Kiến trúc đơn khối là phương pháp xây dựng ứng dụng như một đơn vị hợp nhất duy nhất, trong khi kiến trúc vi dịch vụ là phương pháp chia nhỏ ứng dụng thành các dịch vụ độc lập nhỏ hơn, giao tiếp với nhau thông qua API.
Bạn đang phân vân không biết lựa chọn nào phù hợp với mình? Hãy đọc tiếp để tìm hiểu thêm.
Khi thế giới phát triển phần mềm tiếp tục phát triển, các kiến trúc và mô hình được sử dụng để xây dựng và triển khai ứng dụng cũng không ngừng thay đổi. Một trong những cuộc tranh luận phổ biến nhất trong những năm gần đây là nên sử dụng kiến trúc phần mềm đơn khối hay dựa trên dịch vụ vi mô.
Kiến trúc đơn khối là một phương pháp xây dựng ứng dụng trong đó tất cả các thành phần của ứng dụng được đóng gói lại với nhau; mặc dù ứng dụng có thể có nhiều lớp, nhưng nó thường được triển khai như một đơn vị duy nhất. Hãy tưởng tượng nó như một hộp đen lớn duy nhất. | Kiến trúc dựa trên vi dịch vụ là một phương pháp trong đó các ứng dụng được chia nhỏ thành các dịch vụ độc lập, nhỏ hơn và giao tiếp với nhau thông qua API. Thay vì một hộp đen duy nhất, hãy nghĩ đến những khối LEGO. |
Cả hai phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn giữa hai phương pháp này phần lớn phụ thuộc vào nhu cầu và chức năng cụ thể của ứng dụng. Kiến trúc monolithic hay microservice sẽ phù hợp hơn cho ứng dụng tiếp theo của bạn?
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu ưu và nhược điểm của từng phương pháp, cách lựa chọn giữa hai phương pháp và các mẹo di chuyển. Dưới đây là những nội dung chúng ta sẽ đề cập:
- Kiến trúc nguyên khối là gì?
- Kiến trúc microservices là gì?
- Monolithic so với microservices so với SOA so với serverless
- So sánh kiến trúc monolithic và microservices
- Cách lựa chọn giữa kiến trúc monolith và microservices cho ứng dụng của bạn
- Di chuyển từ monolith sang microservices: 5 mẹo
- Di chuyển an toàn sang các dịch vụ vi mô với Akamai Connected Cloud
Kiến trúc nguyên khối là gì?
Kiến trúc nguyên khối là một phương pháp xây dựng ứng dụng mà tất cả các thành phần của ứng dụng được đóng gói lại với nhau. Mặc dù ứng dụng có thể có nhiều lớp, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu, lớp dịch vụ và giao diện người dùng, toàn bộ ứng dụng thường được triển khai như một khối thống nhất. Hãy hình dung nó như một hộp đen lớn duy nhất.
Trong hộp đen đó, mỗi lớp thường có một nhóm riêng chuyên về các công nghệ được sử dụng trong lớp đó. Ví dụ: cơ sở dữ liệu Ngôn ngữ Truy vấn Có Cấu trúc (SQL) có thể được quản lý bởi các quản trị viên cơ sở dữ liệu và nhà phát triển, trong khi lớp dịch vụ được quản lý bởi một nhóm back-end chuyên trách và lớp front-end được thiết kế bởi một nhóm chuyên về front-end (Hình 1).
Hình 1: Kiến trúc khối đơnƯu và nhược điểm của kiến trúc khối đơn
Bằng cách giữ tất cả các thành phần và chức năng độc lập và triển khai chúng thành một khối thống nhất, một ứng dụng với kiến trúc đơn khối mang lại một số lợi ích nhất định. Những lợi ích này bao gồm:
Tính đơn giản . Kiến trúc monolithic dễ phát triển và triển khai vì chúng thường chỉ bao gồm một cơ sở mã và một mô-đun triển khai duy nhất. Điều này giúp quản lý và kiểm tra toàn bộ ứng dụng dễ dàng hơn, đồng thời cũng giúp việc bắt đầu dễ dàng hơn. Ngoài ra, việc triển khai cũng đơn giản hơn vì bạn thường chỉ cần triển khai ứng dụng đến một nơi.
