Når, hvorfor og hvordan ta overgangen

Du må tenke klokt før du tar avgjørelser om å migrere en monolittisk applikasjon til en tilsvarende mikrotjenester. Å overse det riktige tidspunktet for å ta migreringstrinnet kan føre deg langt bak konkurrentene.

De siste årene har skiftet fra monolittisk til mikrotjenestearkitektur blitt en populær trend innen programvareutvikling. Ettersom organisasjoner ser etter å forbedre skalerbarheten og fleksibiliteten til applikasjonene sine, har overgangen fra en monolittisk til en mikrotjenestearkitektur blitt et stadig mer populært alternativ. Men hva er egentlig denne overgangen, og hvorfor kan det være det riktige valget for din organisasjon?

Denne artikkelen utforsker forskjellene mellom monolittiske, N-tier og mikrotjenester-arkitekturer. Den diskuterer også når og hvordan man skal migrere til en mikrotjenestearkitektur.

La oss dykke inn! 😀

Hva er den monolittiske arkitekturen?

Monolittisk arkitektur er et programvaredesignmønster der en hel applikasjon er bygget som en enkelt, selvstendig enhet. I en monolitisk arkitektur er alle applikasjonens komponenter, inkludert brukergrensesnitt, forretningslogikk og datalagring, kombinert til en enkelt kodebase.

Fordeler 👍

  • Enkelhet: En monolitisk arkitektur er lett å forstå og jobbe med.
  • Enkel distribusjon: En monolitisk applikasjon er en enkelt enhet, noe som gjør den enkel å distribuere.
  • Forbedret ytelse: Kommunikasjon mellom komponenter i en monolittisk applikasjon er raskere, noe som fører til forbedret ytelse.
  • Kostnadsbesparelser: En monolitisk arkitektur kan være rimeligere å utvikle enn andre arkitekturer.
  • Kjennskap: Mange utviklere er kjent med monolitiske arkitekturer og foretrekker kanskje denne tilnærmingen.

Ulemper 👎

  • Fleksibilitetsproblemer: Endring av én komponent kan påvirke hele systemet i en monolitisk arkitektur.
  • Skaleringsvansker: Skalering av en monolittisk applikasjon krever skalering av hele systemet.
  • Høyere vedlikeholdskostnader: Å opprettholde en monolitisk arkitektur kan være kostbart og tidkrevende ettersom applikasjonen vokser og blir mer kompleks.
  • Begrenset gjenbruk av kode: Det er kanskje ikke lett å gjenbruke kode på tvers av forskjellige applikasjonsdeler i en monolitisk arkitektur.

Hva er flerlagsarkitekturen?

I flerlagsarkitektur deler vi et system i flere lag eller lag. Disse lagene jobber sammen for å utføre en bestemt funksjon. For det første er hvert lag ansvarlig for ett bestemt aspekt av systemet. Deretter kommuniserer de med hverandre for å utføre en oppgave.

Totalt sett jobber denne arkitekturen med å skille bekymringene og bruker lag for hver spesifikk oppgave. For eksempel viser følgende bilde en 3-lags arkitektur for en typisk MVC-applikasjon. Modelllaget håndterer datakildene, og visningen fungerer som presentasjonslaget. Kontrolleren fungerer som en behandler mellom modellen og visningslagene.

En typisk 3-lags MVC-arkitektur

Fordeler 👍

  • Forbedret sikkerhet: Ulike programnivåer gjør det vanskeligere for angripere å få tilgang til sensitive data eller funksjonalitet.
  • Bedre skalerbarhet: Lagene kan skaleres uavhengig, noe som gjør det lettere å håndtere økninger i bruk eller belastning på systemet.
  • Forbedret vedlikeholdsvennlighet: Separasjonen av bekymringer i en flerlagsarkitektur forenkler vedlikehold og oppdateringer av forskjellige applikasjonsdeler.
  • Forbedret fleksibilitet: Den modulære arkitekturen gir større fleksibilitet ved å legge til eller endre funksjonalitet. I tillegg er integrasjoner med andre systemer også enklere.
  • Forbedret kodegjenbruk: Lagdelt design støtter modularitet. Du kan bruke det samme forretningslogikklaget med forskjellige presentasjonslag.

