مایکروسرویس

زمان تخمینی مطالعه: 22 دقیقه 

میکروسرویس‌ها (Microservices) یک الگوی معماری نرم‌افزاری هستند که در آن برنامه‌ها به صورت سرویس‌های کوچک‌تر و مستقل تقسیم می‌شوند. در این الگو، برنامه اصلی به چندین بخش کوچک‌تر و مجزا تقسیم می‌شود که به عنوان میکروسرویس‌ها شناخته می‌شوند. هر میکروسرویس یک وظیفه خاص را انجام می‌دهد و می‌تواند به طور مستقل توسعه، مقیاس‌پذیری و مدیریت شود.

میکروسرویس‌ها به صورت مجزا و مستقل از یکدیگر عمل می‌کنند و از رابط‌های استاندارد برای ارتباط با یکدیگر استفاده می‌کنند، مانند رابط‌های وب مانند HTTP یا پروتکل‌های دیگر. همچنین، هر میکروسرویس می‌تواند با تکنولوژی‌ها و زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف پیاده‌سازی شود، بنابراین توسعه‌دهندگان می‌توانند از ابزارها و زبان‌هایی که بهترین عملکرد را برای وظیفه‌ای خاص ارائه می‌دهند، استفاده کنند.

با استفاده از معماری میکروسرویس، برنامه‌ها قابلیت مقیاس‌پذیری بهتری دارند، زیرا هر میکروسرویس می‌تواند به طور مستقل مقیاس شود و تنها منابع لازم را برای وظیفه خود دریافت کند. همچنین، این الگو امکان توسعه و ارتقای سیستم به صورت مستقل را فراهم می‌کند، زیرا تغییرات در یک میکروسرویس تاثیری بر سایر بخش‌های سیستم نخواهد داشت. به علاوه، استفاده از میکروسرویس‌ها امکان همکاری و توزیع کار را بین تیم‌های توسعه فراهم می‌کند. هر تیم می‌تواند مسئولیت توسعه، تست و نگهداری یک میکروسرویس خاص را به عهده بگیرد، که این امر مزیت‌هایی مانند افزایش سرعت توسعه و افزایش کیفیت نرم‌افزار را به همراه دارد.

معماری میکروسرویس‌ها به طور گسترده در سیستم‌های بزرگ و پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله سامانه‌های ابری، برنامه‌های وب و اپلیکیشن‌های موبایل. با استفاده از میکروسرویس‌ها، سازمان‌ها می‌توانند به صورت مؤثرتری نرم‌افزارهای پیچیده را توسعه، مدیریت و مقیاس‌پذیر کنند. همچنین، استفاده از میکروسرویس‌ها امکان همکاری و توزیع کار را بین تیم‌های توسعه فراهم می‌کند. هر تیم می‌تواند مسئولیت توسعه، تست و نگهداری یک میکروسرویس خاص را به عهده بگیرد، که این امر مزیت‌هایی مانند افزایش سرعت توسعه و افزایش کیفیت نرم‌افزار را به همراه دارد.

معماری میکروسرویس‌ها به چه صورتی است؟

همان‌گونه که اشاره کردیم، معماری میکروسرویس‌ها یک الگوی معماری نرم‌افزاری است که در آن برنامه‌ها به صورت سرویس‌های کوچک و مستقل تقسیم می‌شوند. این سرویس‌ها به عنوان میکروسرویس‌ها شناخته می‌شوند و هر کدام یک سرویس مستقل با وظیفه خاص خود را انجام می‌دهند. در معماری میکروسرویس‌ها، برنامه اصلی به چند میکروسرویس کوچک‌تر تقسیم می‌شود. هر میکروسرویس مسئولیت خود را در ارتباط با یک ناحیه خاص از سیستم برعهده می‌گیرد و می‌تواند با استفاده از رابط‌های استاندارد مانند پروتکل‌های وب (مثل HTTP) با سایر میکروسرویس‌ها ارتباط برقرار کند. معماری میکروسرویس‌ها از مفهوم “تجزیه و تحلیل کسب و کار” الهام گرفته است. در این معماری، برنامه‌ها بر اساس وظایف و عملکردهای خود تجزیه می‌شوند و هر میکروسرویس مسئولیت‌های خاص خود را دارد. این رویکرد اجازه می‌دهد تا توسعه و نگهداری برنامه‌ها سریع‌تر و موثرتر انجام شود، زیرا هر بخش مستقل می‌تواند به طور مجزا توسعه و بهبود یابد. در معماری میکروسرویس‌ها، ریزسرویس‌ها می‌توانند به صورت مستقل و مجزا پیاده‌سازی و مدیریت شوند. هر میکروسرویس می‌تواند با استفاده از زبان برنامه‌نویسی، فریمورک و تکنولوژی مناسب خودش را پیاده‌سازی کند و می‌تواند از پایگاه داده و سرویس‌های مختلف استفاده کند. این میکروسرویس‌ها می‌توانند بر روی سرورهای جداگانه، کانتینرها یا ماشین‌های مجازی اجرا شوند و با استفاده از پروتکل‌های استاندارد و سرویس‌یاب‌ها ارتباط برقرار کنند.

