Kiến trúc microservice là một phong cách phát triển ứng dụng linh hoạt, có thể mở rộng và mô-đun. Nó liên quan đến việc phân chia các ứng dụng lớn thành các phần nhỏ độc lập thực hiện các chức năng cụ thể.
Nói chung, kiến trúc cung cấp một khuôn khổ để phát triển, cập nhật, thử nghiệm, triển khai và duy trì từng dịch vụ một cách độc lập. Nhờ đó, các nhà phát triển có thể tạo ứng dụng dưới dạng tập hợp một số dịch vụ tự trị.
Hầu hết các ứng dụng gốc đám mây hiện đại đều là ví dụ điển hình về dịch vụ vi mô được xây dựng bằng cách sử dụng vùng chứa. Bộ chứa bao gồm tập hợp tất cả mã, thư viện, tệp thực thi, tệp và các tài nguyên khác cần thiết để vi dịch vụ hoạt động. Nhờ đó, các nhà phát triển có thể xây dựng ứng dụng mà không cần lo lắng về sự phụ thuộc.
nguồn: microsoft.com
Ngày nay, các công ty như Netflix, Amazon, Uber, eBay và các công ty khác đã chuyển từ các ứng dụng nguyên khối truyền thống sang các dịch vụ vi mô. Sự thay đổi này đã dẫn đến nhiều ứng dụng thân thiện với khách hàng hơn cũng như các dịch vụ được cải thiện và đáng tin cậy hơn.
Tổng quan
Khi các công ty tiếp tục tìm cách duy trì tính cạnh tranh trong một môi trường không chắc chắn và phức tạp, họ cũng đang tìm cách nâng cao hiệu quả. Đặc biệt, các nhà phát triển phần mềm đang áp dụng các phương pháp mới để xây dựng và duy trì ứng dụng, bổ sung tính năng, v.v.
Để làm được điều này, họ đang chuyển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc microservices. Điều này cho phép họ phát triển các ứng dụng và tính năng mới nhanh chóng và đáng tin cậy hơn. Ngoài ra, các nhà phát triển và doanh nghiệp có thể thường xuyên cập nhật ứng dụng bằng cách sử dụng các nhóm nhỏ hơn, đa chức năng và liên kết lỏng lẻo.
Kiến trúc microservice hỗ trợ phát triển và triển khai phần mềm liên tục. Mỗi nhóm có thể thực hiện một loạt thay đổi nhỏ và thử nghiệm ứng dụng cũng như các tính năng mới nhanh hơn bằng cách sử dụng quy trình triển khai tự động.
Nguồn: aws.amazon.com
Lý tưởng nhất là kiến trúc khắc phục được hầu hết các thách thức và hạn chế của kiến trúc nguyên khối. Bằng cách chia các ứng dụng lớn và phức tạp thành các đơn vị nhỏ hơn, việc xây dựng các ứng dụng lớn và phức tạp dưới dạng tập hợp nhiều đơn vị con độc lập sẽ dễ dàng hơn.
Cách thức hoạt động của kiến trúc microservice
Kiến trúc microservice là một phong cách cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng như một tập hợp các dịch vụ được triển khai độc lập, được liên kết lỏng lẻo. Mỗi dịch vụ do một nhóm chuyên môn nhỏ sở hữu, hoạt động độc lập và tập trung vào một chức năng kinh doanh cụ thể.
Các nhóm có thể xây dựng, triển khai, sửa đổi, kiểm tra và bảo trì từng đơn vị một cách độc lập mà không ảnh hưởng đến các dịch vụ khác. Không giống như một ứng dụng nguyên khối, trong đó tất cả các dịch vụ được nhóm lại với nhau mà không có bất kỳ ràng buộc nào, kiến trúc microservice chia từng chức năng kinh doanh thành một đơn vị độc lập.
Mỗi microservice tập trung vào một chức năng cụ thể, chẳng hạn như đăng nhập, thanh toán, tìm kiếm, nhắn tin, v.v. Việc kết hợp nhiều microservice sẽ tạo ra một ứng dụng duy nhất với các chức năng khác nhau. Mặc dù một số dịch vụ vi mô có thể tự thực hiện các chức năng kinh doanh cụ thể, nhưng đôi khi hai hoặc nhiều dịch vụ phối hợp cùng nhau để thực hiện một nhiệm vụ phức tạp hơn.
Trong kiến trúc, các nhà phát triển có thể chia nhỏ một ứng dụng lớn phức tạp dựa trên các yêu cầu kinh doanh hoặc chức năng (theo chiều dọc). Điều này dẫn đến các tiểu đơn vị nhỏ hơn, được phân phối độc lập.
