Microservices-architectuur is een flexibele, schaalbare en modulaire stijl voor het ontwikkelen van softwaretoepassingen. Het gaat om het opsplitsen van grote applicaties in kleine onafhankelijke delen die specifieke functies uitvoeren.
Over het algemeen biedt de architectuur een raamwerk om elke service onafhankelijk te maken, bij te werken, te testen, te implementeren en te onderhouden. Als zodanig stelt het ontwikkelaars in staat applicaties te bouwen als een verzameling van verschillende autonome services.
De meeste moderne cloud-native applicaties zijn goede voorbeelden van microservices die zijn gebouwd met behulp van containers. De containers bevatten een set van alle codes, bibliotheken, uitvoerbare bestanden, bestanden en andere bronnen die een microservice nodig heeft om te worden uitgevoerd. Bijgevolg kunnen ontwikkelaars applicaties bouwen zonder zich zorgen te hoeven maken over afhankelijkheden.
Bron: microsoft.com
Tegenwoordig zijn bedrijven zoals Netflix, Amazon, Uber, eBay en anderen overgestapt van traditionele monolithische applicaties naar microservices. De wijziging heeft geresulteerd in klantvriendelijkere applicaties en betrouwbare en verbeterde dienstverlening.
Overzicht
Terwijl bedrijven blijven zoeken naar manieren om concurrerend te blijven in een onzekere en complexe omgeving, zoeken ze naar manieren om de efficiëntie te verbeteren. Met name softwareontwikkelaars passen nieuwe methoden toe om applicaties te bouwen en te onderhouden, functies toe te voegen en meer.
Hiertoe verschuiven ze van de monolithische naar de microservices-architectuur. En hierdoor kunnen ze applicaties en nieuwe features sneller en betrouwbaarder bouwen. Ook kunnen ontwikkelaars en bedrijven applicaties regelmatig updaten met behulp van kleinere, multifunctionele en losjes gekoppelde teams.
De microservices-architectuur ondersteunt de continue ontwikkeling en implementatie van software. Elk team kan een reeks kleine wijzigingen aanbrengen en de toepassing en nieuwe functies sneller testen met behulp van een geautomatiseerde implementatiepijplijn.
Bron: aws.amazon.com
Idealiter overwint de architectuur de meeste uitdagingen en beperkingen van monolithische architectuur. Door de grote en complexe applicaties op te splitsen in kleinere eenheden, wordt het gemakkelijker om grote en complexe applicaties te ontwikkelen als een verzameling van meerdere onafhankelijke subeenheden.
Hoe werkt de Microservices-architectuur
Microservices-architectuur is een stijl waarmee ontwikkelaars een applicatie kunnen bouwen als een verzameling losjes gekoppelde, onafhankelijk inzetbare services. Elke service, eigendom van een klein gespecialiseerd team, staat op zichzelf en richt zich op het aanpakken van een specifieke bedrijfsfunctie.
Teams kunnen elk van de eenheden onafhankelijk bouwen, implementeren, wijzigen, testen en onderhouden zonder de andere services te beïnvloeden. In tegenstelling tot een monolithische applicatie waarbij alle services zonder grenzen in één eenheid zijn gebundeld, splitst de microservices-architectuur elke bedrijfsfunctionaliteit op in één onafhankelijke eenheid.
Elke microservice richt zich op een bepaalde functie, zoals logging, facturatie, zoeken, messaging, etc. Door de meerdere microservices te combineren ontstaat er één applicatie met verschillende features. Hoewel sommige microservices een bepaalde bedrijfsfunctie afzonderlijk kunnen uitvoeren, zijn er momenten waarop twee of meer services samenwerken om een grotere, complexe taak uit te voeren.
In de architectuur kunnen ontwikkelaars een grote complexe applicatie afbreken op basis van de zakelijke of functionele vereisten (verticaal). Dit resulteert in kleinere onafhankelijk inzetbare subeenheden.
Voor sommige bewerkingen is slechts één microservice vereist. Sommige complexe of veeleisende bewerkingen worden echter verdeeld over verschillende microservices. In dat geval communiceren de subeenheden met elkaar via lichtgewicht synchrone of asynchrone taalonafhankelijke netwerkoproepen, zoals REST, gRPC of messaging.
Bovendien praten klanten niet rechtstreeks met de microservices. In plaats daarvan gebruiken ze API-gateways die het verzoek doorsturen naar de juiste microservice.
Kenmerken van een microservice-architectuur
Elk microservice- of applicatieproces werkt als een losjes gekoppelde, afzonderlijke service met zijn eigen logica en afhankelijkheden. En teams kunnen de microservice aanpassen, testen, updaten, implementeren en schalen zonder de andere binnen dezelfde applicatie te beïnvloeden.
Enkele kenmerken van een microservices-architectuur zijn:
- De applicatie bevat verschillende afzonderlijke, onafhankelijk inzetbare processen. Het systeem kan echter meerdere microservices aanroepen om aan één gebruikersverzoek te voldoen.
- De architectuur ondersteunt gedetailleerd en horizontaal schalen.