برای درک بهتر موضوع اجازه دهید به ذکر مثالی بپردازیم تا عملکرد معماری میکروسرویس‌ها را بهتر درک کنیم. فرض کنید یک شرکت اینترنتی داریم که خدماتی مانند ثبت نام کاربران، مدیریت پروفایل، پرداخت آنلاین و ارسال ایمیل ارائه می‌دهد. در این حالت، میکروسرویس‌های مختلفی در این سامانه به شرح زیر نیاز هستند.

معماری میکروسرویس‌ها به چه صورتی است؟

همان‌گونه که اشاره کردیم، معماری میکروسرویس‌ها یک الگوی معماری نرم‌افزاری است که در آن برنامه‌ها به صورت سرویس‌های کوچک و مستقل تقسیم می‌شوند. این سرویس‌ها به عنوان میکروسرویس‌ها شناخته می‌شوند و هر کدام یک سرویس مستقل با وظیفه خاص خود را انجام می‌دهند. در معماری میکروسرویس‌ها، برنامه اصلی به چند میکروسرویس کوچک‌تر تقسیم می‌شود. هر میکروسرویس مسئولیت خود را در ارتباط با یک ناحیه خاص از سیستم برعهده می‌گیرد و می‌تواند با استفاده از رابط‌های استاندارد مانند پروتکل‌های وب (مثل HTTP) با سایر میکروسرویس‌ها ارتباط برقرار کند. معماری میکروسرویس‌ها از مفهوم “تجزیه و تحلیل کسب و کار” الهام گرفته است. در این معماری، برنامه‌ها بر اساس وظایف و عملکردهای خود تجزیه می‌شوند و هر میکروسرویس مسئولیت‌های خاص خود را دارد. این رویکرد اجازه می‌دهد تا توسعه و نگهداری برنامه‌ها سریع‌تر و موثرتر انجام شود، زیرا هر بخش مستقل می‌تواند به طور مجزا توسعه و بهبود یابد. در معماری میکروسرویس‌ها، ریزسرویس‌ها می‌توانند به صورت مستقل و مجزا پیاده‌سازی و مدیریت شوند. هر میکروسرویس می‌تواند با استفاده از زبان برنامه‌نویسی، فریمورک و تکنولوژی مناسب خودش را پیاده‌سازی کند و می‌تواند از پایگاه داده و سرویس‌های مختلف استفاده کند. این میکروسرویس‌ها می‌توانند بر روی سرورهای جداگانه، کانتینرها یا ماشین‌های مجازی اجرا شوند و با استفاده از پروتکل‌های استاندارد و سرویس‌یاب‌ها ارتباط برقرار کنند.

برای درک بهتر موضوع اجازه دهید به ذکر مثالی بپردازیم تا عملکرد معماری میکروسرویس‌ها را بهتر درک کنیم. فرض کنید یک شرکت اینترنتی داریم که خدماتی مانند ثبت نام کاربران، مدیریت پروفایل، پرداخت آنلاین و ارسال ایمیل ارائه می‌دهد. در این حالت، میکروسرویس‌های مختلفی در این سامانه به شرح زیر نیاز هستند.

میکروسرویس ثبت نام کاربران (User Registration Microservice): این میکروسرویس مسئولیت ثبت نام و احراز هویت کاربران جدید را دارد. پیامی برای تایید ایمیل ارسال می‌کند و اطلاعات کاربر را در پایگاه داده مرکزی ذخیره می‌کند.

میکروسرویس مدیریت پروفایل (Profile Management Microservice): این میکروسرویس مسئولیت مدیریت و به‌روزرسانی پروفایل کاربران را بر عهده دارد. اطلاعات شخصی، تنظیمات حریم خصوصی و تصاویر پروفایل کاربران را دریافت و ذخیره می‌کند.

میکروسرویس پرداخت آنلاین (Online Payment Microservice): این میکروسرویس مسئولیت انجام تراکنش‌های پرداخت آنلاین را دارد. این میکروسرویس راهکارهایی مانند درگاه‌های پرداخت معروف را پشتیبانی می‌کند و تراکنش‌های مالی را پردازش می‌کند.