Ulemper 👎

  • Økt kompleksitet: Bruk av flere nivåer kan legge til kompleksitet til systemet, noe som gjør det vanskeligere å forstå og vedlikeholde.
  • Økt utviklingstid: Å bygge en flerlagsarkitektur kan ta lengre tid enn en enkeltlagsarkitektur på grunn av de ekstra lagene og kommunikasjonen mellom dem.
  • Økt implementerings- og konfigurasjonsinnsats: Å distribuere og konfigurere et flerlagssystem kan være mer tidkrevende og komplekst enn et enkeltlagssystem.
  • Økte krav til maskinvare og infrastruktur: En flerlagsarkitektur kan kreve mer maskinvare- og infrastrukturressurser for å fungere ordentlig.
  • Økt testing: Å teste et flerlagssystem kan være mer komplekst og tidkrevende på grunn av de ekstra lagene og kommunikasjonen mellom dem.
  Hvordan lage et slangespill i Python

Hva er Microservices Architecture?

Mikrotjenesters arkitektur bryter ned en applikasjon i små, uavhengige tjenester som kommuniserer gjennom APIer.

Mikrotjenester

Denne tilnærmingen gir større fleksibilitet og skalerbarhet, ettersom hver tjeneste kan utvikles og distribueres uavhengig. I tillegg blir det enklere å skalere opp eller ned etter behov. Derfor er mikrotjenestearkitektur spesielt godt egnet for skybaserte miljøer, hvor ressurser raskt kan allokeres og deallokeres etter behov.

Fordeler 👍

  • Skalerbarhet: Microservices kan skalere uavhengig, noe som lar deg skalere spesifikke deler av applikasjonen din etter behov.
  • Resiliens: Hvis en mikrotjeneste svikter, kan de andre tjenestene fortsette å fungere. Dette forbedrer applikasjonens generelle motstandskraft.
  • Modularitet: Du kan utvikle, teste og distribuere hver mikrotjeneste uavhengig. Derfor blir endring eller oppdatering av de enkelte tjenestene mer håndterbare.
  • Fleksibilitet: Med mikrotjenester har du fleksibiliteten til å velge forskjellige teknologier for forskjellige tjenester. Dermed lar den deg bruke de beste verktøyene for hver jobb.
  • Enkel distribusjon: Du kan distribuere mikrotjenester uavhengig, noe som gjør det enklere å distribuere nye versjoner av applikasjonen.

Ulemper 👎

  • Økt kompleksitet: Det kan være mer komplekst å administrere flere uavhengige tjenester.
  • Høyere ressurskrav: Å kjøre mange tjenester kan kreve mer ressurser og infrastruktur.
  • Økt kommunikasjonskostnader: Kommunikasjon mellom tjenestene krever APIer.
  • Økt kompleksitet for testing og distribusjon: Testing og distribusjon av mange tjenester kan være komplisert.

Monolittiske vs. flerlags vs. mikrotjenester

Følgende tabell oppsummerer alle de viktigste forskjellene: –

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 nivåLavLavHøyModularitetsnivåLavMiddelsHøyUtplasseringsuavhengighetsnivåLavLavHøySammenligning Monolittiske, flerlags- og mikrotjenesterarkitekturer

Monolitisk til mikrotjenester: Hva er riktig tidspunkt å ta en overgang

Det finnes ikke noe entydig svar på dette spørsmålet, ettersom å bestemme en migrering fra en monolittisk til en mikrotjenestearkitektur vil avhenge av applikasjonens spesifikke behov og mål. Her er noen faktorer du bør vurdere når du bestemmer deg for om du skal gjøre overgangen:

