Kiến trúc đơn khối và kiến trúc vi dịch vụ khác nhau ở điểm nào?
Kiến trúc đơn khối là một mô hình phát triển phần mềm truyền thống sử dụng một cơ sở mã để thực hiện nhiều chức năng kinh doanh. Tất cả các thành phần phần mềm trong một hệ thống đơn khối đều phụ thuộc lẫn nhau do các cơ chế trao đổi dữ liệu trong hệ thống. Sẽ có hạn chế và tốn thời gian để sửa đổi kiến trúc đơn khối vì những thay đổi nhỏ tác động đến các vùng lớn của cơ sở mã. Ngược lại, vi dịch vụ là một cách tiếp cận về kiến trúc để biên soạn phần mềm thành các thành phần hoặc dịch vụ độc lập nhỏ. Mỗi dịch vụ thực hiện một chức năng duy nhất và giao tiếp với những dịch vụ khác thông qua một giao diện được xác định rõ ràng. Vì chúng hoạt động độc lập, bạn có thể cập nhật, sửa đổi, triển khai hoặc điều chỉnh quy mô từng dịch vụ theo yêu cầu.
Điểm khác biệt chính giữa kiến trúc đơn khối và kiến trúc vi dịch vụ
Các ứng dụng đơn khối thường bao gồm một UI phía máy khách, một cơ sở dữ liệu và một ứng dụng phía máy chủ. Các nhà phát triển xây dựng tất cả những mô-đun này trên một cơ sở mã duy nhất.
Trái lại, trong một kiến trúc phân tán, mỗi vi dịch vụ hoạt động để hoàn thành một tính năng hoặc logic nghiệp vụ duy nhất. Thay vì trao đổi dữ liệu trong cùng một cơ sở mã, các vi dịch vụ giao tiếp với một API.
Tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận thêm các điểm khác biệt giữa hai kiến trúc này.
Quy trình phát triển
Các ứng dụng đơn khối dễ để bắt đầu hơn vì không cần phải lập nhiều kế hoạch từ đầu. Bạn có thể bắt đầu và sau đó thêm các mô-đun mã khi cần thiết. Tuy nhiên, ứng dụng có thể trở nên phức tạp và khó để cập nhật hoặc thay đổi theo thời gian.
Một kiến trúc vi dịch vụ đòi hỏi phải lập kế hoạch và thiết kế nhiều hơn trước khi bắt đầu. Các nhà phát triển phải xác định các chức năng khác nhau mà có thể hoạt động độc lập và lập kế hoạch cho các API nhất quán. Tuy nhiên, sự phối hợp ban đầu này khiến cho việc bảo trì mã hiệu quả hơn nhiều. Bạn có thể thực hiện các thay đổi và phát hiện lỗi nhanh hơn. Khả năng tái sử dụng mã cũng gia tăng theo thời gian.
Triển khai
Triển khai các ứng dụng đơn khối sẽ đơn giản hơn việc triển khai các vi dịch vụ. Các nhà phát triển cài đặt toàn bộ cơ sở mã của ứng dụng và thành phần phụ thuộc trong một môi trường duy nhất.
Ngược lại, việc triển khai các ứng dụng dựa trên vi dịch vụ thì phức tạp hơn, vì mỗi vi dịch vụ là một gói phần mềm có thể triển khai độc lập. Các nhà phát triển thường đưa các vi dịch vụ vào bộ chứa trước khi triển khai chúng. Các bộ chứa đóng gói mã và các thành phần phụ thuộc liên quan của vi dịch vụ để khiến vi dịch vụ chạy độc lập với nền tảng.
Gỡ lỗi
Gỡ lỗi là một quy trình phần mềm để xác định lỗi viết mã khiến ứng dụng hoạt động thất thường. Khi gỡ lỗi kiến trúc đơn khối, nhà phát triển có thể truy dấu quá trình di chuyển của dữ liệu hoặc kiểm tra hành vi của mã trong cùng một môi trường lập trình. Trong khi đó, việc xác định các lỗi viết mã trong một kiến trúc vi dịch vụ đòi hỏi phải xem xét nhiều dịch vụ riêng lẻ liên kết ít phụ thuộc.