Kiến thức chuyên môn . Khi ứng dụng phát triển, nhóm phát triển thường sẽ chuyên môn hóa vào một hoặc hai bộ phận. Ví dụ: bạn có thể tách nhóm front-end khỏi nhóm back-end. Điều này cho phép các chuyên gia công nghệ áp dụng kiến thức kỹ thuật chuyên sâu vào lĩnh vực đó.
Tất nhiên, kiến trúc nguyên khối cũng có những nhược điểm, bao gồm:
Khả năng mở rộng . Việc mở rộng quy mô các ứng dụng đơn khối có thể gặp khó khăn vì, khi triển khai đơn lẻ, chúng cần được mở rộng theo chiều dọc. Khi mở rộng theo chiều dọc là lựa chọn duy nhất của bạn, tính thiếu linh hoạt này có thể trở nên tốn kém.
Tính linh hoạt . Kiến trúc đơn khối có thể kém linh hoạt vì việc thay đổi một thành phần có thể dẫn đến thay đổi toàn bộ ứng dụng. Ngoài ra, việc chuyên môn hóa công nghệ theo nhóm có thể dẫn đến việc các nhóm kém linh hoạt hơn.
Vận hành . Khi các ứng dụng ngày càng lớn, việc duy trì kiến trúc monolithic có thể trở nên khó khăn vì những thay đổi có thể ảnh hưởng đến nhiều phần khác nhau của ứng dụng. Một lỗi duy nhất có thể dẫn đến sự cố trên toàn khối monolithic, và việc xác định các điểm nghẽn có thể tốn thời gian và khó khăn.
Các trường hợp sử dụng kiến trúc khối đơn
Mặc dù quan điểm phổ biến có thể cho rằng kiến trúc monolith đã "cũ" và microservice mới là tương lai, nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng. Hai ví dụ về các trường hợp sử dụng kiến trúc monolith bao gồm Segment và Amazon.
Segment của Twilio là một ứng dụng mà các kiến trúc sư đã chuyển đổi từ kiến trúc microservice sang kiến trúc monolithic. Nghiên cứu điển hình của họ cho rằng tính phức tạp của microservice có thể tạo ra những thách thức đáng kể cho các nhóm phát triển, bao gồm chi phí vận hành tăng cao, khó khăn trong việc gỡ lỗi và sự phối hợp chặt chẽ hơn giữa các nhóm.
Amazon Prime Video là một ví dụ khác về việc một công ty đã cân nhắc giữa mô hình monolith và microservice, và cuối cùng đã chọn ứng dụng monolith. Ứng dụng giám sát chất lượng âm thanh và video của họ, ban đầu được điều phối dưới dạng các thành phần phân tán, trở nên quá tốn kém để vận hành ở quy mô lớn. Cuối cùng, nhóm của họ đã quyết định tái cấu trúc cơ sở hạ tầng, hợp nhất tất cả các thành phần thành một ứng dụng monolith duy nhất.
Những trường hợp sử dụng này cho thấy một kiến trúc đơn khối, đơn giản hơn có thể cho phép chu kỳ phát triển nhanh hơn và giảm thiểu chi phí. Mặc dù kiến trúc vi dịch vụ có thể là công cụ mạnh mẽ trong những trường hợp phù hợp, nhưng chúng không nên được coi là giải pháp tối ưu cho mọi dự án phát triển phần mềm.
Kiến trúc microservices là gì?
Kiến trúc dựa trên microservice là một phương pháp trong đó các ứng dụng được chia nhỏ thành các dịch vụ độc lập nhỏ hơn, giao tiếp với nhau thông qua API. Thay vì một hộp đen duy nhất, hãy nghĩ đến những khối LEGO. Mỗi khối có thể được liên kết với bất kỳ số lượng khối nào khác; tương tự như vậy, các microservice có thể tương tác với bất kỳ số lượng microservice nào khác.
