یکی از مشکلات اصلی سازمان‌های مختلف، استفاده از سیستم‌های قدیمی و تکنولوژی‌های فرسوده است. در گذشته بیشتر سیستم‌ها از معماری یکپارچه یا Monolithic استفاده می‌کردند. اما با گذشت زمان و افزایش مقیاس و پیچیدگی سیستم‌ها، معماری مونولیتیک دیگر جوابگوی نیازهای سازمان‌ها نبود. اینجا نقطه‌ای بود که بحث تبدیل معماری Monolithic به میکروسرویس به میان آمد. در این مقاله از بلاگ آسا سعی داریم ابتدا به ماهیت این دو معماری نرم افزار اشاره کنیم و سپس نکاتی که باید برای تبدیل مونولیتیک به میکروسرویس بدانید را بررسی کنیم. با ما همراه باشید.
معماری یکپارچه (Monolithic Architecture) چیست؟
معماری یکپارچه یا Monolithic، به یک رویکرد سنتی در طراحی نرم‌افزار گفته می‌شود که در آن، کل برنامه به شکل یک واحد یکپارچه ساخته می‌شود. در معماری یکپارچه، همه اجزا و عملکردهای برنامه به شدت به یکدیگر وابسته‌اند و تعامل و ارتباط محکمی با یکدیگر دارند. این مفهوم در مقابل معماری میکروسرویس (Microservices)، که در آن برنامه از سرویس‌هایی مستقل با ارتباط کم ولی هماهنگی بالا ساخته شده است، قرار دارد.
معماری Monolithic چه ویژگی‌هایی دارد؟
این معماری نرم‌افزار قدیمی، ویژگی‌هایی دارد که آن را از سایر مدل‌ها و معماری‌ها متمایز می‌کند. ویژگی‌های کلیدی معماری یکپارچه عبارتند از:
۱. کدبندی یکپارچه:
تمام برنامه، شامل رابط کاربری، منطق کسب و کار و لایه دسترسی به داده، در یک کدبندی جامع و کامل توسعه داده و نگهداری می‌شود.
۲. پیوند و تعامل نزدیک:
اجزا و ماژول‌ها در برنامه به طور نزدیک با یکدیگر تعامل دارند. تغییرات اعمال شده به یک بخش از کد، ممکن است تاثیرات گسترده‌تری را بر بخش‌های دیگر بگذارد.
۳. واحد نصب تک:
کل برنامه به عنوان یک واحد کامل نصب می‌شود. به همین خاطر در زمان به‌روزرسانی یا اعمال تغییرات، کل برنامه باید دوباره نصب شود.
۴. چالش‌های مقیاس‌پذیری:
افزایش اندازه برنامه ممکن است چالش‌های مقیاس‌پذیری را به همراه داشته باشد؛ چرا که تمام اجزا به طور پیوسته با هم تعامل دارند. اگر یک بخش از برنامه نیاز به منابع اضافی داشته باشد، ممکن است لازم باشد که کل برنامه مقیاس شود.
۵. چالش‌های توسعه و نصب:
فرایند توسعه و نصب برنامه‌هایی با معماری مونولیتیک، ممکن است با افزایش اندازه برنامه پیچیده‌تر شود. ایجاد هماهنگی بین تیم‌های توسعه که در بخش‌های مختلف برنامه کار می‌کنند، ممکن است چالش‌هایی برای سازمان ایجاد کند.
۶. یکنواختی پشته فناوری:
یک برنامه یکپارچه معمولا از یک پشته فناوری (Stack) یکنواخت استفاده می‌کند. اگر اجزای مختلف برنامه نیاز به فناوری‌های مختلفی داشته باشند، ادغام آن‌ها احتمالا زمان‌بر خواهد بود و به صرف انرژی و منابع مختلفی نیاز دارد.
۷. انعطاف ناپذیر:
تغییرات یا به‌روزرسانی‌ها در یک بخش از برنامه ممکن است نیازمند متوقف کردن فعالیت کل برنامه برای پیشگیری از خرابی باشد که به معنای قطعی برای کاربران است.