- De microservices hebben externe grenzen en communiceren intern niet met elkaar. In plaats daarvan praten ze met elkaar via lichtgewicht netwerkoproepen zoals RPC en messaging.
- Het bestaat uit gespecialiseerde en eenvoudige eenheden, die elk een specifieke bedrijfsfunctie of -kwestie behandelen. Meestal heeft elk ontwikkelteam expertise in een bepaald onderdeel.
- Naarmate de vraag naar meer functionaliteiten toeneemt, kunnen ontwikkelaars meer code toevoegen, waardoor de applicatie complexer wordt. In dat geval kunnen teams het verder opsplitsen in meer onafhankelijke en gemakkelijker te beheren services.
Monolithisch versus. Microservices-architecturen
In een monolithische architectuur moeten de ontwikkelaars, als de vraag naar één functie piekt, de hele architectuur schalen. Het toevoegen van nieuwe functies of het wijzigen van een bestaande applicatie is complex, tijdrovend en kostbaar.
Ook kan de impact van een storing in één component de beschikbaarheid van de gehele applicatie beïnvloeden, vooral wanneer de componenten of processen van elkaar afhankelijk zijn.
Enkele van de belangrijkste nadelen van een monolithische toepassing zijn:
- Lage betrouwbaarheid, want als een enkel onderdeel faalt, zal de hele applicatie niet werken
- Niet gemakkelijk flexibel
- Moeilijk schaalbaar
- Langzame ontwikkeling omdat er eerst een functie moet worden gebouwd voordat naar de volgende stap kan worden gegaan
- Niet geschikt voor grote en complexe toepassingen vanwege de inflexibiliteit en trage ontwikkeling
In een microservices-architectuur worden verschillende en onafhankelijke componenten gebruikt om de applicatie te bouwen. Elke functie of microservice draait als een onafhankelijke service en als er functies moeten worden toegevoegd of gewijzigd, hoeft u niet de hele architectuur te upgraden. In plaats daarvan bouwt u alleen de vereiste componenten.
Bron: ibm.com
Hierdoor kunt u elke service onafhankelijk updaten, implementeren of schalen of uitvoeren op basis van uw zakelijke behoeften. Bovendien is de impact van een storing in één component kleiner in vergelijking met een monolithische applicatie waarbij alles uitvalt.
Voordelen van Microservices-architectuur
De belangrijkste voordelen van een microservices-architectuur zijn:
#1. Eenvoudig en flexibel opschalen van services
De microservices-architectuur stelt ontwikkelaars in staat om elke service onafhankelijk te schalen om te voldoen aan unieke eisen voor de specifieke functie.
Hiermee hoeven de teams niet de hele applicatie op te schalen. In plaats daarvan richten ze zich alleen op de eenheid met een grotere vraag en schalen ze deze vervolgens samen met de bijbehorende infrastructuur op.
#2. Betere veerkracht
Aangezien de microservices onafhankelijk en op zichzelf staand zijn, zal een probleem met één service de toepassing alleen maar verslechteren en niet resulteren in een totale storing. De andere goede microservices blijven werken en alleen de betreffende functie is niet beschikbaar.
In een monolithische architectuur leidt een probleem in één functie waarschijnlijk tot het uitvallen van de hele toepassing.
#3. Herbruikbare code
Ontwikkelaars kunnen sommige modules gebruiken om meerdere processen uit te voeren. Een microservice die een bepaalde taak uitvoert, kan bijvoorbeeld ook als bouwsteen voor een andere service werken.
Als zodanig kunnen de ontwikkelaars extra functies bouwen zonder helemaal opnieuw code te hoeven schrijven. In plaats daarvan kunnen ze een deel van de code hergebruiken voor een andere dienst.
Andere voordelen zijn:
- De microservices-architectuur maakt gebruik van containers, serverless computing, DevOps en andere moderne technologieën voor softwareontwikkeling.
- Hiermee kunnen ontwikkelaars verschillende services tegelijkertijd maken en leveren.
- Mogelijkheid om bepaalde functies te testen, problemen op te lossen, bij te werken of te verwijderen zonder andere te beïnvloeden.
- Kortere ontwikkelingscycli en snellere implementatie.
- Kleinere ontwikkelteams
Nadelen van de Microservices-architectuur
Microservice-architectuur biedt voordelen zoals het mogelijk maken van snelle, frequente en betrouwbare ontwikkeling van grote en complexe applicaties. Het heeft echter ook enkele nadelen en beperkingen.
- Voor grote toepassingen kunnen er complexe coderingsuitdagingen zijn tussen de microservices.
- Beveiliging beheren is een uitdaging naarmate het aantal microservices toeneemt en de applicatie groeit. In de praktijk resulteert de architectuur in een wijdverspreid systeem met een groter aanvalsoppervlak, complexe toegangsregels en meer netwerkverkeer om te monitoren. Er zijn bijvoorbeeld veel blootgestelde poorten, API’s en andere componenten, zodat traditionele beveiligingstools en firewalls niet adequaat kunnen beveiligen. Dit maakt de microservices kwetsbaar voor DDoS, man-in-the-middle, cross-site scripting en andere aanvallen.