میکروسرویس ارسال ایمیل (Email Delivery Microservice): این میکروسرویس مسئولیت ارسال ایمیل‌های مربوط به تایید حساب کاربری، اطلاعیه‌ها و ایمیل‌های دیگر را دارد و قادر است به صورت ناهمزمان با استفاده از سرویس‌های ارسال ایمیل خارجی اقدام به ارسال ایمیل‌ها می‌کند.

این میکروسرویس‌ها می‌توانند به صورت مجزا پیاده‌سازی و مدیریت شوند. هر میکروسرویس به طور مستقل قابل توسعه و مقیاس‌پذیر است. به علاوه، این میکروسرویس‌ها می‌توانند با استفاده از پروتکل‌های وب مانند HTTP، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. به طور مثال، وقتی یک کاربر جدید درخواست ثبت نام می‌دهد، درخواست به میکروسرویس ثبت نام کاربران ارسال می‌شود. میکروسرویس ثبت نام کاربران پس از دریافت درخواست، بررسی می‌کند که آیا اطلاعات کاربر درست و کامل است یا خیر. در صورت صحت اطلاعات، کاربر در پایگاه داده مرکزی ذخیره می‌شود و یک ایمیل تاییدیه به کاربر ارسال می‌شود که توسط میکروسرویس ارسال ایمیل انجام می‌شود.

بعد از تایید ایمیل، کاربر می‌تواند وارد سامانه شود. وقتی وارد سامانه می‌شود، درخواست مدیریت پروفایل به میکروسرویس مدیریت پروفایل ارسال می‌شود. این میکروسرویس اطلاعات پروفایل فعلی کاربر را دریافت و نمایش می‌دهد و کاربر می‌تواند آن را ویرایش کند. پس از ویرایش، اطلاعات جدید به میکروسرویس مدیریت پروفایل ارسال می‌شود و در پایگاه داده ذخیره می‌شود. همچنین، در صورتی که کاربر می‌خواهد خریدی آنلاین انجام دهد، درخواست پرداخت به میکروسرویس پرداخت آنلاین ارسال می‌شود. این میکروسرویس با استفاده از درگاه‌های پرداخت معتبر، تراکنش را پردازش و نتیجه را به سامانه برمی‌گرداند. این مثال نشان می‌دهد که هر میکروسرویس در شبکه سازمانی مسئولیت محدود و مشخصی را برعهده دارد و با همکاری و ارتباط با سایر میکروسرویس‌ها، یک سامانه کامل و قابل اعتماد را ایجاد می‌کنند.

چگونه از معماری فوق استفاده کنیم؟

در صورتی که تمایل به استفاده از معماری میکروسرویس‌ها دارید، روند کار به این صورت است که ابتدا مرحله تجزیه برنامه انجام می‌شود. به بیان دقیق‌تر،: ابتدا باید برنامه خود را تجزیه کنید و اجزای مختلف آن را شناسایی کنید. این اجزا می‌توانند عملکردهای مختلف، ماژول‌ها، خدمات و قسمت‌های مستقلی از برنامه باشند. بهتر است با توجه به معماری فعلی برنامه خود، اجزا را به صورت منطقی و مناسب تجزیه کنید. مرحله بعد تعیین مرزها است. در این مرحله، باید مرزها و محدوده‌های هر میکروسرویس را تعیین کنید. مرزها می‌توانند براساس وظیفه، داده‌ها، منطق کسب و کار و نوع کاربرد تعیین شوند. این کار به شما کمک می‌کند تا میکروسرویس‌ها را به صورت مجزا و استقلالی از یکدیگر طراحی کنید.

در ادامه نوبت به انتخاب تکنولوژی می‌رسد. براساس نیازها و الزامات برنامه خود، بهتر است تکنولوژی‌های مناسب را برای پیاده‌سازی میکروسرویس‌ها انتخاب کنید که شامل. زبان‌های برنامه‌نویسی، فریم‌ورک‌ها، پایگاه‌داده‌ها، ابزارها و سرویس‌های ابری می‌شود. توجه به قابلیت همکاری این تکنولوژی‌ها با یکدیگر و امکان انتقال داده و ارتباط بین میکروسرویس‌ها مهم است. در ادامه فرآیند طراحی و پیاده‌سازی میکروسرویس‌ها انجام می‌شود. در این مرحله، هر میکروسرویس را طراحی و پیاده‌سازی می‌کنیم. اصل مهمی که باید به آن دقت کنیم این است که الگوها و روش‌های مناسب برای هر میکروسرویس را استفاده کنید و توجه داشته باشید که هر میکروسرویس باید به صورت مستقل و مقیاس‌پذیر باشد.