Việc gỡ lỗi các ứng dụng vi dịch vụ có thể sẽ khó khăn hơn bởi vì một số nhà phát triển có thể phải phụ trách nhiều vi dịch vụ. Chẳng hạn, việc gỡ lỗi có thể yêu cầu các thành viên trong nhóm phải phối hợp để kiểm tra, thảo luận và phản hồi, tốn nhiều thời gian và tài nguyên hơn.
Sửa đổi
Một thay đổi nhỏ trong một phần của ứng dụng đơn khối cũng gây ảnh hưởng đến nhiều chức năng phần mềm vì việc viết mã liên kết phụ thuộc. Ngoài ra, khi các nhà phát triển đưa những thay đổi mới vào một ứng dụng đơn khối, họ phải kiểm tra lại và triển khai lại toàn bộ hệ thống trên máy chủ.
Ngược lại, cách tiếp cận vi dịch vụ mang đến sự linh hoạt. Cách tiếp cận này thực hiện các thay đổi đối với ứng dụng dễ dàng hơn. Thay vì phải sửa đổi tất cả các dịch vụ, các nhà phát triển chỉ cần thay đổi một số chức năng cụ thể. Họ cũng có thể triển khai các dịch vụ cụ thể một cách độc lập. Cách tiếp cận như vậy rất hữu ích trong quy trình triển khai liên tục, trong đó các nhà phát triển có thể thực hiện những thay đổi nhỏ thường xuyên mà không gây ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống.
Mở rộng quy mô
Các ứng dụng đơn khối gặp một số thách thức khi điều chỉnh quy mô. Kiến trúc đơn khối chứa tất cả các chức năng trong một cơ sở mã duy nhất, vì vậy toàn bộ ứng dụng đều phải được điều chỉnh quy mô khi yêu cầu thay đổi. Chẳng hạn, nếu hiệu năng của ứng dụng suy giảm vì chức năng giao tiếp gặp phải sự cố lưu lượng truy cập tăng vọt, bạn phải tăng tài nguyên điện toán để đáp ứng toàn bộ ứng dụng đơn khối. Điều này dẫn đến sự lãng phí tài nguyên vì không phải tất cả các phần của ứng dụng đều đang ở mức công suất cao điểm.
Trong khi đó, kiến trúc vi dịch vụ hỗ trợ cho các hệ thống phân tán. Trong một hệ thống phân tán, mỗi thành phần phần mềm đều nhận được tài nguyên điện toán riêng của mình. Các tài nguyên này có thể được điều chỉnh quy mô độc lập dựa trên công suất hiện tại và các nhu cầu được dự đoán. Do vậy, chẳng hạn như bạn có thể phân bổ nhiều tài nguyên hơn cho một dịch vụ vị trí địa lý thay vì phải phân bổ cho toàn bộ hệ thống.
Tác động đến vận hành: kiến trúc đơn khối so với kiến trúc vi dịch vụ
Vi dịch vụ giúp bạn đổi mới nhanh hơn, giảm thiểu rủi ro, tăng tốc thời gian đưa ra thị trường và làm giảm tổng chi phí sở hữu của bạn. Dưới đây là tóm tắt các lợi ích về vận hành của kiến trúc vi dịch vụ.
Tăng tốc độ đổi mới
Kiến trúc đơn khối giới hạn khả năng của một tổ chức trong việc đưa các năng lực kinh doanh và công nghệ mới vào các ứng dụng hiện có. Các nhà phát triển không thể xây dựng lại một số phần nhất định của cơ sở mã với các khung công nghệ mới, qua đó làm trì hoãn việc áp dụng các xu hướng công nghệ hiện đại của tổ chức của bạn.
Trong khi đó, vi dịch vụ là các thành phần phần mềm độc lập mà các nhà phát triển có thể xây dựng với các khung và công nghệ phần mềm khác nhau. Sự liên kết ít phụ thuộc giữa các vi dịch vụ cho phép doanh nghiệp đổi mới một số thành phần nhất định nhanh hơn.
Giảm thiểu rủi ro
Cả ứng dụng đơn khối và vi dịch vụ đều gặp phải các xung đột mã, lỗi và các bản cập nhật không thành công. Tuy nhiên, ứng dụng đơn khối chứa nhiều rủi ro hơn khi các nhà phát triển phát hành các bản cập nhật mới, vì toàn bộ ứng dụng chỉ hiển thị một điểm lỗi duy nhất. Một lỗi nhỏ trong cơ sở mã cũng có thể khiến toàn bộ ứng dụng bị lỗi. Những sự cố như vậy có khả năng gây ra gián đoạn dịch vụ nghiêm trọng và ảnh hưởng đến tất cả người dùng đang hoạt động.
