В чем разница между монолитной архитектурой и архитектурой микросервисов?
Монолитная архитектура — это традиционная модель разработки программного обеспечения, в которой одна база кода используется для выполнения нескольких бизнес-функций. Все программные компоненты монолитной системы взаимозависимы из-за использования встроенных механизмов обмена данными внутри системы. Модификация монолитной архитектуры возможна лишь частично и занимает много времени, поскольку даже небольшие изменения затрагивают большие области базы кода. Напротив, архитектурный подход на основе микросервисов подразумевает, что программное обеспечение состоит из небольших независимых компонентов (сервисов). Каждый сервис выполняет одну функцию и взаимодействует с другими сервисами через четко определенные интерфейсы. Поскольку они работают независимо, вы можете обновлять, изменять, развертывать или масштабировать каждую службу отдельно по мере необходимости.
Ключевые отличия монолитной архитектуры от микросервисов
Монолитные приложения обычно состоят из пользовательского интерфейса на стороне клиента, базы данных и серверного приложения. Разработчики создают все эти модули в одной базе кода.
В распределенной архитектуре каждый микросервис выполняет одну функцию или один элемент бизнес-логики. Микросервисы взаимодействуют друг с другом через API, а не через встроенные механизмы языка программирования.
Далее мы обсудим другие различия между двумя подходами.
Процесс разработки
Начать работу проще с монолитным приложением, так как не требуется предварительное планирование. Вы можете просто создать базовый вариант и добавлять модули кода по мере необходимости. Однако со временем такое приложение становится сложным, и любые обновления в нем затрудняются.
Архитектура микросервисов требует все тщательно продумать еще до того, как начинать разработку. Сначала нужно определить, какие функциональные возможности могут работать независимо друг от друга, и создать согласованный проект API. Первоначальная координация значительно повышает эффективность при дальнейшем обслуживании кода. Вы сможете быстрее вносить изменения и находить ошибки. Также со временем возрастает возможность повторного использования кода.
Развертывание
Развертывание монолитных приложений проще, чем развертывание микросервисов. Разработчики устанавливают всю базу кода и зависимости для приложения в одной среде.
Развертывание приложений на основе микросервисов намного сложнее, поскольку каждый микросервис представляет собой независимо развертываемый пакет программного обеспечения. Обычно разработчики помещают микросервисы перед развертыванием в контейнеры. Контейнеры помогают изолировать код и все зависимости микросервиса, чтобы обеспечить независимость от платформы.
Отладка
Отладкой называют программный процесс выявления в коде ошибок, которые приводят к неправильному или непредсказуемому поведению приложения. При отладке монолитной архитектуры разработчик может отслеживать перемещение данных или изучать поведение, непосредственно анализируя кода в одной среде программирования. Для выявления проблем в коде с микросервисной архитектурой придется анализировать сразу несколько слабо связанных сервисов.
Отладка микросервисных приложений может оказаться более сложной задачей, поскольку затронутые микросервисы могут разрабатываться разными людьми и командами. Это означает, что для отладки потребуется координировать тесты, обсуждения и сбор отзывов между многими членами команды, а это дополнительные затраты времени и ресурсов.
Модификации
Небольшое изменение в одной части монолитного приложения влияет на многие функции программного обеспечения, поскольку весь его код тесно связан. Кроме того, любые изменения в монолитном приложении приводят к тому, что всю систему нужно повторно тестировать и развертывать на сервере.
Подход, основанный на микросервисах, наоборот, очень гибок. Вносить изменения в такое приложение намного проще. Разработчикам не нужно модифицировать все сервисы, достаточно лишь изменить конкретные функции. Также есть возможность развертывать сервисы независимо друг от друга. Такой подход очень удобен, если используется непрерывное развертывание, так как позволяет разработчикам вносить частые и небольшие изменения, не влияя на стабильность системы.
Масштабирование
При масштабировании монолитных приложений возникает целый ряд проблем. Монолитная архитектура объединяет все функциональные возможности в одной базе кода, поэтому масштабировать при изменении требований придется все приложение сразу. Например, если из-за увеличения трафика снижается производительность коммуникационных функций приложения, придется предоставлять дополнительные вычислительные ресурсы для всего монолитного приложения. Это приводит к нерациональному использованию ресурсов, поскольку не все части приложения работают на пиковой мощности.
Архитектура микросервисов поддерживает распределенные системы. Каждый программный компонент в распределенной системе получает собственные вычислительные ресурсы. Ресурсы для любого из них можно масштабировать независимо от других, в зависимости от текущих и прогнозируемых потребностей. Например, вы можете выделить больше ресурсов только службе определения географического местоположения, но не остальным частям системы.