برای ارتباط بین میکروسرویس‌ها می‌توانید از روش‌های استاندارد مانند پروتکل‌های وب (مانند HTTP یا gRPC)، صف‌های پیام (مانند RabbitMQ یا Apache Kafka) و کانتینرهایی مثل Kubernetes استفاده کنید. همچنین، برای مدیریت میکروسرویس‌ها و نظارت بر آن‌ها می‌توانید از ابزارهای مدیریتی مثل Istio، Kubernetes، Prometheus و Zipkin استفاده کنید.

پس از پیاده‌سازی میکروسرویس‌ها، مطمئن شوید که هر میکروسرویس به صورت مستقل و همچنین در ترکیب با سایر میکروسرویس‌ها به درستی کار می‌کند. برای این منظور از تست‌های واحد و موارد مشابه استفاده کنید تا اطمینان حاصل کنید که همه قسمت‌ها به درستی عمل می‌کنند. پس از تست و توسعه میکروسرویس‌ها، آن‌ها را راه‌اندازی کنید و عملکرد آن‌ها را مورد بررسی قرار دهید. ابزارهای مانیتورینگ مثل Prometheus، Grafana و ELK Stack به شما کمک می‌کند تا عملکرد میکروسرویس‌ها را نظارت کنید، خطاها را پیگیری کنید و مشکلات را حل کنید. با توجه به بار کاری و ترافیک برنامه خود، مطمئن شوید که میکروسرویس‌ها قابلیت مقیاس‌پذیری دارند. به کمک ابزارهایی مانند کوبرنتیس و افزایش افقی و عمودی، میکروسرویس‌های خود را به صورت موازی و با استفاده از منابع بیشتر مقیاس‌پذیر کنید.

همچنین، برای مدیریت خطاها و عیب‌یابی میکروسرویس‌ها، از روش‌هایی مانند تحلیل لاگ‌ها، تراک‌ها و رویدادها استفاده کنید. دقت کنید که فرآیند پیاده‌سازی استراتژی‌های بازیابی از خطا و مدیریت تراکنش‌ها را نادیده نگیرید. در نهایت، امنیت میکروسرویس‌ها را مورد بررسی قرار دهید. استفاده از مکانیزم‌های شناسایی و احراز هویت (مانند OAuth یا JWT)، رمزنگاری داده‌ها، فایروال‌ها و سایر روش‌های امنیتی به شما کمک می‌کند تا از هرگونه حمله و نفوذ جلوگیری کنید. مهم‌ترین نکته در استفاده از معماری میکروسرویس‌ها این است که باید به صورت مستمر و پیوسته آن‌ها را مدیریت کنید. با توجه به تغییرات در نیازها و تکنولوژی‌ها، معماری را به‌روزرسانی کنید و بهبود‌های لازم را انجام دهید.

ابزارهای بدون سرور

ابزارهای بدون سرور (Serverless) ابزارهایی هستند که توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند برنامه‌ها و خدماتی را بدون نگرانی درباره مدیریت زیرساخت سرورها ارائه کنند. در این مدل، عملیات مدیریت سرورها و مقیاس‌پذیری توسط ابزارهای بدون سرور انجام می‌شود و توسعه‌دهنده فقط بر روی کد برنامه خود تمرکز می‌کند. برخی از ابزارهای بدون سرور به شرح زیر هستند:

AWS Lambda: سرویس AWS Lambda از طرف آمازون ارائه می‌شود و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا کدهای خود را به صورت تابع‌های کوچک و مستقل ارسال کنند. هر زمان که یک رویداد رخ می‌دهد (مانند درخواست HTTP)، تابع مرتبط را اجرا می‌کند. توسعه‌دهنده فقط بر روی کد خود تمرکز می‌کند و تمام جزییات مدیریت سرورها بر عهده سرویس AWS Lambda است.

Google Cloud Functions : یک سرویس بدون سرور است که توسعه‌دهندگان به کمک آن می‌توانند کدهای خود را به صورت توابع کوچک و مستقل اجرا کنند. این سرویس به طور خودکار مقیاس‌پذیری و مدیریت سرورها را بر عهده دارد.

Microsoft Azure Functions : یک سرویس بدون سرور است که توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا کدهای خود را به صورت توابع مستقل و قابل مقیاس‌پذیری اجرا کنند. این سرویس از زبان‌ها و فریم‌ورک‌های مختلف پشتیبانی می‌کند و جزییات مدیریت زیرساخت سرورها را به صورت خودکار انجام می‌دهد.