Do đó, các nhà phát triển ưu tiên xây dựng các ứng dụng vi dịch vụ để giảm thiểu rủi ro khi triển khai. Nếu một vi dịch vụ bị lỗi, các vi dịch vụ khác vẫn hoạt động, qua đó hạn chế tác động lên ứng dụng. Các nhà phát triển cũng sử dụng các công cụ để ngăn chặn và khắc phục các sự cố gây ảnh hưởng đến vi dịch vụ để cải thiện khả năng phục hồi của ứng dụng.
Đẩy nhanh thời gian đưa ra thị trường
Công sức dành để phát triển phần mềm cho các ứng dụng đơn khối sẽ tăng theo cấp số nhân khi độ phức tạp của mã tăng lên. Cuối cùng, các nhà phát triển phải dành nhiều thời gian hơn để quản lý và tham chiếu chéo các tệp và thư viện mã với mức chi phí xây dựng các tính năng mới. Khi bạn phát triển với một cơ sở hạ tầng cứng nhắc, nó sẽ tạo ra sự chậm trễ cho khung thời gian dự kiến.
Ngược lại, các tổ chức có chuyên môn về vi dịch vụ có thể xây dựng và phát hành các sản phẩm kỹ thuật số nhanh hơn. Trong một kiến trúc phần mềm phân tán, mỗi nhà phát triển sẽ chỉ tập trung vào một đoạn mã nhỏ hơn thay vì tập trung vào một đoạn mã lớn. Khi các nhà phát triển tạo ra một vi dịch vụ cụ thể, họ không nhất thiết phải hiểu cách thức hoạt động của các vi dịch vụ khác. Họ chỉ cần sử dụng các API thích hợp, chúng nhanh hơn và dễ học hơn.
Giảm tổng chi phí sở hữu
Cả ứng dụng vi dịch vụ và ứng dụng đơn khối đều phải chịu chi phí trong quá trình phát triển, triển khai và bảo trì. Tuy nhiên, cách tiếp cận vi dịch vụ tiết kiệm chi phí hơn về lâu dài.
Bạn có thể điều chỉnh quy mô các ứng dụng vi dịch vụ theo chiều ngang bằng cách thêm tài nguyên điện toán theo yêu cầu. Bạn chỉ phải thêm tài nguyên cho dịch vụ riêng lẻ chứ không phải cho toàn bộ ứng dụng. Để điều chỉnh quy mô các hệ thống đơn khối, các công ty phải nâng cấp công suất bộ nhớ và công suất xử lý cho toàn bộ ứng dụng, điều này đắt hơn nhiều.
Bên cạnh chi phí cơ sở hạ tầng, chi phí bảo trì các ứng dụng đơn khối cũng tăng lên theo yêu cầu phát triển. Chẳng hạn, đôi khi các nhà phát triển phải chạy phần mềm đơn khối cũ trên phần cứng mới hơn. Điều này đòi hỏi kiến thức đặc thù và các nhà phát triển phải xây dựng lại ứng dụng để ứng dụng vẫn duy trì vận hành. Trong khi đó, vi dịch vụ chạy độc lập với phần cứng và nền tảng cụ thể, giúp các tổ chức không phải nâng cấp tốn kém.
So sánh về thời điểm nên sử dụng kiến trúc đơn khối hay kiến trúc vi dịch vụ
Cả kiến trúc đơn khối và kiến trúc vi dịch vụ đều giúp các nhà phát triển xây dựng ứng dụng với các phương pháp tiếp cận khác nhau. Điều quan trọng là phải hiểu rằng vi dịch vụ không làm giảm độ phức tạp của một ứng dụng. Thay vào đó, cấu trúc vi dịch vụ cho thấy những sự phức tạp tiềm ẩn và cho phép các nhà phát triển xây dựng, quản lý và điều chỉnh quy mô các ứng dụng lớn một cách hiệu quả hơn.
Khi bạn cần quyết định giữa việc phát triển một kiến trúc vi dịch vụ hay một kiến trúc đơn khối, bạn có thể xem xét các yếu tố sau đây.