- Het oplossen van grote en complexe applicaties wordt moeilijker naarmate ze groeien. Een groot aantal modules die met elkaar communiceren, kan leiden tot communicatieoverhead vanwege toegenomen netwerkverkeer en RPC-oproepen.
- Een groot aantal services, processen, containers, databases en andere bewegende delen zorgen voor de complexiteit en uitdagingen van een gedistribueerd systeem.
- Naarmate applicaties groter en complexer worden, is het moeilijk om transactiebeveiliging te waarborgen.
Bron: ontwikkelaars.redhat.com
Microservices-architectuur stelt kleinere teams in staat om individuele, losjes gekoppelde services te ontwikkelen. Om concurrerend te blijven, moeten de teams verschillende tools gebruiken om het framework te ondersteunen, een aantal repetitieve taken te automatiseren en de implementatie van apps en nieuwe functies te versnellen.
De microservices-tools verschillen in mogelijkheden en andere functies. De keuze hangt dus af van de specifieke behoeften en wat de ontwikkelaars willen bereiken.
Enkele veelgebruikte hulpmiddelen zijn:
Gebruiksscenario’s voor microservices-architectuur
Microservices zijn ideaal voor verschillende industrieën en toepassingen waar ze de prestaties en efficiëntie verbeteren. Hieronder staan enkele veelvoorkomende use-cases:
#1. Gegevens streamen
Wanneer het nodig is om grote hoeveelheden gegevens uit één of meerdere bronnen te streamen en te verwerken, kunnen microservices helpen om de efficiëntie en prestaties te verbeteren.
#2. Schaalbare webapplicaties
Hoewel sommige webapplicaties meestal monolithisch zijn, kan het gebruik van de microservices-architectuur de schaalbaarheid en prestaties verbeteren.
#3. Internet of Things (IoT)-toepassingen
Ontwikkelaars van IoT-applicaties kunnen de microservices-architectuur gebruiken om de applicaties te bouwen. Hierdoor kunnen ze kleine, lichtgewicht, onafhankelijk inzetbare en beheersbare applicaties bouwen.
ETL is een technologie die gegevens uit enkele of meerdere bronnen haalt, omzet in het gewenste formaat en laadt in een andere gegevensopslag of database. De microservices kunnen helpen om de schaalbaarheid en prestaties van dergelijke ETL-processen te verbeteren.
Voorbeelden van bedrijven die de Microservices-architectuur gebruiken
Enkele van de grote technologiebedrijven die microservices hebben omarmd, zijn onder meer;
Amazone
Amazon is een van de belangrijkste promotors van microservices-architectuur. Naarmate het bedrijf en het klantenbestand groeiden, werd de monolithische applicatie die ze hadden onstabiel en onbetrouwbaar.
Om dit aan te pakken, stapten ze over op de microservices, die nu zorgen voor eenvoudiger onderhoud, het toevoegen van nieuwe functies en het onderhoud van individuele onafhankelijke services, waardoor volledige uitval wordt voorkomen.
Naast het gebruik van microservices op de Amazon-winkelwebsite, bieden ze ook een infrastructuur, de Amazon Web Services (AWS), waar bedrijven de microservices kunnen bouwen, hosten en beheren.
Uber
Aanvankelijk vertrouwde Uber op een monolithische applicatie die geschikt was voor een stad waar het diensten aanbood. Toen het bedrijf echter nieuwe markten en regio’s betrad, kon de applicatie de gebruikers niet efficiënt ondersteunen.
Om betrouwbare services te garanderen, schakelde Uber over op de op microservices gebaseerde architectuur voor bepaalde functies zoals reisbeheer, passagebeheer, enz.
Bron: uber.com
Netflixen
Met microservices is Netflix erin geslaagd de schaalbaarheidsuitdagingen te overwinnen die het ondervond toen het klantenbestand groeide.
Het gebruikt meer dan 500 cloudgebaseerde microservices om dagelijks ongeveer 2 miljard verzoeken te verwerken. Naast het verbeteren van de betrouwbaarheid en beschikbaarheid, heeft de microservices-architectuur de kosten van streaming verlaagd.
laatste woorden
De microservices-architectuur biedt verschillende voordelen ten opzichte van de monolithische systemen. Deze omvatten snellere implementatie van applicaties en functies, hoge flexibiliteit en schaalbaarheid, veerkracht en meer.
Het heeft echter ook enkele nadelen en is mogelijk niet geschikt voor alle toepassingen. Het is bijvoorbeeld mogelijk niet kosteneffectief voor kleinere toepassingen.
Bovendien wordt het, naarmate de applicaties in omvang en functies groeien, moeilijker en kostbaarder om de subunits te bouwen, implementeren en testen, vooral als ze over verschillende clouds en netwerkomgevingen zijn verspreid.
Als zodanig is het van vitaal belang om de voor- en nadelen van de microservices-architectuur te evalueren en te begrijpen voordat u de technologie toepast.
Bekijk vervolgens de beste API-beheeroplossing voor kleine bedrijven tot grote ondernemingen.