IBM Cloud Functions : یک سرویس بدون سرور است که توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا توابع کوچک خود را در محیط ابری آن اجرا کنند. این سرویس از زبان‌ها و فریم‌ورک‌های مختلفی پشتیبانی می‌کند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد بر روی کد خود تمرکز کنند و جزییات مدیریت سرورها را به صورت خودکار انجام دهند.

موارد یاد شده تنها چند نمونه از ابزارهای بدون سرور هستند. هر یک از این ابزارها و خدمات ممکن است قابلیت‌ها و ویژگی‌های منحصر به فردی داشته باشند، بنابراین قبل از استفاده از هرکدام، بهتر است مستندات و راهنماهای مربوطه را مطالعه کنید تا با قابلیت‌ها و محدودیت‌های آن‌ها آشنا شوید.

چالش های استفاده از میکروسرویس

استفاده از میکروسرویس‌ها (Microservices) در طراحی و توسعه نرم‌افزارها بسیار مفید است، اما همچنین ممکن است با چالش‌هایی همراه باشد. اولین مورد پیچیدگی مدیریت است. با افزایش تعداد میکروسرویس‌ها، مدیریت و نگهداری آن‌ها پیچیده‌تر می‌شود. هر میکروسرویس باید به طور مستقل مدیریت و پی‌گیری شود، که شامل رصد، انتشار، نگهداری و مقیاس‌پذیری آن است. همچنین، تعامل و هماهنگی بین میکروسرویس‌ها نیز می‌تواند چالش‌هایی را در مدیریت و پیشرفت نرم‌افزار ایجاد کند.

مورد بعد پیچیدگی تست و عیب‌یابی است. با افزایش تعداد میکروسرویس‌ها، تست و عیب‌یابی آن‌ها پیچیده‌تر می‌شود. هر میکروسرویس باید به طور جداگانه تست شده و عیب‌یابی شود، در حالی که هماهنگی و تعامل بین میکروسرویس‌ها نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، پیدا کردن علت عیب‌ها و خطاها در محیطی با تعداد زیادی از میکروسرویس‌ها ممکن است دشوار باشد. هماهنگی بین میکروسرویس‌ها و مدیریت تراکنش‌ها می‌تواند چالش‌هایی را ایجاد کند. در یک سیستم با تعداد زیادی میکروسرویس، تراکنش‌هایی که نیاز به هماهنگی و تعامل بین میکروسرویس‌ها دارند، به صورت موزون و قابل پیش‌بینی باید مدیریت شوند. همچنین، اطمینان از تراکنش‌های اتمیک و انجام صحیح آن‌ها نیز چالش‌های خاص خود را دارد. با افزایش تعداد میکروسرویس‌ها، مدیریت نسخه‌بندی و انتشار آن‌ها مشکلاتی به وجود می‌آید. به طور مثال، هر میکروسرویس باید به صورت مستقل قابل انتشار و به‌روزرسانی باشد و به همین دلیل هماهنگی نسخه‌های مختلف میکروسرویس‌ها کار مشکلی خواهد بود. تضمین کردن همسان‌سازی نسخه‌ها و مدیریت تغییرات در محیطی با تعداد زیادی از میکروسرویس‌ها ممکن است دشوار باشد.

استفاده از میکروسرویس‌ها نیازمند توجه به جنبه امنیتی است. با افزایش تعداد میکروسرویس‌ها، پیچیدگی امنیتی نیز افزایش می‌یابد. هر میکروسرویس باید به طور جداگانه مورد بررسی و امنیتی قرار گیرد، و همچنین امنیت در تعامل بین میکروسرویس‌ها باید مدیریت شود. میکروسرویس‌ها قابلیت مقیاس‌پذیری بالا را فراهم می‌کنند، اما مدیریت و هماهنگی در مقیاس‌پذیری آن‌ها می‌تواند چالش‌هایی را ایجاد کند. هماهنگی در مقیاس‌پذیری میکروسرویس‌ها و توزیع بار به صورت مناسب ممکن است دشوار باشد، و همچنین تشخیص و پی‌گیری مشکلات عملکردی در محیطی با تعداد زیادی از میکروسرویس‌ها نیز چالش بزرگی است. با افزایش تعداد میکروسرویس‌ها، مدیریت تغییرات و هماهنگی در توسعه و ارتقای نرم‌افزار نیز دشوارتر می‌شود. تغییر یک میکروسرویس ممکن است روی عملکرد سایر میکروسرویس‌ها تاثیرگذار باشد که باید به‌طور دقیق بررسی شوند. همچنین، هماهنگی در توسعه و راه‌اندازی نسخه‌های جدید میکروسرویس‌ها نیز چالش ایجاد می‌کند. موارد یاد شده تنها چند چالش رایج استفاده از میکروسرویس‌ها هستند. هرچند که میکروسرویس‌ها مزایای زیادی دارند، اما در نظر داشتن این چالش‌ها و برنامه‌ریزی مناسب برای مدیریت آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.