Kích thước ứng dụng
Cách tiếp cận đơn khối phù hợp hơn khi thiết kế một ứng dụng hoặc nguyên mẫu đơn giản. Bởi vì các ứng dụng đơn khối sử dụng một cơ sở mã và một khung duy nhất, các nhà phát triển có thể xây dựng phần mềm mà không cần tích hợp nhiều dịch vụ. Các ứng dụng vi dịch vụ có thể sẽ đòi hỏi rất nhiều thời gian và công sức thiết kế, điều này khiến nó không đáng để đầu tư so với lợi ích của các dự án rất nhỏ.
Trong khi đó, kiến trúc vi dịch vụ sẽ phù hợp hơn khi được sử dụng cho việc xây dựng một hệ thống phức tạp. Kiến trúc vi dịch vụ cung cấp một nền tảng lập trình mạnh mẽ cho đội ngũ của bạn và hỗ trợ đội ngũ trong việc thêm nhiều tính năng hơn một cách linh hoạt. Ví dụ: Netflix sử dụng AWS Lambda để điều chỉnh cơ sở hạ tầng phát trực tuyến và tiết kiệm thời gian phát triển.
Tìm hiểu về cách Netflix sử dụng Lambda »
Năng lực đội ngũ
Mặc dù có sự linh hoạt, song việc phát triển bằng vi dịch vụ đòi hỏi một bộ kiến thức và tư duy thiết kế khác. Không giống như các ứng dụng đơn khối, phát triển vi dịch vụ cần sự hiểu biết về kiến trúc đám mây, API, quá trình đưa vào bộ chứa và các chuyên môn khác dành riêng cho các ứng dụng đám mây hiện đại. Hơn nữa, việc xử lý sự cố vi dịch vụ có thể là thách thức to lớn đối với các nhà phát triển chưa quen với kiến trúc phân tán.
Cơ sở hạ tầng
Một ứng dụng đơn khối chạy trên một máy chủ duy nhất, còn các ứng dụng vi dịch vụ được hưởng lợi nhiều hơn từ môi trường đám mây. Mặc dù có thể chạy vi dịch vụ trên một máy chủ duy nhất, các nhà phát triển thường lưu trữ các vi dịch vụ thông qua các nhà cung cấp dịch vụ đám mây để giúp đảm bảo khả năng điều chỉnh quy mô, khả năng chịu lỗi và độ sẵn sàng cao.
Bạn cần có một cơ sở hạ tầng phù hợp trước khi có thể bắt đầu với vi dịch vụ. Bạn cần bỏ nhiều công sức hơn để thiết lập các công cụ và quy trình làm việc cho các vi dịch vụ, nhưng vi dịch vụ là phương án thích hợp hơn để xây dựng một ứng dụng phức tạp và có quy mô linh hoạt.
Cách để chuyển đổi từ kiến trúc đơn khối sang kiến trúc vi dịch vụ
Việc di chuyển các ứng dụng đơn khối sang kiến trúc vi dịch vụ là hoàn toàn khả thi nhưng cần phải lập kế hoạch và thực hiện cẩn thận. Điều quan trọng là phải đi theo từng bước với sự phản hồi nhất quán từ các bên liên quan. Dưới đây là các bước hướng dẫn tổng quát mà bạn có thể làm theo.
Lập kế hoạch
Xây dựng một chiến lược di chuyển và triển khai, trong đó có xem xét đến các rủi ro vận hành, trải nghiệm của khách hàng, khả năng công nghệ, khung thời gian, và mục tiêu kinh doanh.
Tìm đối tác đám mây
Hợp tác với một nhà cung cấp dịch vụ đám mây đáng tin cậy và đưa ứng dụng đơn khối vào bộ chứa. Đây là một quy trình cần thiết để loại bỏ sự phụ thuộc của ứng dụng vào các yêu cầu phần cứng và phần mềm cụ thể. Sau đó, các nhà phát triển của bạn có thể bắt đầu phân vùng cơ sở mã lớn thành các vi dịch vụ.
Áp dụng biện pháp thực hành DevOps
Áp dụng văn hóa DevOps vào tổ chức của bạn và sử dụng các công cụ tích hợp liên tục và triển khai liên tục (CI/CD) để hỗ trợ việc di chuyển. DevOps là một biện pháp thực hành phần mềm cho phép rút ngắn vòng đời phát triển thông qua các công cụ tự động hóa.