Влияние монолитной архитектуры и архитектуры микросервисов на эксплуатацию
Микросервисы помогают быстрее внедрять инновации, снижать риски, ускорять время выхода на рынок и уменьшать совокупную стоимость владения. Ниже приводится краткое описание эксплуатационных преимуществ архитектуры микросервисов.
Ускорение внедрения инноваций
Монолитная архитектура мешает внедрять новые бизнес-возможности и технологии в существующие приложения. У разработчиков нет простой возможности изменить часть базы кода, используя новые технологические решения, что не позволяет организации адаптироваться к современным технологическим тенденциям.
С другой стороны, микросервисы представляют собой независимые программные компоненты, которые могут работать на основе разных платформ и технологий. Слабая взаимозависимость между микросервисами позволяет компаниям быстрее обновлять отдельные компоненты.
Снижение рисков
И в монолитных приложениях, и в приложениях с микросервисами возникают конфликты кода, ошибки и неудачные обновления. Но монолитное приложение сопряжено с более значительным риском на этапе обновления, поскольку все приложение представляет собой единую точку сбоя. Даже незначительная ошибка в базе кода может привести к остановке работы всего приложения. Такие инциденты приводят к серьезным перебоям в обслуживании и могут затронуть всех активных пользователей.
Поэтому разработчики предпочитают снижать риски развертывания, развертывая приложения с микросервисами. В случае сбоя микросервиса другие микросервисы продолжают работать, что ограничивает уязвимость приложения. Для дополнительного улучшения восстанавливаемости приложения разработчики также используют специальные средства, упреждающие и исправляющие проблемы, влияющие на микросервисы.
Сокращение времени вывода продуктов на рынок
По мере роста сложности кода в монолитных приложениях сложность разработки возрастает экспоненциально. На некотором этапе разработчики тратят больше времени на управление файлами, библиотеками кода и взаимозависимостями, чем на создание новых возможностей. Разработка проекта в условиях жесткой инфраструктуры часто приводит к срывам графиков.
И наоборот, организации с хорошим опытом создания микросервисов могут быстрее разрабатывать и выпускать цифровые продукты. В распределенной архитектуре программного обеспечения каждый разработчик работает с небольшим фрагментом кода, не отвлекаясь на общую схему. При создании конкретного микросервиса не нужно даже знать, как работают другие микросервисы. Достаточно лишь правильно использовать соответствующие API, что гораздо быстрее и проще для понимания.
Сокращение совокупной стоимости владения
Как микросервисы, так и монолитные приложения требуют затрат на разработку, развертывание и обслуживание. Однако микросервисный подход более рентабелен в долгосрочной перспективе.
Микросервисные приложения легко масштабировать горизонтально, добавляя вычислительные ресурсы по мере необходимости. Чаще всего достаточно добавить ресурсы для отдельного сервиса, а не для всего приложения. Для масштабирования монолитных систем компаниям приходится увеличивать объем памяти и вычислительную мощность для всего приложения в целом, что обходится дороже.
Помимо затрат на инфраструктуру, расходы на обслуживание монолитных приложений также растут по мере изменения требований. Например, разработчикам иногда приходится запускать старое монолитное ПО на новом оборудовании. Для этого нужно хорошо понимать требования системы, а часто еще и вносить в приложение изменения для сохранения работоспособности. Микросервисы, в свою очередь, не зависят от конкретного оборудования и платформ, что избавляет организации от больших затрат на обновление.
Выбор между монолитной архитектурой и архитектурой микросервисов
Монолитная архитектура и архитектура микросервисов требуют разных подходов разработчиков к созданию приложений. Важно понимать, что микросервисы не уменьшают сложность приложения. Структура микросервисов полезна тем, что выявляет основные сложности и позволяет более эффективно создавать, администрировать и масштабировать большие приложения.
Чтобы сделать выбор между разработкой микросервисов и монолитной архитектурой, попробуйте оценить следующие факторы.
Размер приложения
Монолитный подход удобнее при разработке простого приложения или прототипа. Монолитные приложения используют единую кодовую базу и одну платформу, а значит разработчикам не нужно интегрировать несколько сервисов при разработке программного обеспечения. Микросервисные приложения могут потребовать значительных затрат времени и усилий на разработку, которые не оправдываются для небольших проектов.
Но архитектура микросервисов лучше подходит для построения сложной системы. Она предоставит вашей команде надежную программную основу и позволит гибко добавлять дополнительные функции. Например, Netflix с помощью AWS Lambda легко масштабирует всю стриминговую инфраструктуру и экономит время на разработку.
Узнайте, как Netflix использует Lambda »
Компетентность команды
Разработка с использованием микросервисов предоставляет больше гибкости, но требует другого набора знаний и проектного мышления. В отличие от монолитных приложений, разработка микросервисов требует понимания облачной архитектуры, API, контейнеризации и других технологий, характерных для современных облачных приложений. Кроме того, устранение неполадок в микросервисах может оказаться непростой задачей для разработчиков, не имеющих опыта работы с распределенной архитектурой.
