надграждате цялата архитектура. Вместо това изграждате само необходимите компоненти.
Източник: ibm.com
Това ви позволява да актуализирате, внедрявате или мащабирате или изпълнявате всяка услуга независимо въз основа на вашите бизнес нужди. Освен това въздействието на повреда в един компонент е по-малко в сравнение с монолитно приложение, при което всичко се поврежда.
Предимства на архитектурата на микроуслугите
Основните предимства на архитектурата на микроуслугите са:
#1. Лесно и гъвкаво мащабиране на услуги
Архитектурата на микроуслугите позволява на разработчиците да мащабират всяка услуга независимо, за да отговорят на уникалните изисквания за конкретната функция.
С това екипите не трябва да мащабират цялото приложение. Вместо това те се фокусират само върху единицата, която има по-голямо търсене, и следователно я мащабират заедно със свързаната с нея инфраструктура.
#2. По-добра устойчивост
Тъй като микроуслугите са независими и самостоятелни, проблем с една услуга само ще влоши качеството на приложението и няма да доведе до пълен отказ. Другите добри микроуслуги ще продължат да работят и само засегнатата функция ще бъде недостъпна.
В монолитна архитектура проблемът в една функция вероятно ще причини отказ на цялото приложение.
#3. Код за многократна употреба
Разработчиците могат да използват някои модули за извършване на множество процеси. Например микроуслуга, изпълняваща определена задача, може също да работи като градивен елемент за друга услуга.
Като такива, разработчиците могат да създават допълнителни функции, без да пишат нов код от нулата. Вместо това те могат да използват повторно част от кода за друга услуга.
Други предимства са:
- Архитектурата на микроуслугите се възползва от предимствата на контейнери, изчисления без сървър, DevOps и други съвременни технологии за разработка на софтуер.
- Той позволява на разработчиците да създават и доставят няколко услуги едновременно.
- Възможност за тестване, отстраняване на проблеми, актуализиране или премахване на определени функции, без да засяга други.
- По-кратки цикли на разработка и по-бързо внедряване.
- По-малки екипи за разработка
Недостатъци на архитектурата на микроуслугите
Архитектурата на микросервизите предоставя предимства като позволяване на бързо, често и надеждно разработване на големи и сложни приложения. Той обаче има и някои недостатъци и ограничения.
- За големи приложения може да има сложни предизвикателства при кодирането между микроуслугите.
- Управлението на сигурността е предизвикателство, тъй като броят на микроуслугите се увеличава и приложението расте. На практика архитектурата води до широко разпространена система с по-голяма повърхност за атака, сложни правила за достъп и повече мрежов трафик за наблюдение. Например, има много открити портове, API и други компоненти, така че традиционните инструменти за сигурност и защитни стени не могат да осигурят адекватно. Това прави микроуслугите уязвими на DDoS, човек по средата, междусайтови скриптове и други атаки.
- Отстраняването на проблеми с големи и сложни приложения става все по-трудно с нарастването им. Голям брой модули, комуникиращи помежду си, може да доведе до претоварване на комуникацията поради увеличения мрежов трафик и RPC повиквания.
- Голям брой услуги, процеси, контейнери, бази данни и други движещи се части внасят сложността и предизвикателствата на една разпределена система.
- Тъй като приложенията стават все по-големи и по-сложни, осигуряването на сигурност на транзакциите е трудно.
Източник:developers.redhat.com
Архитектурата на микроуслугите позволява на по-малки екипи да разработват отделни слабо свързани услуги. За да останат конкурентоспособни, екипите трябва да използват различни инструменти за поддръжка на рамката, да автоматизират някои повтарящи се задачи и да ускорят внедряването на приложения и нови функции.
Инструментите за микроуслуги се различават по възможности и други функции. Като такъв, изборът зависи от конкретните нужди и това, което разработчиците искат да постигнат.
Някои често срещани инструменти включват:
Случаи на използване на архитектурата на микроуслугите
Микроуслугите са идеални за различни индустрии и приложения, където подобряват производителността и ефективността. По-долу са някои от често срещаните случаи на употреба:
#1. Поточно предаване на данни
Когато има нужда от поточно предаване и обработка на големи количества данни от един или множество източници, микроуслугите могат да помогнат за подобряване на ефективността и производителността.
#2. Мащабируеми уеб приложения
Въпреки че някои уеб приложения обикновено са монолитни, използването на архитектурата на микроуслугите може да подобри скалируемостта и производителността.
#3. Приложения за интернет на нещата (IoT).
Разработчиците на IoT приложения могат да използват архитектурата на микроуслугите за изграждане на приложенията. Това им позволява да създават малки, леки, независимо внедряеми и управляеми приложения.
ETL е технология, която извлича данни от един или няколко източника, преобразува ги в желания формат и ги зарежда в друго хранилище на данни или база данни. Микроуслугите могат да помогнат за подобряване на скалируемостта и производителността на такива ETL процеси.
Примери за компании, използващи архитектурата на микроуслугите
Някои от големите технологични компании, които са прегърнали микроуслуги, включват;
Amazon
Amazon е един от основните популяризатори на архитектурата на микроуслугите. С нарастването на компанията и клиентската база монолитното приложение, което имаха, стана нестабилно и ненадеждно.
За да се справят с това, те преминаха към микроуслугите, които сега осигуряват по-лесна поддръжка, добавяне на нови функции и поддръжка на отделни независими услуги, като по този начин предотвратяват пълно прекъсване.
Освен използването на микроуслуги на уебсайта за пазаруване на Amazon, те предлагат и инфраструктура, Amazon Web Services (AWS), където фирмите могат да създават, хостват и управляват микроуслугите.
Uber
Първоначално Uber разчита на монолитно приложение, което е адекватно за град, в който предлага услуги. Въпреки това, тъй като компанията навлиза в нови пазари и региони, приложението не може да поддържа потребителите ефективно.
За да осигури надеждни услуги, Uber премина към архитектура, базирана на микроуслуги, за определени функции като управление на пътувания, управление на преминавания и др.
Източник: uber.com
Нетфликс
С микроуслугите Netflix успя да преодолее предизвикателствата пред мащабируемостта, които изпитваше с нарастването на клиентската база.
Той използва над 500 базирани на облак микроуслуги за обработка на около 2 милиарда заявки дневно. Освен подобряване на надеждността и наличността, архитектурата на микроуслугите намали разходите за поточно предаване.
Заключителни думи
Архитектурата на микроуслугите предоставя няколко предимства в сравнение с монолитните системи. Те включват по-бързо внедряване на приложения и функции, висока гъвкавост и мащабируемост, устойчивост и др.
Той обаче има и някои недостатъци и може да не е подходящ за всички приложения. Например, може да не е рентабилно за по-малки приложения.
Освен това, тъй като приложенията нарастват по размер и функции, е по-трудно и скъпо да се изграждат, внедряват и тестват подединиците, особено ако са разпределени в различни облаци и мрежови среди.
Поради това е жизненоважно да се оценят и разберат предимствата и минусите на архитектурата на микроуслугите, преди да се приеме технологията.
След това вижте най-доброто решение за управление на API за малък бизнес към предприятие.