  • Størrelsen og kompleksiteten til applikasjonen: En mikrotjenestearkitektur kan gjøre det lettere å utvikle og vedlikeholde hvis applikasjonen din er stor og kompleks, med mange sammenkoblede komponenter. En monolittisk arkitektur kan imidlertid være tilstrekkelig hvis søknaden din er relativt liten og enkel.
  • Nødvendig grad av skalerbarhet: Hvis applikasjonen din trenger å skaleres raskt og enkelt for å møte endrede krav, kan en mikrotjenester-arkitektur være et bedre valg. Siden mikrotjenester kan skaleres uavhengig, kan du skalere spesifikke deler av applikasjonen din etter behov.
  • Nødvendig grad av fleksibilitet: Hvis du trenger å kunne endre eller oppdatere individuelle komponenter i applikasjonen uten å påvirke hele applikasjonen, kan en mikrotjenestearkitektur være et bedre valg. Dette er fordi hver mikrotjeneste kan utvikles, testes og distribueres uavhengig.
  • Ressurser tilgjengelig for utvikling og vedlikehold: Hvis du har et stort team med ferdigheter og ressurser til å utvikle og vedlikeholde en mikrotjenestearkitektur, kan det være et godt valg for applikasjonen din. Imidlertid kan en monolittisk arkitektur være mer håndterlig hvis teamet ditt er lite eller mangler de nødvendige ferdighetene.

Monolithic to Microservices: The Successful Journeys

Til syvende og sist vil beslutningen om å gå over fra en monolittisk til en mikrotjenestearkitektur avhenge av applikasjonens spesifikke behov og mål. Det er viktig å nøye vurdere fordeler og ulemper ved hver arkitektonisk stil og velge den som best oppfyller behovene til søknaden din.

Du kan forvente praktiske case-studier for å evaluere hvordan store selskaper tar migrasjonsbeslutninger. La oss diskutere casestudiene til Amazon og Netflix for å vite hvordan de fant riktig tidspunkt for migreringen.

Amazon casestudie

Amazon er en velkjent detaljhandelsgigant som opprinnelig brukte en monolitisk arkitektur for nettstedet sitt. Etter hvert som kodebasen vokste og antallet utviklere som jobbet på plattformen økte, ble det imidlertid stadig vanskeligere å løse avhengigheter og gjøre endringer eller oppdateringer på plattformen. Dette førte til utviklingsforsinkelser og kodingsutfordringer og gjorde det også vanskelig for selskapet å skalere plattformen for å møte behovene til den raskt voksende kundebasen.

  Høyytende og brukervennlig Truly Global Cloud Platform

For å møte disse utfordringene, delte Amazon sine monolittiske applikasjoner inn i mindre, uavhengig kjørende, tjenestespesifikke applikasjoner. Dette innebar å analysere kildekoden og trekke ut kodeenheter som tjente et enkelt funksjonelt formål, pakke dem inn i et webtjenestegrensesnitt og tildele eierskap av hver tjeneste til et team av utviklere.

Kilde: Realtime Amazon-tjenesteavhengighetsgraf

Microservices-tilnærmingen gjorde det mulig for Amazon å gjøre endringer og oppdateringer på plattformen sin enkelt. I tillegg tillot det skalering på forespørsel av spesifikke komponenter. Til tross for utfordringene knyttet til overgangen, har fordelene med mikrotjenestearkitekturen vært betydelige. Amazons e-handelsplattform håndterer nå over 2,5 milliarder produktsøk daglig og inkluderer millioner av produkter fra hundretusenvis av selgere.

Netflix casestudie

Netflix er et veldig populært og kjent selskap i dag. Den er tilgjengelig i 190 land og har over 223 millioner betalte brukere i 2022.

I 2008 sto Netflix overfor en stor databasekorrupsjon, og problemet vedvarte i tre lange dager. Dette var punktet hvor selskapet innså problemer med enkeltpunktsfeil i monolitisk design. Så Netflix migrerte gradvis fra monolitisk til nettskymikrotjenester-arkitektur ved å bruke Amazons webtjenester.

Netflix tok årevis å migrere sine kundevendte og ikke-kundevendte apper. Likevel er fordelene enorme. Selskapets månedlige klokketimer økte med 1000 ganger kraftig mellom 2008 og 2015 ~ noe som resulterte i høye inntekter og fortjeneste.