Ngược lại với nhóm đơn khối, nhóm vi dịch vụ thường có chức năng chéo, xây dựng ở mọi tầng của ngăn xếp và được tổ chức theo đơn vị kinh doanh hơn là công nghệ. Ví dụ: một ứng dụng dẫn đường có thể có các dịch vụ riêng biệt có thể chỉ đường cho các loại hình giao thông khác nhau, chẳng hạn như ô tô, xe buýt, tàu điện ngầm hoặc đi bộ.
Mỗi dịch vụ riêng lẻ này cũng có thể truy vấn các dịch vụ khác, ví dụ như khi xe ô tô cần truy cập vào tình hình giao thông hiện tại, tàu điện ngầm cần xem lịch trình hiện tại của một thành phố nhất định, v.v.
Với các dịch vụ vi mô, mỗi dịch vụ có thể được phát triển bởi một nhóm khác nhau — và miễn là tuân thủ các tiêu chuẩn, khả năng tương tác có thể đạt được (Hình 2).
Hình 2: Kiến trúc dịch vụ vi mô khả thiƯu và nhược điểm của kiến trúc vi dịch vụ
Khi một ứng dụng được xây dựng trên kiến trúc dựa trên microservice, mỗi dịch vụ thành phần của ứng dụng được phát triển và triển khai độc lập. Một số ưu điểm của kiến trúc dựa trên microservice bao gồm:
Khả năng mở rộng . Các dịch vụ vi mô có thể được mở rộng độc lập, điều này mang lại khả năng sử dụng tài nguyên hiệu quả và linh hoạt hơn.
Tính linh hoạt . Microservices linh hoạt hơn. Các dịch vụ có thể được viết bằng nhiều nền tảng công nghệ khác nhau, mang lại tính linh hoạt cao hơn.
Phù hợp với doanh nghiệp . Các dịch vụ vi mô có thể được thiết kế để phù hợp với từng nhu cầu kinh doanh và các nhóm chức năng chéo có thể làm việc chặt chẽ hơn với từng đơn vị kinh doanh.
Kiến trúc dựa trên dịch vụ vi mô có thể trông hấp dẫn, nhưng nó có một số nhược điểm, bao gồm:
Độ phức tạp . Các ứng dụng vi dịch vụ có thể phức tạp hơn trong việc phát triển, triển khai và bảo trì vì chúng liên quan đến nhiều cơ sở mã và đơn vị triển khai. Việc kiểm thử các ứng dụng phức tạp này cũng có thể khó khăn, đòi hỏi các môi trường kiểm thử chuyên biệt, trong đó mọi thứ được thiết lập đúng cách.
Hiệu suất . Các dịch vụ vi mô có thể gây ra độ trễ và chi phí mạng bổ sung do nhu cầu giao tiếp với các dịch vụ khác. Việc gỡ lỗi các sự cố trong kiến trúc dịch vụ vi mô có thể gặp nhiều thách thức vì khó theo dõi các sự cố trên nhiều dịch vụ.
- Khả năng khám phá . Các nhóm dịch vụ vi mô lớn có thể gây khó khăn cho việc khám phá những gì đã được viết trước đó, dẫn đến việc vô tình “phát minh lại bánh xe”.
Trường hợp sử dụng kiến trúc vi dịch vụ
Một ví dụ nổi tiếng về trường hợp sử dụng kiến trúc dựa trên microservice đến từ nhóm Kỹ thuật Uber. Trong bài đăng trên blog của mình , họ thảo luận về những lợi ích của việc sử dụng microservice để tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng, đồng thời nêu bật những thách thức của việc tăng độ phức tạp và quản lý sự phụ thuộc vào dịch vụ.
Để giải quyết những thách thức này, Uber đã phát triển một bộ công cụ và phương pháp, được gọi là Kiến trúc Vi dịch vụ Hướng miền (Domain-Oriented Microservice Architecture), được thiết kế để giảm độ phức tạp của các dịch vụ vi mô. Bài viết này nhấn mạnh sự cần thiết của việc chuẩn hóa trong quá trình phát triển của các dịch vụ vi mô.