Một số hoạt động chỉ yêu cầu một microservice. Tuy nhiên, một số hoạt động phức tạp hoặc đòi hỏi khắt khe được phân phối trên một số vi dịch vụ. Trong trường hợp này, các đơn vị con giao tiếp với nhau bằng cách sử dụng các cuộc gọi mạng độc lập với ngôn ngữ nhẹ, đồng bộ hoặc không đồng bộ, chẳng hạn như REST, gRPC hoặc nhắn tin.
Ngoài ra, khách hàng không giao tiếp trực tiếp với microservice. Thay vào đó, họ sử dụng các cổng API để chuyển tiếp yêu cầu đến vi dịch vụ thích hợp.
Đặc điểm của kiến trúc microservice
Mỗi vi dịch vụ hoặc quy trình ứng dụng chạy như một dịch vụ riêng biệt, được liên kết lỏng lẻo với logic và các phần phụ thuộc riêng. Và các nhóm có thể sửa đổi, kiểm tra, cập nhật, triển khai và mở rộng quy mô của một vi dịch vụ mà không ảnh hưởng đến những dịch vụ khác trong cùng một ứng dụng.
Một số tính năng của kiến trúc microservices là:
- Ứng dụng này chứa một số quy trình riêng biệt, được triển khai độc lập. Tuy nhiên, hệ thống có thể gọi nhiều vi dịch vụ để xử lý một yêu cầu của một người dùng.
- Kiến trúc hỗ trợ chia tỷ lệ chi tiết và theo chiều ngang.
- Các vi dịch vụ có ranh giới bên ngoài và không giao tiếp với nhau trong nội bộ. Thay vào đó, họ nói chuyện với nhau qua các kết nối mạng nhẹ như RPC và nhắn tin.
- Nó bao gồm các đơn vị chuyên biệt và đơn giản, mỗi đơn vị giải quyết một chức năng hoặc vấn đề kinh doanh cụ thể. Thông thường, mỗi nhóm phát triển đều có kinh nghiệm về một thành phần cụ thể.
- Khi nhu cầu về nhiều chức năng hơn tăng lên, các nhà phát triển có thể thêm nhiều mã hơn, điều này sẽ làm cho ứng dụng trở nên phức tạp hơn. Trong trường hợp đó, các nhóm có thể chia chúng thành các dịch vụ độc lập và dễ quản lý hơn.
Nguyên khối vs. Kiến trúc microservice
Trong kiến trúc nguyên khối, nếu nhu cầu về một tính năng duy nhất tăng lên đáng kể, các nhà phát triển phải mở rộng quy mô toàn bộ kiến trúc. Việc thêm các tính năng mới hoặc sửa đổi một ứng dụng hiện có rất phức tạp, tốn thời gian và tốn kém.
Ngoài ra, tác động của lỗi một thành phần có thể ảnh hưởng đến tính khả dụng của toàn bộ ứng dụng, đặc biệt khi các thành phần hoặc quy trình phụ thuộc lẫn nhau.
Một số nhược điểm chính của ứng dụng nguyên khối bao gồm:
- Độ tin cậy thấp vì nếu một thành phần bị lỗi thì toàn bộ ứng dụng sẽ bị lỗi
- Không dễ dàng linh hoạt
- Khó mở rộng quy mô
- Phát triển chậm vì chức năng cần được xây dựng trước khi chuyển sang bước tiếp theo
- Nó không phù hợp với các ứng dụng lớn và phức tạp do thiếu tính linh hoạt và phát triển chậm
Trong kiến trúc microservices, các thành phần khác nhau và độc lập được sử dụng để xây dựng ứng dụng. Mỗi tính năng hoặc vi dịch vụ chạy như một dịch vụ độc lập và khi cần thêm hoặc sửa đổi tính năng, bạn không cần phải cập nhật toàn bộ kiến trúc. Thay vào đó, bạn chỉ xây dựng các thành phần cần thiết.
Nguồn: ibm.com
Điều này cho phép bạn cập nhật, triển khai, mở rộng quy mô hoặc chạy từng dịch vụ một cách độc lập tùy thuộc vào nhu cầu kinh doanh của bạn. Ngoài ra, tác động của lỗi một thành phần sẽ ít hơn so với một ứng dụng nguyên khối trong đó mọi thứ đều bị hỏng.