Hvordan migrere applikasjonen din fra monolittisk til mikroservicearkitektur manuelt

Det er flere trinn du kan følge for migrering (manuell) av applikasjonen din fra en monolittisk til en mikrotjenestearkitektur:

  • Identifiser applikasjonens forretningsegenskaper: Det første trinnet i migreringsprosessen er å identifisere de forskjellige forretningsmulighetene til applikasjonen. Dette trinnet innebærer å analysere om disse egenskapene kan implementeres som uavhengige mikrotjenester.
  • Del applikasjonen inn i mikrotjenester: Når du har identifisert forretningsfunksjonene til applikasjonen din, kan du begynne å dele applikasjonen i mikrotjenester. Dette kan innebære refaktorisering av kodebasen for å separere de forskjellige egenskapene i uavhengige tjenester.
  • Design grensesnittene mellom mikrotjenestene: Hver mikrotjeneste skal kommunisere med de andre mikrotjenestene gjennom veldefinerte grensesnitt eller APIer. Det er viktig å utforme disse grensesnittene nøye for å sikre at de er enkle å bruke og vedlikeholde.
  • Implementer mikrotjenestene: Når du har delt applikasjonen i mikrotjenester og designet grensesnittene mellom dem, kan du begynne å implementere dem. Dette kan innebære å bygge nye tjenester eller omstrukturere eksisterende kode for å passe til mikrotjenestearkitekturen.
  • Test og distribuer mikrotjenestene: Når du har implementert mikrotjenestene, er det viktig å teste dem grundig for å sikre at de fungerer som forventet. Du kan deretter distribuere mikrotjenestene til produksjon, enten individuelt eller som en gruppe.
  • Migrer dataene: Hvis applikasjonen din bruker en database eller et annet datalagringssystem, må du migrere dataene fra den monolittiske applikasjonen til mikrotjenestene. I tillegg kan det hende du må designe nye datamodeller eller refaktorere eksisterende data for å passe til mikrotjenestearkitekturen.
  • Totalt sett kan det være komplekst og tidkrevende å migrere fra en monolittisk til en mikrotjenestearkitektur. Det er viktig å nøye planlegge og utføre migreringen for å sikre suksess.

    Praktiske verktøy for migrering av monolittisk til mikrotjenester

    Det er flere verktøy som kan hjelpe med prosessen med å dekomponere en monolittisk applikasjon til mikrotjenester. For eksempel er IBMs Mono2Micro, Decomposition Tool og Decomposer de mest populære verktøyene som hjelper i nedbrytningsprosessen.

    Disse verktøyene gir et sett med automatiserte eller halvautomatiske mekanismer for å identifisere mikrotjenester og refaktorisere koden. I tillegg hjelper de med å sette opp og administrere infrastrukturen som trengs for å være vert for mikrotjenestene.

    Auto-dekomponering for monolittisk til mikrotjenester-migrering: en futuristisk trend

    Den siste boomen innen kunstig intelligens og maskinlæring har revolusjonert tradisjonelle tilnærminger til å utføre oppgavene våre. Ville det ikke vært fantastisk om maskiner kunne utføre de komplekse monolittiske til mikrotjenester dekomponeringsoppgaver?

    Selv om det kan virke enkelt å bruke AI for å hjelpe dekomponere en monolittisk applikasjon til mikrotjenester. Likevel er det en vei full av utfordringer. Det er derfor du bare finner noen få fullstendige studier på denne oppgaven.

      10 beste Terraria-serververt for alle

    Abdullah et. al. foreslått en uovervåket læringstilnærming for automatisk dekomponering av nettapplikasjoner til mikrotjenester. Følgende konseptuelle diagram viser den generelle virkemåten til den automatiske nedbrytningsprosessen.

    Kilde: Abdullah, M., Iqbal, W., & Erradi, A. (2019). Uovervåket læringstilnærming for automatisk dekomponering av nettapplikasjoner til mikrotjenester. Journal of Systems and Software, 151, 243-257.