چالش‌ها و تغییر به میکروسرویس
هر چند که معماری یکپارچه به عنوان رویکرد سنتی برای ساخت برنامه‌ها استفاده می‌شود، اما دارای محدودیت‌های خاصی به ویژه در زمینه توسعه و استقرار نرم‌افزارهای مدرن است. در واکنش به این چالش‌ها، بسیاری از سازمان‌ها به معماری میکروسرویس روی آورده‌اند؛ این معماری شامل شکستن برنامه به خدمات کوچک‌تر و مستقل از هم است و این رویکرد انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و قابلیت نگهداشت را نسبت به معماری یکپارچه افزایش می‌دهد.
معماری میکروسرویس چیست؟
معماری میکروسرویس یک رویکرد در معماری نرم‌افزار است که در آن یک برنامه به کمک خدمات و سرویس‌های کوچک‌تر و مستقل از هم ساخته می‌شود. در این معماری، برنامه از یک مجموعه از خدمات که به طور جداگانه قابل اجرا و مدیریت هستند، تشکیل شده است. هر خدمت در میکروسرویس به طور مستقل از بقیه قابل اجرا، مقیاس‌پذیری و به‌روزرسانی است.
معماری Microservice چه ویژگی‌هایی دارد؟
ویژگی‌ها و مفاهیم اصلی معماری میکروسرویس عبارتند از:
۱. خدمات مستقل:
هر میکروسرویس به عنوان یک واحد مستقل کار می‌کند و مستقل از دیگر واحدها است. این استقلال به بهبود سرعت و کیفیت فرایند توسعه، اجرا و به‌روزرسانی کمک می‌کند.
۲. تعامل از طریق API:
سرویس‌ها در میکروسرویس از طریق رابط‌های برنامه‌نویسی (API) با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. API این امکان را فراهم می‌کند که هر خدمت، مستقل از زیرساخت و زبان برنامه‌نویسی خود را پیاده‌سازی کرده و با دیگر خدمات تعامل داشته باشد.
۳. استقلال در مقیاس‌پذیری:
هر میکروسرویس به طور مستقل از دیگران می‌تواند افزایش مقیاس داشته باشد. این به سیستم این امکان را می‌دهد که فقط خدماتی که نیاز به افزایش ترافیک دارند، مقیاس شوند.
۴. انعطاف‌پذیری در تکنولوژی:
هر میکروسرویس می‌تواند از تکنولوژی‌ها و ابزارهای مختلفی استفاده کند. این انعطاف‌پذیری به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا برای هر خدمت بهترین تکنولوژی را انتخاب کنند.
۵. استفاده بهینه از منابع:
هر میکروسرویس به طور جداگانه مدیریت می‌شود و مستقل از دیگر خدمات قابل اجراست. این بهینه‌سازی در استفاده از منابع، ظرفیت آزاد سرور و حافظه را فراهم می‌کند.
۶. مدیریت زنجیره ارزش:
به کمک تقسیم سیستم به خدمات کوچک‌تر، مدیران می‌توانند بهتر زنجیره ارزش سازمان را مدیریت کنند و به راحتی تصمیم‌گیری‌های مربوط به هر خدمت را انجام دهند.
۷. سهولت در به‌روزرسانی:
هر خدمت در میکروسرویس به طور مستقل از سایر خدمت‌ها به‌روزرسانی می‌شود. این موضوع به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا به‌روزرسانی‌های محدود و تست‌شده را بر روی هر خدمت اعمال کنند.
فرایند تبدیل معماری مونولیتیک به معماری میکروسرویس
معماری میکروسرویس به دلیل انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری، نگهداری آسان و تسریع فرایند توسعه، به عنوان یک راهکار پرکاربرد در توسعه نرم‌افزار مدرن شناخته می‌شود. تبدیل معماری یکپارچه به معماری میکروسرویس یک فرایند پیچیده است که شامل شکستن یک معماری یکپارچه به قسمت‌های کوچک‌تر و مستقل می‌شود.
