Microservices arkitektur är en flexibel, skalbar och modulär stil för att utveckla mjukvaruapplikationer. Det innebär att dela upp stora applikationer i små oberoende delar som utför specifika funktioner.
I allmänhet tillhandahåller arkitekturen ett ramverk för att skapa, uppdatera, testa, distribuera och underhålla varje tjänst oberoende. Som sådan tillåter det utvecklare att bygga applikationer som en samling av flera autonoma tjänster.
De flesta moderna molnbaserade applikationer är bra exempel på mikrotjänster som byggts med behållare. Behållarna består av en uppsättning av alla koder, bibliotek, körbara filer, filer och andra resurser som en mikrotjänst kräver för att köra. Följaktligen kan utvecklare bygga applikationer utan att oroa sig för beroenden.
Källa: microsoft.com
Idag har företag som Netflix, Amazon, Uber, eBay och andra gått från traditionella monolitiska applikationer till mikrotjänster. Förändringen har resulterat i mer kundvänliga applikationer och tillförlitliga och förbättrade tjänster.
Innehållsförteckning
Översikt
När företag fortsätter att leta efter sätt att förbli konkurrenskraftiga i en osäker och komplex miljö, letar de efter sätt att förbättra effektiviteten. I synnerhet antar mjukvaruutvecklare nya metoder för att bygga och underhålla applikationer, lägga till funktioner och mer.
Mot detta övergår de från den monolitiska till mikroservicearkitekturen. Och detta gör att de kan bygga applikationer och nya funktioner snabbare och pålitligt. Dessutom kan utvecklare och företag uppdatera applikationer regelbundet med hjälp av mindre, tvärfunktionella och löst kopplade team.
Mikrotjänsters arkitektur stöder kontinuerlig utveckling och distribution av mjukvara. Varje team kan bygga en serie små ändringar och testa applikationen och nya funktioner snabbare med hjälp av en automatiserad distributionspipeline.
Källa: aws.amazon.com
Helst övervinner arkitekturen de flesta av utmaningarna och begränsningarna med monolitisk arkitektur. Genom att bryta ner de stora och komplexa applikationerna i mindre enheter, gör det det lättare att utveckla stora och komplexa applikationer som en samling av flera oberoende underenheter.
Hur fungerar Microservices-arkitekturen
Microservices-arkitektur är en stil som tillåter utvecklare att bygga en applikation som en samling löst kopplade, oberoende driftsättbara tjänster. Varje tjänst, som ägs av ett litet specialiserat team, är fristående och fokuserar på att adressera en specifik affärsfunktion.
Team kan bygga, distribuera, modifiera, testa och underhålla var och en av enheterna oberoende utan att påverka de andra tjänsterna. Till skillnad från en monolitisk applikation där alla tjänster är samlade i en enhet utan några gränser, delar mikroservicearkitekturen upp alla affärsfunktioner i en enda oberoende enhet.
Varje mikrotjänst fokuserar på en viss funktion, såsom loggning, fakturering, sökning, meddelanden, etc. Kombinationen av de flera mikrotjänsterna resulterar i en enda applikation med olika funktioner. Medan vissa mikrotjänster kan utföra en viss affärsfunktion individuellt, finns det tillfällen då två eller flera tjänster arbetar tillsammans för att utföra en större komplex uppgift.
I arkitekturen kan utvecklare bryta ner en stor komplex applikation baserat på verksamhetens eller funktionella krav (vertikalt). Detta resulterar i mindre oberoende utplacerbara underenheter.
Vissa operationer kräver bara en enda mikrotjänst. Vissa komplexa eller krävande operationer är dock fördelade över flera mikrotjänster. I ett sådant fall kommunicerar underenheterna med varandra genom att använda lätta synkrona eller asynkrona, språkagnostiska nätverksanrop, såsom REST, gRPC eller meddelandehantering.
Dessutom pratar klienter inte direkt med mikrotjänsterna. Istället använder de API-gateways som vidarebefordrar begäran till lämplig mikrotjänst.
Egenskaper hos en mikrotjänstarkitektur
Varje mikrotjänst eller applikationsprocess fungerar som en löst kopplad, separat tjänst med dess logik och beroenden. Och team kan modifiera, testa, uppdatera, distribuera och skala mikrotjänsten utan att påverka de andra inom samma applikation.
Några egenskaper hos en mikroservicearkitektur är:
- Applikationen innehåller flera separata oberoende driftsättbara processer. Systemet kan emellertid anropa flera mikrotjänster för att betjäna en enda användarförfrågan.
- Arkitekturen stöder granulär och horisontell skalning.