    Den automatiske nedbrytningsprosessen følger tre enkle trinn.

    Trinn 01: Få tilgang til URI-tilgangslogger

    Hver nettside på et nettsted har en unik enhetlig ressursidentifikator (URI). Heldigvis opprettholder webservere som er vert for slike applikasjoner tilgangslogger (f.eks. responstid og dokumentstørrelse) til disse URI-ene. Det første trinnet er å samle disse tilgangsloggene.

    Trinn 02: Bruk clustering ML-algoritme

    En klyngealgoritme er en uovervåket maskinlæringsmetode som, gitt et sett med datapunkter, lager K-klynger med datapunkter av lignende natur. Denne klyngealgoritmen, når den mates med de historiske tilgangsloggdataene, skaper klynger av URIer med lignende tilgangstid og svardokumentstørrelse.

    Trinn 03: Klynger til distribusjon av mikrotjenester

    Du kan lage en mikrotjeneste for hver klynge av URIer. Deretter kan du distribuere disse mikrotjenestene til hvilken som helst skyinfrastruktur.

    Merk: Denne auto-dekomponeringsteknikken er spesifikk for monolitiske nettapplikasjoner og presenteres kun for å gi deg en idé om de siste trendene i tiden.

    Beste praksis for å migrere fra monolittisk til mikrotjenester-arkitektur

    Her er noen beste fremgangsmåter du bør følge når du migrerer fra en monolittisk til en mikrotjenestearkitektur:

    • Begynn i det små: Det er ofte best å begynne med å migrere en liten, selvstendig del av applikasjonen til en mikrotjenestearkitektur. Dette lar deg lære av prosessen og gjøre nødvendige justeringer før du tar tak i de større delene av applikasjonen.
    • Identifiser de riktige mikrotjenestene: Identifiser nøye forretningsfunksjonene til applikasjonen din. Det krever også å avgjøre om disse egenskapene er implementerbare som uavhengige mikrotjenester.
    • Design klare grensesnitt: Sørg for at grensesnittene mellom mikrotjenestene er veldefinerte og enkle å bruke. Dette vil gjøre det enklere å utvikle og vedlikeholde mikrotjenestene.
    • Bruk beholdere: Beholdere kan gjøre distribusjon og administrasjon av mikrotjenester enklere, slik at du kan pakke mikrotjenesten og dens avhengigheter sammen i en enkelt, selvstendig enhet.
    • Bruk en mikrotjenestevennlig infrastruktur: For å støtte en mikrotjenestearkitektur trenger du en infrastruktur som kan håndtere den økte kompleksiteten og trafikken som genereres av mikrotjenestene. Dette kan innebære bruk av teknologier som tjenestemasker, API-gatewayer og distribuert sporing.
    • Test grundig: Test mikrotjenestene grundig for å sikre at de fungerer som forventet og at grensesnittene mellom dem fungerer som de skal.
    • Overvåke og administrere mikrotjenestene: Det er viktig å overvåke ytelsen og helsen deres og iverksette passende tiltak hvis det oppstår problemer. Dette kan innebære bruk av verktøy som logganalyse, ytelsesovervåking og feilsporing.

    Kort sagt, nøye planlegging og utførelse er nøkkelen til en vellykket migrering. Ved å følge disse beste fremgangsmåtene kan du sikre at migreringen går problemfritt, og oppfyller selve formålet.

    Konklusjon

    Microservices-arkitektur er den mest fleksible og skalerbare arkitekturen for den moderne cloud computing-æraen. Den lar deg skalere spesifikke deler av applikasjonen etter behov og endre eller oppdatere individuelle tjenester uten å påvirke hele applikasjonen. Det kan imidlertid også være mer komplekst å utvikle og vedlikeholde.

    Til syvende og sist vil valget av arkitekturstil avhenge av de spesifikke behovene og målene for søknaden din. Faktorer å vurdere inkluderer størrelsen og kompleksiteten til applikasjonen, det nødvendige nivået av skalerbarhet og fleksibilitet, og ressursene som er tilgjengelige for utvikling og vedlikehold.

    x