ارتباط بین میکروسرویس ها

به طور معمول، میکروسرویس‌ها از طریق روش‌های مختلفی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. برخی از روش‌های رایج برای برقراری ارتباط بین میکروسرویس‌ها به شرح زیر است:

رابطه‌های HTTP/RESTful: ارتباط بین میکروسرویس‌ها معمولا از طریق واسط‌های HTTP با استفاده از الگوی معماری RESTful صورت می‌گیرد. هر میکروسرویس می‌تواند خدمات خود را از طریق درخواست‌های HTTP ارائه کند و سایر میکروسرویس‌ها می‌توانند با فرستادن درخواست‌ها به URL‌های مربوطه، از خدمات آن استفاده کنند.

صف‌ها و رویدادها: برخی میکروسرویس‌ها از صف‌ها و رویدادها برای ارتباط با یکدیگر استفاده می‌کنند. در این روش، میکروسرویسی که یک عملیات را انجام می‌دهد، یک رویداد را در صف‌ مشترک قرار می‌دهد و سایر میکروسرویس‌ها می‌توانند از این رویدادها استفاده کنند و عملیات‌های خود را مبتنی بر آن انجام دهند.

پروتکل‌های مبتنی بر پیام: برخی از سیستم‌ها از پروتکل‌هایی مبتنی بر پیام برای ارتباط بین میکروسرویس‌ها استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، از پروتکل‌هایی مانند AMQP سرنام (Advanced Message Queuing Protocol) یا MQTT سرنام (Message Queuing Telemetry Transport) استفاده می‌شود. در این روش، میکروسرویس‌ها پیام‌های خود را با استفاده از صف‌ها یا کانال‌های پیام ارسال و دریافت می‌کنند.

پروتکل RPC سرنام (Remote Procedure Call): از پروتکل مذکور برای فراخوانی روش‌ها یا توابع در میکروسرویس‌ها استفاده می‌شود. در این روش، میکروسرویس مبد یک درخواست RPC را به میکروسرویس مقصد ارسال می‌کند و میکروسرویس مقصد نتیجه را به میکروسرویس مبدا برمی‌گرداند.

علاوه بر روش‌های فوق، ممکن است از فناوری‌های دیگری برای ارتباط بین میکروسرویس‌ها استفاده شود، مانند gRPC، GraphQL، WebSockets و غیره. ارتباط بین میکروسرویس‌ها و برقراری ارتباط قوی و قابل اطمینان بین میکروسرویس‌ها در یک سیستم مبتنی بر معماری میکروسرویس بسیار بالا است. این ارتباط می‌تواند به صورت همزمان یا غیرهمزمان صورت بگیرد و میکروسرویس‌ها ممکن است از چندین روش برای برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده کنند.

معماری Monolithic

مونولیتیک (Monolithic) یک الگوی معماری است که در آن یک سامانه به صورت یک بلوک بزرگ و یکپارچه پیاده‌سازی می‌شود. در این معماری، تمامی قابلیت‌ها و وظایف سیستم در یک برنامه یا برنامه‌های متصل به یکدیگر گنجانده می‌شوند.

ساختار Monolithic شامل لایه‌های مختلفی مانند لایه رابط کاربری (UI)، لایه کسب و کار (Business Logic) و لایه داده (Data Layer) است. تمامی این لایه‌ها در یک فرآیند و یک فضای نمایانگر قرار دارند و از یک پایگاه داده مشترک استفاده می‌کنند. برای ارتباط بین اجزای مختلف سیستم، معمولا از تکنولوژی‌های مانند RPC، HTTP و راهکاری دیگر استفاده می‌شود. یکی از ویژگی‌های مهم معماری Monolithic این است که تمامی وظایف و قابلیت‌های سیستم در یک محیط اجرا مشترک قرار دارند. این به معنای این است که هر تغییر یا به‌روزرسانی در سیستم نیازمند انتشار کامل آن است و تمامی بخش‌ها باید با هم تغییر کنند. این مساله ممکن است محدودیت‌هایی را برای توسعه، تست و مقیاس‌پذیری سیستم ایجاد کند. همچنین، در معماری Monolithic، پروژه‌ها معمولا به صورت یک تیم واحد توسعه‌دهنده‌ها مدیریت می‌شوند و تمامی تغییرات و به‌روزرسانی‌ها تحت نظر یک گروه توسعه‌دهنده انجام می‌شوند. این امر می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند اشتباهات در توسعه و به‌روزرسانی، کاهش سرعت توسعه و افزایش پیچیدگی سیستم شود. با این حال، معماری Monolithic هنوز برای پروژه‌های کوچک و ساده یا در مواردی که نیاز به انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری بسیار زیاد نباشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این معماری می‌تواند پیاده‌سازی سریع‌تر و ساده‌تری را در مقایسه با معماری‌های پیچیده‌تر مانند میکروسرویس‌ها فراهم کند.