Xây dựng vi dịch vụ
Xây dựng và triển khai các vi dịch vụ trên cơ sở hạ tầng đám mây. Sử dụng các công cụ thích hợp để theo dõi tình trạng, lưu lượng truy cập và khả năng bảo mật của các vi dịch vụ, đồng thời ứng phó kịp thời với các sự cố. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm, bạn có thể đọc một hướng dẫn về cách phân rã một ứng dụng đơn khối thành các vi dịch vụ.
Tóm tắt các điểm khác biệt giữa kiến trúc đơn khối và kiến trúc vi dịch vụ
| Danh mục |
Kiến trúc đơn khối |
Kiến trúc vi dịch vụ |
| Thiết kế |
Cơ sở mã duy nhất với nhiều chức năng phụ thuộc lẫn nhau. |
Các thành phần phần mềm độc lập có chức năng tự động giao tiếp với nhau bằng API. |
| Phát triển |
Yêu cầu lập kế hoạch ít hơn khi bắt đầu, nhưng việc hiểu và bảo trì sẽ ngày càng phức tạp. |
Yêu cầu lập kế hoạch và cơ sở hạ tầng nhiều hơn khi bắt đầu, nhưng việc quản lý và bảo trì sẽ dễ dàng hơn theo thời gian. |
| Triển khai |
Toàn bộ ứng dụng được triển khai như một thực thể duy nhất. |
Mỗi vi dịch vụ là một thực thể phần mềm độc lập cần được triển khai trong bộ chứa riêng lẻ. |
| Gỡ lỗi |
Truy dấu đường đi của mã trong cùng một môi trường. |
Yêu cầu những công cụ gỡ lỗi nâng cao để truy dấu việc trao đổi dữ liệu giữa nhiều vi dịch vụ. |
| Sửa đổi |
Những sửa đổi nhỏ cũng gây ra những rủi ro lớn vì chúng tác động đến toàn bộ cơ sở mã. |
Bạn có thể sửa đổi các vi dịch vụ riêng lẻ mà không làm ảnh hưởng đến toàn bộ ứng dụng. |
| Quy mô |
Bạn phải điều chỉnh quy mô toàn bộ ứng dụng, ngay cả khi chỉ có một số vùng chức năng có nhu cầu tăng quy mô. |
Bạn có thể điều chỉnh quy mô các vi dịch vụ riêng lẻ theo yêu cầu, giúp tiết kiệm chi phí điều chỉnh quy mô tổng thể. |
| Đầu tư |
Đầu tư từ đầu thấp nhưng đổi lại phải tiêu tốn chi phí duy trì và công sức bảo trì ngày càng nhiều. |
Đầu tư thêm thời gian và chi phí để thiết lập cơ sở hạ tầng cần thiết và xây dựng năng lực đội ngũ. Tuy nhiên, điều này giúp tiết kiệm chi phí, khả năng bảo trì và khả năng thích ứng dài hạn. |
AWS có thể hỗ trợ các yêu cầu về kiến trúc vi dịch vụ của bạn như thế nào?
Bạn có thể xây dựng các ứng dụng hiện đại trên Amazon Web Services (AWS) với các mẫu kiến trúc theo mô-đun, mô hình vận hành phi máy chủ và các quy trình phát triển linh hoạt. Chúng tôi cung cấp một nền tảng hoàn chỉnh để xây dựng các vi dịch vụ có tính sẵn sàng cao ở mọi phạm vi và quy mô.
Ví dụ: bạn có thể sử dụng các dịch vụ của AWS sau để thiết lập và duy trì kiến trúc vi dịch vụ:
- Dịch vụ bộ chứa linh hoạt của Amazon (Amazon ECS) để xây dựng, cô lập và chạy các vi dịch vụ bảo mật trong các bộ chứa được quản lý để đơn giản hóa thao tác và giảm chi phí quản lý
- AWS Lambda để chạy các vi dịch vụ mà không cần cung cấp và quản lý các máy chủ
- AWS App Mesh để giám sát và kiểm soát các vi dịch vụ
- AWS X-ray để giám sát và khắc phục sự cố của các tương tác vi dịch vụ phức tạp
Bắt đầu sử dụng vi dịch vụ trên AWS bằng cách tạo tài khoản AWS ngay hôm nay.