Инфраструктура
Монолитное приложение работает на одном сервере, а приложения микросервисов лучше используют преимущества облачной среды. Ничто не мешает запускать все микросервисы на одном сервере, но разработчики обычно предпочитают использовать несколько поставщиков облачных услуг, чтобы обеспечить масштабируемость, отказоустойчивость и высокую доступность.
Для работы с микросервисами необходима подходящая инфраструктура. Чтобы правильно настроить все инструменты и рабочие процессы для микросервисов, требуется больше усилий, но эти усилия окупятся при создании сложного и масштабируемого приложения.
Как перейти от монолитной архитектуры к архитектуре микросервисов
Перенос монолитных приложений на архитектуру микросервисов возможен, но требует тщательного планирования и внедрения. Важно поддерживать постоянную обратную связь с заинтересованными сторонами. За основу можно взять описанный ниже процесс.
Составьте план
Разработайте стратегию миграции и развертывания, в которой учтены операционные риски, опыт клиентов, технологические возможности, сроки и бизнес-цели.
Найдите партнера по облачным технологиям
Возьмите в партнеры надежного поставщика облачных услуг и перенесите монолитное приложение в контейнер. Это необходимый процесс, устраняющий зависимости приложения от конкретных требований к аппаратному и программному обеспечению. Затем ваши разработчики могут постепенно разделять большую базу кода на несколько микросервисов.
Примените методы DevOps
Развивайте культуру DevOps в своей организации и применяйте инструменты непрерывной интеграции и непрерывного развертывания (CI/CD) для поддержки процесса миграции. Методы DevOps для работы с программным обеспечением позволяют сократить жизненный цикл разработки благодаря применению автоматизации.
Создание микросервисов
Создавайте и развертывайте микросервисы в облачной инфраструктуре. Примените соответствующие инструменты для мониторинга состояния, отслеживания трафика, контроля безопасности микросервисов и быстрого реагирования на проблемы. Если интересно, вы можете прочитать руководство по разделению монолитного приложения IC на микросервисы.
Краткое описание различий: монолитные системы и микросервисы
| Категория |
Монолитная архитектура |
Архитектура микросервисов |
| Проектирование |
Единая кодовая база с несколькими взаимозависимыми функциями. |
Независимые программные компоненты с автономными функциональными возможностями, которые взаимодействуют друг с другом через API. |
| Разработка |
Требует меньше планирования на начальном этапе, но сложность понимания и поддержки постепенно растет. |
Требует больше планирования и инфраструктуры на начальном этапе, но со временем управление и обслуживание упрощаются. |
| Развертывание |
Все приложение развернуто как единое целое. |
Каждый микросервис представляет собой независимый программный объект, требующий индивидуального контейнерного развертывания. |
| Отладка |
Весь путь кода можно отслеживать в одной среде. |
Требуются сложные инструменты отладки, умеющие отслеживать обмен данными между несколькими микросервисами. |
| Модификация |
Небольшие изменения влекут за собой большие риски, поскольку затрагивают всю базу кода. |
Можно изменять отдельные микросервисы, не затрагивая приложение в целом. |
| Масштабирование |
Необходимо масштабировать все приложение, даже если увеличится нагрузка только на некоторые функциональные области. |
При необходимости можно масштабировать отдельные микросервисы, что снижает общие затраты на масштабирование. |
| Инвестиции |
Низкие первоначальные инвестиции, но более высокий объем работ по текущему и техническому обслуживанию. |
Дополнительные затраты времени и средств на создание инфраструктуры и накопление опыта в команде. С другой стороны — долгосрочная экономия затрат, более простое обслуживание и адаптивность. |
Как AWS поможет вам создать архитектуру микросервисов?
AWS позволяет создавать современные приложения с использованием модульных архитектурных моделей, бессерверных операционных моделей и гибких процессов разработки. Мы предлагаем полнофункциональную платформу для создания высокодоступных микросервисов любого масштаба и назначения.
Для настройки и поддержки архитектуры микросервисов вы можете использовать, среди прочего, следующие сервисы AWS.
- Эластичный контейнерный сервис Amazon (Amazon ECS) для создания, изоляции и выполнения защищенных микросервисов в управляемых контейнерах, что позволяет снизить сложность операций и расходы на управление.
- AWS Lambda для запуска микросервисов без необходимости подготавливать серверы и управлять ими.
- AWS App Mesh для мониторинга микросервисов и управления ими.
- AWS X-Ray для мониторинга и диагностики сложных взаимодействий микросервисов.
Создайте аккаунт AWS и начните работу с микросервисами в AWS уже сегодня.