مقایسه معماری Monolithic با Microservices

مقایسه معماری مونولیتیک (Monolithic) با معماری میکروسرویس (Microservices) نشان می‌دهد که هر یک از این معماری‌ها دارای ویژگی‌ها و مزایا و معایب خود هستند. برخی از مهم‌ترین تفاوت‌های این دو پارادایم به شرح زیر است:

سازگاری با تغییر: در معماری Monolithic، سیستم به صورت یک بلوک بزرگ و اتصال‌داده شده پیاده‌سازی می‌شود. این معماری در برابر تغییرات مقیاس، نیازمندی‌ها و فناوری‌های جدید که ممکن است در طول زمان پیش آید، کمتر انعطاف‌پذیری دارد. در مقابل، در معماری Microservices، سیستم به چندین میکروسرویس کوچک تقسیم می‌شود که مستقل از یکدیگر عمل می‌کنند. این معماری انعطاف‌پذیری بیشتری را در برابر تغییرات فراهم می‌کند و به تیم‌ها اجازه می‌دهد به صورت مستقل روی بخش‌های خاصی از سیستم کار کنند و آن‌ها را به‌روزرسانی کنند.

پیچیدگی: معماری Monolithic معمولا دارای پیچیدگی بیشتری است، زیرا تمامی وظایف و قابلیت‌ها در یک بلوک بزرگ قرار دارند. این موضوع باعث می‌شود که فهم و توسعه‌پذیری سیستم دشوارتر شود. در معماری Microservices، هر میکروسرویس معمولا مسئولیت‌ها و وظایف خاصی را بر عهده دارد و به همین دلیل پیچیدگی کمتری دارد. این امر به تیم‌ها کمک می‌کند تا به صورت مستقل بر روی بخش خاصی از سیستم تمرکز کنند و توسعه‌دهی را ساده‌تر کنند.

مقیاس‌پذیری: در معماری Monolithic، هنگامی که بار کاری سیستم افزایش می‌یابد، تنها راه مقیاس‌پذیری افزایش منابع سخت‌افزاری است. این می‌تواند باعث هدررفت منابع شود، زیرا تمامی بخش‌های سیستم در بارکنونی هستند. در مقابل، در معماری Microservices، هر میکروسرویس می‌تواند به طور مستقل مقیاس‌پذیر شود. این به معنای این است که تنها میکروسرویس‌های مورد نیاز برای پاسخ به بارکاری افزایش یافته باید مقیس‌پذیری شوند، در حالی که سایر میکروسرویس‌ها کمتر منابع را مصرف خواهند کرد. این امکان را فراهم می‌کند تا منابع سیستم بهینه‌تر استفاده شوند و هزینه‌ها کاهش یابد.

قابلیت استفاده مجدد: در معماری Monolithic، قابلیت استفاده مجدد کد بین بخش‌های مختلف سیستم محدود است. در حالی که در معماری Microservices، هر میکروسرویس به صورت مستقل قابلیت استفاده مجدد کد را دارد. این به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد کد را برای بخش‌های دیگر سیستم مجددا استفاده کنند و زمان و تلاش را کاهش دهند.

مدیریت خطا: در معماری Monolithic، یک خطا ممکن است به سرعت در سراسر سیستم منتشر شود و تمامی بخش‌ها را تحت تاثیر قرار دهد. در مقابل، در معماری Microservices، هر میکروسرویس مستقل است و یک خطا در یک میکروسرویس ممکن است تاثیر محدودتری روی سایر بخش‌ها داشته باشد. همچنین، با استفاده از تکنولوژی‌های مانیتورینگ و گزارش‌گیری مناسب، شناسایی و رفع خطاها در معماری Microservices ساده‌تر است.