Monolithic so với microservices so với SOA so với serverless
Khi thảo luận về các ứng dụng monolithic hoặc kiến trúc microservice, các mô hình bổ sung như kiến trúc hướng dịch vụ (SOA) và kiến trúc không máy chủ thường được đề cập cùng lúc. Để rõ ràng hơn, chúng ta hãy cùng phân tích sơ lược hai khái niệm này trước khi quay lại so sánh kiến trúc monolithic và kiến trúc microservices.
Kiến trúc hướng dịch vụ
SOA là một phương pháp tiếp cận kiến trúc trong đó một ứng dụng bao gồm các thành phần riêng lẻ, mỗi thành phần cung cấp một dịch vụ cụ thể qua một giao thức truyền thông mạng. Các thành phần trong ứng dụng gọi nhau từ xa để cung cấp dịch vụ (tức là thực hiện chức năng của nó).
Theo nghĩa này, SOA bắt đầu với ứng dụng đơn khối và tiến hành phân tách ứng dụng đó thành các thành phần riêng biệt. Tuy nhiên, các dịch vụ SOA thường lớn hơn và hướng đến nghiệp vụ nhiều hơn, vì vậy chúng không được phân tách chi tiết như các thành phần trong kiến trúc vi dịch vụ. SOA cũng phụ thuộc vào Enterprise Service Bus (ESB), giúp định tuyến giao tiếp và phân phối công việc giữa các thành phần của ứng dụng.
Điện toán không máy chủ
Điện toán không máy chủ (serverless computing) là một mô hình điện toán đám mây trong đó nhà cung cấp dịch vụ đám mây quản lý việc phân bổ và cung cấp máy chủ. Mọi vấn đề về cơ sở hạ tầng đều được trừu tượng hóa hoàn toàn, giúp các nhà phát triển chỉ cần tập trung vào việc viết mã. Các ứng dụng không máy chủ thường được coi là các hàm có thể được thực thi bất cứ lúc nào. Theo nghĩa này, một ứng dụng không máy chủ được kích hoạt bởi sự kiện, chạy trong một vùng chứa tính toán tạm thời và không trạng thái.
Nhiều nhóm áp dụng kiến trúc microservices cũng chọn triển khai các microservices riêng lẻ của họ dưới dạng các hàm không máy chủ. Phương pháp không máy chủ này phù hợp với microservices về khả năng mở rộng, hiệu quả về chi phí và dễ triển khai.
So sánh kiến trúc monolithic và microservices
Khi so sánh kiến trúc đơn khối và kiến trúc vi dịch vụ, những khía cạnh chính sau đây minh họa rõ nhất sự khác biệt.
Khả năng mở rộng . Ban đầu, kiến trúc monolith đơn giản và dễ mở rộng hơn. Tuy nhiên, với các ứng dụng doanh nghiệp lớn hơn, kiến trúc microservices có thể linh hoạt và tiết kiệm chi phí hơn vì chúng có thể mở rộng theo nhiều cách hơn.
Thời gian đưa ra thị trường . Đối với một nhóm nhỏ với một ứng dụng đơn giản, kiến trúc monolithic cho phép phát triển nhanh hơn. Đối với nhiều nhóm làm việc trên các yêu cầu có thể thay đổi, kiến trúc microservices cho phép phát triển song song và linh hoạt.
Độ tin cậy . Cả hai đều có ưu và nhược điểm. Monolith có thể gặp khó khăn khi có thay đổi hoặc thêm tính năng mới, và nếu có sự cố xảy ra, toàn bộ ứng dụng có thể bị sập. Microservice thường không gặp phải sự cố nghiêm trọng như vậy, nhưng việc nhiều nhóm thực hiện thay đổi cùng lúc có thể dẫn đến các vấn đề không mong muốn.