در ادامه مراحل و پیش‌نیازهای لازم برای تغییر از یک معماری یکپارچه به معماری میکروسرویس را بررسی می‌کنیم:
درک ساختار یکپارچه فعلی
درک عمیقی از برنامه یکپارچه موجود کسب کنید. اجزای مختلف، کامپوننت‌ها و وابستگی‌ها را شناسایی کنید. عملکرد و تعاملات فعلی را مستند کنید.
شناسایی محدودیت‌های میکروسرویس
محدودیت در معماری میکروسرویس را با جستجوی نقاطی از برنامه که قابلیت‌ها را جدا کرده و به صورت مستقل عمل می‌کنند، شناسایی کنید. عواملی نظیر قابلیت‌های کسب و کار، طراحی دامنه محور و مرزهای فنی را در نظر بگیرید.
تجزیه و تحلیل پایگاه داده
اگر معماری یکپارچه دارای یک پایگاه داده متمرکز است، در نظر بگیرید که باید آن را به پایگاه داده‌های کوچک‌تر تجزیه و تحلیل کنید که با خدمات میکروسرویسی مطابقت داشته باشند. این به دستیابی به استقلال بیشتر بین خدمات کمک می‌کند.
تفکیک وابستگی‌ها
وابستگی‌های خارجی مانند کتابخانه‌ها، خدمات یا کامپوننت‌های شخص ثالث (Third-party) را شناسایی و تفکیک کنید. مطمئن شوید که هر میکروسرویس وابستگی‌های خود را دارد و به کتابخانه‌های مشترک نیازی ندارد.
معرفی API
یک گیت API برای مدیریت و مسیریابی درخواست‌ها به خدمات میکروسرویس مرتبط، پیاده‌سازی کنید. این کار به کلاینت اجازه می‌دهد که از ساختار داخلی میکروسرویس‌ها جدا شود.
پیاده‌سازی مکانیزم‌های ارتباطی
مکانیزم‌های ارتباطی بین میکروسرویس‌ها را انتخاب و پیاده‌سازی کنید. این ممکن است شامل ارتباط همزمان (HTTP/REST، GraphQL) یا ارتباط ناهمزمان (صف‌های پیام، انتشار-اشتراک) باشد.
پیاده‌سازی میکروسرویس‌ها
شروع به پیاده‌سازی میکروسرویس‌ها کنید. با کمک مرزهای شناخته‌شده، توسعه هر میکروسرویس را به صورت مستقل شروع کنید. مطمئن شوید که هر میکروسرویس داده و منطق خود را دارد.
پیاده‌سازی استراتژی‌های توازن داده
چالش‌های توازن داده معرفی شده توسط طبیعت توزیع‌شده میکروسرویس‌ها را حل کنید. استراتژی‌هایی مانند توازن داده نهایی، تراکنش‌ها یا تراکنش‌های تعدیلی را پیاده‌سازی کنید.
پیاده‌سازی تحمل خطا و نظارت
مکانیزم‌های تحمل خطا، انعطاف‌پذیری و نظارت را تعریف کنید. این فرایند شامل پیاده‌سازی مکانیزم‌های تکرار، مدارهای قطع و ثبت‌نام برای هر میکروسرویس است.
تست و به‌روزرسانی
زمانی که یک میکروسرویس آماده استقرار شد، مرحله بعدی تست یکپارچه‌سازی و استقرار است. سیستم یکپارچه باید برای سازگاری با نیازمندی‌ها و فرایندهای جدید خود پیکربندی شود.
یافتن همه ارتباطات با دیتا استور از داخل سیستم قدیمی یکپارچه می‌تواند چالش برانگیز باشد. در یک محیط آزمایشی، ممکن است بتوان داده‌های قدیمی مربوط به مجموعه داده‌های مهاجرت‌شده را که اکنون میکروسرویس جدید مسئول آن است، حذف کرد.
جمع‌بندی
در این مقاله تلاش کردیم تا فرایند تبدیل معماری مونولیتیک به میکروسرویس را بررسی کنیم. مهم‌ترین موضوعاتی که قبل از شروع فرایند باید به آن‌ها توجه کنید، سازگاری معماری جدید با نیازمندی شما، آماده کردن زیرساخت‌های لازم و شناسایی ساختار و محدودیت‌های معماری قدیمی و جدید است.
دیدگاهتان را بنویسید