Lợi ích của kiến trúc microservice
Ưu điểm chính của kiến trúc microservice là:
# 1. Mở rộng dịch vụ dễ dàng và linh hoạt
Kiến trúc microservice cho phép các nhà phát triển mở rộng quy mô từng dịch vụ một cách độc lập để đáp ứng các yêu cầu riêng cho một chức năng cụ thể.
Điều này giúp các nhóm không phải mở rộng quy mô toàn bộ ứng dụng. Thay vào đó, họ chỉ tập trung vào đơn vị có nhu cầu lớn hơn và do đó mở rộng quy mô cùng với cơ sở hạ tầng liên quan.
#2. Khả năng miễn dịch tốt hơn
Vì microservice là khép kín và khép kín nên một sự cố xảy ra với một dịch vụ sẽ chỉ làm giảm chất lượng ứng dụng chứ không gây ra lỗi hoàn toàn. Các vi dịch vụ tốt khác sẽ tiếp tục hoạt động và chỉ có chức năng bị ảnh hưởng là không khả dụng.
Trong kiến trúc nguyên khối, một vấn đề với một chức năng có thể khiến toàn bộ ứng dụng bị lỗi.
#3. Mã có thể tái sử dụng
Các nhà phát triển có thể sử dụng một số mô-đun để thực hiện nhiều quy trình. Ví dụ: một vi dịch vụ thực hiện một tác vụ cụ thể cũng có thể hoạt động như một khối xây dựng cho một dịch vụ khác.
Như vậy, các nhà phát triển có thể tạo các tính năng bổ sung mà không cần viết mã mới từ đầu. Thay vào đó, họ có thể sử dụng lại một phần mã cho dịch vụ khác.
Các lợi ích khác bao gồm:
- Kiến trúc microservice sử dụng các thùng chứa, điện toán không có máy chủ, DevOps và các công nghệ phát triển phần mềm hiện đại khác.
- Nó cho phép các nhà phát triển tạo và cung cấp một số dịch vụ cùng một lúc.
- Khả năng kiểm tra, khắc phục sự cố, cập nhật hoặc xóa một số tính năng mà không ảnh hưởng đến các tính năng khác.
- Chu kỳ phát triển ngắn hơn và triển khai nhanh hơn.
- Nhóm phát triển nhỏ hơn
Nhược điểm của kiến trúc microservice
Kiến trúc microservice mang lại những lợi ích như cho phép phát triển các ứng dụng lớn và phức tạp một cách nhanh chóng, thường xuyên và đáng tin cậy. Tuy nhiên, nó cũng có một số nhược điểm và hạn chế.
- Các ứng dụng lớn có thể có những thách thức mã hóa phức tạp giữa các vi dịch vụ.
- Quản lý bảo mật là một thách thức khi số lượng vi dịch vụ tăng lên và ứng dụng ngày càng tăng. Trong thực tế, kiến trúc này tạo ra một hệ thống phân tán rộng rãi với bề mặt tấn công lớn hơn, các quy tắc truy cập phức tạp và nhiều lưu lượng mạng cần giám sát hơn. Ví dụ: có nhiều cổng, API và các thành phần khác bị lộ mà các công cụ bảo mật và tường lửa truyền thống không thể bảo vệ đầy đủ. Điều này làm cho các vi dịch vụ dễ bị tấn công DDoS, tấn công trung gian, tấn công chéo trang và các cuộc tấn công khác.
- Việc khắc phục sự cố của các ứng dụng lớn và phức tạp ngày càng trở nên khó khăn khi chúng phát triển. Một số lượng lớn các mô-đun giao tiếp với nhau có thể gây ra chi phí liên lạc do lưu lượng mạng và các cuộc gọi RPC tăng lên.
- Số lượng lớn các dịch vụ, quy trình, bộ chứa, cơ sở dữ liệu và các bộ phận chuyển động khác tạo ra sự phức tạp và thách thức của hệ thống phân tán.
- Khi các ứng dụng ngày càng lớn hơn và phức tạp hơn, việc giữ an toàn cho các giao dịch là điều khó khăn.
Nguồn: dev.redhat.com
Kiến trúc microservice cho phép các nhóm nhỏ hơn phát triển các dịch vụ riêng lẻ, được liên kết lỏng lẻo. Để duy trì tính cạnh tranh, các nhóm cần sử dụng nhiều công cụ khác nhau để hỗ trợ nền tảng, tự động hóa một số tác vụ lặp đi lặp lại và đẩy nhanh quá trình triển khai ứng dụng cũng như tính năng mới.
Các công cụ microservice khác nhau về khả năng và các tính năng khác. Do đó, sự lựa chọn phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể và những gì các nhà phát triển muốn đạt được.