Bảo mật . Không cái nào tốt hơn cái nào. Hệ thống nguyên khối được hưởng lợi từ việc có các chuyên gia công nghệ làm việc trong lĩnh vực chuyên môn của họ. Kiến trúc vi dịch vụ được hưởng lợi từ việc phân vùng và tập trung vào các tiêu chuẩn do nhu cầu tương tác.
Cách lựa chọn giữa kiến trúc monolith và microservices cho ứng dụng của bạn
Việc lựa chọn giữa giải pháp đơn khối và giải pháp vi dịch vụ phần lớn phụ thuộc vào trường hợp sử dụng ứng dụng và thế mạnh của tổ chức bạn. Hãy cùng tìm hiểu những cân nhắc quan trọng nhất.
Khả năng mở rộng . Nếu ứng dụng của bạn yêu cầu khả năng mở rộng ở mức cao, kiến trúc dựa trên dịch vụ vi mô có thể là lựa chọn tốt hơn vì nó cho phép mở rộng linh hoạt và hiệu quả hơn.
Năng lực kỹ thuật của nhóm và văn hóa doanh nghiệp . Nếu công ty của bạn có nhiều đơn vị kinh doanh riêng biệt hoạt động độc lập, kiến trúc dựa trên dịch vụ vi mô có thể là một giải pháp phù hợp.
Điểm mạnh của cơ sở hạ tầng và DevOps . Kiến trúc dựa trên microservice đòi hỏi cơ sở hạ tầng mạnh mẽ và kỹ năng DevOps để xử lý sự phức tạp ngày càng tăng của việc triển khai. Nếu nhóm của bạn còn thiếu những kỹ năng này, hãy cân nhắc xây dựng chúng trước khi chuyển sang microservice.
Di chuyển từ monolith sang microservices: 5 mẹo
Việc chuyển đổi từ kiến trúc monolithic sang kiến trúc microservice có thể là một quá trình đầy thách thức. Nhiều nền tảng khác — chẳng hạn như GitHub — đã làm được điều này trước bạn, và chúng tôi có năm mẹo có thể giúp quá trình này diễn ra suôn sẻ hơn.
1. Bắt đầu từ những việc nhỏ
Khi chuyển đổi sang kiến trúc dựa trên vi dịch vụ, điều quan trọng là phải bắt đầu từ quy mô nhỏ và xác định một vài dịch vụ có thể được trích xuất từ khối đơn. Quy trình phát triển theo từng bước này sẽ giúp bạn tránh việc đưa quá nhiều phức tạp vào ứng dụng cùng một lúc.
2. Chuẩn bị cho nhóm của bạn trước sự thay đổi văn hóa
Việc chuyển từ tập trung vào các công nghệ cụ thể sang làm việc theo nhóm liên chức năng được tổ chức theo từng đơn vị kinh doanh có thể gây khó khăn cho một số thành viên trong nhóm. Hãy chuẩn bị trước cho nhân viên của bạn.
3. Nâng cao năng lực DevOps nếu cần
Có nhiều công cụ để lưu trữ và triển khai các dịch vụ siêu nhỏ — bao gồm Docker và Kubernetes . Hãy trau dồi kiến thức chuyên môn về các công nghệ container hóa và điều phối này , đồng thời chuẩn bị cho quy trình làm việc, xây dựng và triển khai tự động các dịch vụ siêu nhỏ mới của bạn.
4. Kiểm tra kỹ lưỡng
Khi chuyển sang kiến trúc dựa trên microservice, việc kiểm thử đầu cuối rất quan trọng để đảm bảo tất cả các dịch vụ hoạt động chính xác và giao tiếp với nhau hiệu quả. Hãy thêm kiểm thử và tự động hóa cho mỗi dịch vụ mới.
5. Lập kế hoạch khám phá dịch vụ
Hãy lên kế hoạch trước về cách nhóm phát triển của bạn có thể khám phá các dịch vụ do các nhóm khác tạo ra. Theo thời gian, bạn sẽ thấy biết ơn vì mình đã có tầm nhìn xa để tăng khả năng tái sử dụng và hiệu quả.