- Mikrotjänsterna har yttre gränser och kommunicerar inte internt med varandra. Istället pratar de med varandra via lätta nätverkssamtal som RPC och meddelanden.
- Den består av specialiserade och enkla enheter, som var och en tar upp en specifik affärsfunktion eller fråga. Oftast har varje utvecklingsteam expertis inom en viss komponent.
- När efterfrågan på fler funktioner ökar kan utvecklare lägga till mer kod vilket kommer att göra applikationen mer komplex. I ett sådant fall kan team dela upp det ytterligare i mer oberoende och lättare att hantera tjänster.
Monolitisk vs. Microservices arkitekturer
I en monolitisk arkitektur, om efterfrågan på en funktion ökar, måste utvecklarna skala hela arkitekturen. Att lägga till nya funktioner eller modifiera en befintlig applikation är komplext, tidskrävande och kostsamt.
Effekten av ett fel i en komponent kan också påverka tillgängligheten för hela applikationen, särskilt när komponenterna eller processerna är beroende av varandra.
Några av de största nackdelarna med en monolitisk applikation inkluderar:
- Låg tillförlitlighet eftersom om en enskild komponent misslyckas kommer inte hela applikationen att fungera
- Inte lätt flexibel
- Svårt att skala
- Långsam utveckling eftersom en funktion måste byggas först innan du går vidare till nästa steg
- Inte lämplig för stora och komplexa applikationer på grund av dess oflexibilitet och långsamma utveckling
I en mikrotjänstarkitektur används olika och oberoende komponenter för att bygga applikationen. Varje funktion eller mikrotjänst körs som en oberoende tjänst, och när det finns ett behov av att lägga till eller ändra funktioner behöver du inte uppgradera hela arkitekturen. Istället bygger du bara de komponenter som krävs.
Källa: ibm.com
Detta gör att du kan uppdatera, distribuera eller skala eller köra varje tjänst oberoende baserat på dina affärsbehov. Dessutom är effekten av ett fel i en komponent mindre jämfört med en monolitisk applikation där allt går ner.
Fördelar med Microservices Architecture
De största fördelarna med en mikroservicearkitektur är:
#1. Enkel och flexibel skalning av tjänster
Mikroservicearkitekturen gör det möjligt för utvecklare att skala varje tjänst oberoende för att möta unika krav för den specifika funktionen.
Med detta behöver inte teamen skala hela applikationen. Istället fokuserar de bara på den enhet som har en högre efterfrågan och skalar den följaktligen ihop med tillhörande infrastruktur.
#2. Bättre motståndskraft
Eftersom mikrotjänsterna är oberoende och fristående, kommer ett problem med en tjänst bara att försämra applikationen och inte resultera i ett totalt misslyckande. De andra bra mikrotjänsterna kommer att fortsätta att fungera, och endast den berörda funktionen kommer att vara otillgänglig.
I en monolitisk arkitektur är det troligt att ett problem i en funktion orsakar fel i hela applikationen.
#3. Återanvändbar kod
Utvecklare kan använda vissa moduler för att utföra flera processer. Till exempel kan en mikrotjänst som utför en viss uppgift också fungera som en byggsten för en annan tjänst.
Som sådan kan utvecklarna bygga ytterligare funktioner utan att skriva ny kod från grunden. Istället kan de återanvända en del av koden för en annan tjänst.
Andra förmåner är:
- Mikrotjänstarkitekturen drar fördel av containrar, serverlös datoranvändning, DevOps och andra moderna mjukvaruutvecklingsteknologier.
- Det tillåter utvecklare att skapa och leverera flera tjänster samtidigt.
- Möjlighet att testa, felsöka, uppdatera eller ta bort vissa funktioner utan att påverka andra.
- Kortare utvecklingscykler och snabbare driftsättning.
- Mindre utvecklingsteam
Nackdelar med Microservices Architecture
Mikrotjänstarkitektur ger fördelar som att möjliggöra snabb, frekvent och pålitlig utveckling av stora och komplexa applikationer. Men det har också vissa nackdelar och begränsningar.
- För stora applikationer kan det finnas komplexa kodningsutmaningar mellan mikrotjänsterna.
- Att hantera säkerhet är en utmaning eftersom antalet mikrotjänster ökar och applikationen växer. I praktiken resulterar arkitekturen i ett brett distribuerat system med en större attackyta, komplexa åtkomstregler och mer nätverkstrafik att övervaka. Till exempel finns det många exponerade portar, API:er och andra komponenter, så att traditionella säkerhetsverktyg och brandväggar inte kan säkra tillräckligt. Detta gör mikrotjänsterna sårbara för DDoS, man-in-the-midten, cross-site scripting och andra attacker.