Một số công cụ phổ biến bao gồm:
Các trường hợp sử dụng kiến trúc microservice
Microservice lý tưởng cho nhiều ngành và ứng dụng khác nhau, nơi chúng cải thiện hiệu suất và hiệu quả. Dưới đây là một số trường hợp sử dụng phổ biến:
# 1. Truyền dữ liệu
Khi có nhu cầu truyền phát và xử lý lượng lớn dữ liệu từ một hoặc nhiều nguồn, microservice có thể giúp tăng hiệu suất và hiệu quả.
#2. Ứng dụng web có thể mở rộng
Mặc dù một số ứng dụng web có xu hướng nguyên khối nhưng việc sử dụng kiến trúc microservice có thể cải thiện khả năng mở rộng và hiệu suất.
#3. Ứng dụng Internet of Things (IoT).
Các nhà phát triển ứng dụng IoT có thể sử dụng kiến trúc microservice để xây dựng ứng dụng. Điều này cho phép họ xây dựng các ứng dụng nhỏ, nhẹ, được triển khai và quản lý độc lập.
ETL là công nghệ trích xuất dữ liệu từ một hoặc nhiều nguồn, chuyển đổi dữ liệu sang định dạng mong muốn và tải dữ liệu đó vào kho dữ liệu hoặc cơ sở dữ liệu khác. Microservice có thể giúp cải thiện khả năng mở rộng và hiệu suất của các quy trình ETL như vậy.
Ví dụ về các công ty sử dụng kiến trúc microservice
Một số công ty công nghệ lớn đã áp dụng microservice bao gồm;
Amazon
Amazon là một trong những người thúc đẩy chính kiến trúc microservice. Khi công ty và cơ sở khách hàng phát triển, ứng dụng nguyên khối trở nên không ổn định và không đáng tin cậy.
Để khắc phục điều này, họ đã chuyển sang microservice, hiện cung cấp khả năng bảo trì dễ dàng hơn, bổ sung các tính năng mới và duy trì các dịch vụ độc lập riêng lẻ, nhờ đó ngăn chặn tổng thời gian ngừng hoạt động.
Ngoài việc sử dụng microservices trên một trang mua sắm Amazonhọ cũng cung cấp cơ sở hạ tầng Amazon Dịch vụ web (AWS) nơi các công ty có thể tạo, lưu trữ và quản lý các dịch vụ vi mô.
Uber
Ban đầu, Uber dựa trên một ứng dụng nguyên khối, phù hợp với thành phố nơi nó cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên, khi công ty mở rộng sang các thị trường và khu vực mới, ứng dụng này không thể hỗ trợ người dùng một cách hiệu quả.
Để cung cấp các dịch vụ đáng tin cậy, Uber đã chuyển sang kiến trúc dựa trên vi dịch vụ cho một số chức năng như quản lý chuyến đi, quản lý hành trình, v.v.
nguồn: uber.com
Netflix
Với vi dịch vụ, Netflix đã có thể vượt qua những thách thức về khả năng mở rộng mà hãng gặp phải khi lượng khách hàng ngày càng tăng.
Nó sử dụng hơn 500 dịch vụ vi mô dựa trên đám mây để xử lý khoảng 2 tỷ yêu cầu mỗi ngày. Ngoài việc cải thiện độ tin cậy và tính sẵn sàng, kiến trúc microservice còn giảm chi phí truyền phát.
những từ cuối
Kiến trúc microservice cung cấp một số lợi thế so với các hệ thống nguyên khối. Chúng bao gồm triển khai tính năng và ứng dụng nhanh hơn, tính linh hoạt và khả năng mở rộng cao, khả năng phục hồi, v.v.
Tuy nhiên, nó cũng có một số nhược điểm và có thể không phù hợp với mọi ứng dụng. Ví dụ, nó có thể không hiệu quả về mặt chi phí đối với các ứng dụng nhỏ hơn.
Ngoài ra, khi kích thước và tính năng của ứng dụng tăng lên, việc xây dựng, triển khai và thử nghiệm các đơn vị con trở nên khó khăn và tốn kém hơn, đặc biệt nếu chúng được phân phối trên các đám mây và môi trường mạng khác nhau.
Do đó, trước khi áp dụng công nghệ, việc đánh giá và hiểu rõ ưu và nhược điểm của kiến trúc microservice là vô cùng quan trọng.
Sau đó, hãy xem giải pháp quản lý API tốt nhất cho các doanh nghiệp và doanh nghiệp nhỏ.