به‌طور کلی، معماری Monolithic برای پروژه‌های کوچک و ساده و یا در صورتی که نیاز به انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری زیاد نباشد، مناسب است. اما در پروژه‌های بزرگ و پیچیده و یا در صورتی که نیاز به انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری، استفاده مجدد کد و مدیریت خطا بالا باشد، معماری Microservices ممکن است بهترین انتخاب باشد.

مقایسه معماری Monolithic با Microservices

مقایسه معماری مونولیتیک (Monolithic) با معماری میکروسرویس (Microservices) نشان می‌دهد که هر یک از این معماری‌ها دارای ویژگی‌ها و مزایا و معایب خود هستند. برخی از مهم‌ترین تفاوت‌های این دو پارادایم به شرح زیر است:

سازگاری با تغییر: در معماری Monolithic، سیستم به صورت یک بلوک بزرگ و اتصال‌داده شده پیاده‌سازی می‌شود. این معماری در برابر تغییرات مقیاس، نیازمندی‌ها و فناوری‌های جدید که ممکن است در طول زمان پیش آید، کمتر انعطاف‌پذیری دارد. در مقابل، در معماری Microservices، سیستم به چندین میکروسرویس کوچک تقسیم می‌شود که مستقل از یکدیگر عمل می‌کنند. این معماری انعطاف‌پذیری بیشتری را در برابر تغییرات فراهم می‌کند و به تیم‌ها اجازه می‌دهد به صورت مستقل روی بخش‌های خاصی از سیستم کار کنند و آن‌ها را به‌روزرسانی کنند.

پیچیدگی: معماری Monolithic معمولا دارای پیچیدگی بیشتری است، زیرا تمامی وظایف و قابلیت‌ها در یک بلوک بزرگ قرار دارند. این موضوع باعث می‌شود که فهم و توسعه‌پذیری سیستم دشوارتر شود. در معماری Microservices، هر میکروسرویس معمولا مسئولیت‌ها و وظایف خاصی را بر عهده دارد و به همین دلیل پیچیدگی کمتری دارد. این امر به تیم‌ها کمک می‌کند تا به صورت مستقل بر روی بخش خاصی از سیستم تمرکز کنند و توسعه‌دهی را ساده‌تر کنند.

مقیاس‌پذیری: در معماری Monolithic، هنگامی که بار کاری سیستم افزایش می‌یابد، تنها راه مقیاس‌پذیری افزایش منابع سخت‌افزاری است. این می‌تواند باعث هدررفت منابع شود، زیرا تمامی بخش‌های سیستم در بارکنونی هستند. در مقابل، در معماری Microservices، هر میکروسرویس می‌تواند به طور مستقل مقیاس‌پذیر شود. این به معنای این است که تنها میکروسرویس‌های مورد نیاز برای پاسخ به بارکاری افزایش یافته باید مقیس‌پذیری شوند، در حالی که سایر میکروسرویس‌ها کمتر منابع را مصرف خواهند کرد. این امکان را فراهم می‌کند تا منابع سیستم بهینه‌تر استفاده شوند و هزینه‌ها کاهش یابد.

قابلیت استفاده مجدد: در معماری Monolithic، قابلیت استفاده مجدد کد بین بخش‌های مختلف سیستم محدود است. در حالی که در معماری Microservices، هر میکروسرویس به صورت مستقل قابلیت استفاده مجدد کد را دارد. این به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد کد را برای بخش‌های دیگر سیستم مجددا استفاده کنند و زمان و تلاش را کاهش دهند.

مدیریت خطا: در معماری Monolithic، یک خطا ممکن است به سرعت در سراسر سیستم منتشر شود و تمامی بخش‌ها را تحت تاثیر قرار دهد. در مقابل، در معماری Microservices، هر میکروسرویس مستقل است و یک خطا در یک میکروسرویس ممکن است تاثیر محدودتری روی سایر بخش‌ها داشته باشد. همچنین، با استفاده از تکنولوژی‌های مانیتورینگ و گزارش‌گیری مناسب، شناسایی و رفع خطاها در معماری Microservices ساده‌تر است.

به‌طور کلی، معماری Monolithic برای پروژه‌های کوچک و ساده و یا در صورتی که نیاز به انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری زیاد نباشد، مناسب است. اما در پروژه‌های بزرگ و پیچیده و یا در صورتی که نیاز به انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری، استفاده مجدد کد و مدیریت خطا بالا باشد، معماری Microservices ممکن است بهترین انتخاب باشد.

بخوانید: پردازش زبان طبیعی چگونه از محاسبات شناختی استفاده می‌کند؟