- Felsökning av stora och komplexa applikationer blir svårare när de växer. Ett stort antal moduler som kommunicerar med varandra kan resultera i kommunikationskostnader på grund av ökad nätverkstrafik och RPC-anrop.
- Ett stort antal tjänster, processer, behållare, databaser och andra rörliga delar för in komplexiteten och utmaningarna i ett distribuerat system.
- När applikationer växer sig större och mer komplexa är det svårt att säkerställa transaktionssäkerhet.
Källa: developers.redhat.com
Microservices arkitektur gör det möjligt för mindre team att utveckla individuella löst kopplade tjänster. För att förbli konkurrenskraftiga måste teamen använda olika verktyg för att stödja ramverket, automatisera vissa repetitiva uppgifter och påskynda implementeringen av appar och nya funktioner.
Verktygen för mikrotjänster skiljer sig åt i kapacitet och andra funktioner. Som sådan beror valet på de specifika behoven och vad utvecklarna vill uppnå.
Några vanliga verktyg inkluderar:
Användningsfall för Microservices Architecture
Mikrotjänster är idealiska för olika branscher och applikationer där de förbättrar prestanda och effektivitet. Nedan är några av de vanliga användningsfallen:
#1. Dataströmning
När det finns ett behov av att strömma och bearbeta stora mängder data från enstaka eller flera källor kan mikrotjänster hjälpa till att förbättra effektiviteten och prestanda.
#2. Skalbara webbapplikationer
Även om vissa webbapplikationer vanligtvis är monolitiska, kan användning av mikrotjänsters arkitektur förbättra skalbarheten och prestanda.
#3. Internet of Things (IoT) applikationer
IoT-applikationsutvecklare kan använda mikroservicearkitekturen för att bygga applikationerna. Detta gör att de kan bygga små, lätta, oberoende driftsättbara och hanterbara applikationer.
ETL är en teknologi som extraherar data från en eller flera källor, omvandlar den till önskat format och laddar in det i ett annat datalager eller databas. Mikrotjänsterna kan hjälpa till att förbättra skalbarheten och prestandan för sådana ETL-processer.
Exempel på företag som använder Microservices-arkitekturen
Några av de stora teknikföretagen som har anammat mikrotjänster inkluderar;
Amazon
Amazon är en av de största främjarna av mikrotjänsterarkitektur. När företaget och kundbasen växte, blev den monolitiska applikation de hade instabil och opålitlig.
För att åtgärda detta flyttade de till mikrotjänsterna, som nu säkerställer enklare underhåll, tillägg av nya funktioner och underhåll av individuella oberoende tjänster, vilket förhindrar fullständiga avbrott.
Förutom att använda mikrotjänster på Amazons shoppingwebbplats, erbjuder de också en infrastruktur, Amazon Web Services (AWS), där företag kan bygga, vara värd för och hantera mikrotjänsterna.
Uber
Ursprungligen förlitade sig Uber på en monolitisk applikation som var lämplig för en stad där de erbjöd tjänster. Men när företaget gick in på nya marknader och regioner kunde applikationen inte stödja användarna effektivt.
För att säkerställa tillförlitliga tjänster övergick Uber till den mikrotjänstebaserade arkitekturen för vissa funktioner som resehantering, passagehantering etc.
Källa: uber.com
Netflix
Med mikrotjänster har Netflix lyckats övervinna skalbarhetsutmaningarna det upplevde när kundbasen växte.
Den använder över 500 molnbaserade mikrotjänster för att behandla cirka 2 miljarder förfrågningar dagligen. Förutom att förbättra tillförlitligheten och tillgängligheten har mikroservicearkitekturen minskat kostnaden för streaming.
Slutord
Mikrotjänsters arkitektur ger flera fördelar jämfört med de monolitiska systemen. Dessa inkluderar snabbare distribution av applikationer och funktioner, hög flexibilitet och skalbarhet, motståndskraft och mer.
Men det har också vissa nackdelar och kanske inte är lämpligt för alla applikationer. Det kanske till exempel inte är kostnadseffektivt för mindre applikationer.
När applikationerna växer i storlek och funktioner är det dessutom svårare och dyrare att bygga, distribuera och testa underenheterna, särskilt om de är distribuerade över olika moln och nätverksmiljöer.
Som sådan är det viktigt att utvärdera och förstå fördelarna och nackdelarna med mikrotjänstarkitekturen innan tekniken tas i bruk.
Kolla sedan in den bästa API-hanteringslösningen för småföretag till företag.