Microservices là gì – Những điều cơ bản về DevOps – Cẩm nang

Microservices là một cách tiếp cận kiến ​​trúc để xây dựng các hệ thống phần mềm nhằm thúc đẩy sự phát triển của các dịch vụ nhỏ, độc lập và có tính liên kết lỏng lẻo. Mỗi dịch vụ, được gọi là microservice, chịu trách nhiệm về một khả năng kinh doanh cụ thể và có thể được phát triển, triển khai và mở rộng quy mô một cách độc lập. Microservice là thành phần chính trong thực tiễn DevOps hiện đại và có một số đặc điểm thiết yếu:

1. Độc lập dịch vụ : Các vi dịch vụ có tính khép kín và tự chủ, nghĩa là chúng có thể được phát triển, triển khai và mở rộng quy mô độc lập với các dịch vụ khác. Mỗi microservice có cơ sở mã, cơ sở dữ liệu riêng và có thể được sở hữu bởi một nhóm phát triển riêng.
2. Bối cảnh bị giới hạn: Microservice được thiết kế xoay quanh các khả năng kinh doanh cụ thể hoặc bối cảnh bị giới hạn. Chúng gói gọn một chức năng hoặc miền cụ thể trong một ứng dụng, tập trung vào việc thực hiện tốt một việc. Điều này cho phép các nhóm phát triển và phát triển từng vi dịch vụ một cách độc lập, dựa trên nhu cầu của lĩnh vực kinh doanh cụ thể của họ.
3. Giao tiếp qua API : Các microservice giao tiếp với nhau thông qua các API được xác định rõ ràng (Giao diện lập trình ứng dụng). Các API này cho phép các dịch vụ tương tác và trao đổi dữ liệu. Thông thường, các giao thức nhẹ như HTTP/REST hoặc hệ thống nhắn tin như RabbitMQ hoặc Apache Kafka được sử dụng để liên lạc giữa các dịch vụ.
4. Quản lý dữ liệu phi tập trung : Mỗi microservice có cơ sở dữ liệu hoặc cơ chế lưu trữ dữ liệu riêng. Cách tiếp cận này cho phép các nhóm chọn công nghệ cơ sở dữ liệu phù hợp nhất cho nhu cầu cụ thể của họ. Nó cũng giúp giảm thiểu sự phụ thuộc giữa các dịch vụ và giảm nguy cơ dữ liệu không nhất quán trên toàn hệ thống.
5. Khả năng mở rộng và co giãn: Microservice cho phép khả năng mở rộng theo chiều ngang, nghĩa là các dịch vụ riêng lẻ có thể được mở rộng quy mô độc lập để xử lý các mức tải và nhu cầu khác nhau. Khả năng mở rộng này đạt được bằng cách triển khai nhiều phiên bản của một vi dịch vụ và cân bằng tải các yêu cầu gửi đến.
6. Triển khai liên tục : Microservice phù hợp với thực tiễn triển khai liên tục, trong đó các tính năng và bản cập nhật mới có thể được triển khai thường xuyên và độc lập. Vì mỗi vi dịch vụ đều có tính tự chủ nên các nhóm có thể kiểm tra, triển khai và đưa ra các thay đổi đối với các dịch vụ riêng lẻ của mình mà không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Điều này cho phép cung cấp chức năng mới nhanh hơn và đáp ứng nhanh hơn nhu cầu của khách hàng.
7. Khả năng phục hồi và cách ly lỗi : Microservice được thiết kế để có khả năng phục hồi trước các lỗi. Nếu một microservice gặp sự cố hoặc lỗi thì nó sẽ không làm toàn bộ hệ thống bị hỏng. Cách ly lỗi đạt được bằng cách áp dụng các kỹ thuật như bộ ngắt mạch, vách ngăn và xuống cấp nhẹ nhàng, đảm bảo rằng các lỗi được ngăn chặn và không lan truyền sang các dịch vụ khác.
8. Cộng tác DevOps : Microservices khuyến khích sự hợp tác đa chức năng giữa các nhóm phát triển và vận hành. Vì mỗi vi dịch vụ có thể được phát triển, thử nghiệm và triển khai độc lập nên các nhóm có quyền tự do lựa chọn công nghệ, quy trình phát triển và chiến lược triển khai của riêng mình. Điều này thúc đẩy văn hóa sở hữu, trách nhiệm giải trình và trách nhiệm chung.
9. Giám sát liên tục : Giám sát đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý và duy trì microservice. Vì hệ thống bao gồm nhiều dịch vụ độc lập nên các công cụ và kỹ thuật giám sát được sử dụng để thu thập số liệu, theo dõi tình trạng dịch vụ, phát hiện các điểm bất thường cũng như đảm bảo hiệu suất và tính khả dụng tổng thể của hệ thống.
10. Tự động hóa cơ sở hạ tầng : Các dịch vụ vi mô thường được triển khai bằng cách sử dụng các công nghệ đóng gói như Docker và được quản lý bởi các nền tảng điều phối như Kubernetes. Những công nghệ này cho phép tự động hóa cơ sở hạ tầng, giúp triển khai và quản lý các dịch vụ vi mô trên nhiều môi trường khác nhau, từ phát triển đến sản xuất dễ dàng hơn.
11. Khám phá dịch vụ : Trong kiến ​​trúc microservice, các dịch vụ cần một cách để khám phá và giao tiếp với nhau. Các cơ chế khám phá dịch vụ, chẳng hạn như sổ đăng ký dịch vụ hoặc lưới dịch vụ, giúp quản lý tính chất động của các dịch vụ vi mô bằng cách cho phép chúng định vị và tương tác với các dịch vụ khác một cách linh hoạt.
12. Khả năng chịu lỗi và khả năng phục hồi: Microservice nên được thiết kế để xử lý các lỗi một cách khéo léo. Các kỹ thuật như ngắt mạch, thử lại, hết thời gian chờ và vách ngăn có thể được sử dụng để xây dựng các dịch vụ vi mô có khả năng chịu lỗi và linh hoạt. Các cơ chế này giúp đảm bảo rằng các lỗi trong một dịch vụ không xếp chồng lên nhau và ảnh hưởng đến tính khả dụng cũng như hiệu suất của toàn bộ hệ thống.
13. Biên đạo và phối hợp : Các microservice có thể giao tiếp và cộng tác với nhau theo nhiều cách khác nhau. Biên đạo đề cập đến cách tiếp cận phối hợp phi tập trung trong đó mỗi vi dịch vụ đóng vai trò tích cực trong việc phản hồi các sự kiện và đưa ra quyết định dựa trên logic riêng của nó. Mặt khác, việc điều phối liên quan đến một điều phối viên trung tâm kiểm soát luồng và thực thi các dịch vụ vi mô. Cả hai phương pháp đều có ưu và nhược điểm và có thể được sử dụng dựa trên các yêu cầu cụ thể của hệ thống.
14. Cổng API : Cổng API là một thành phần quan trọng trong kiến ​​trúc vi dịch vụ. Nó hoạt động như một điểm truy cập duy nhất cho khách hàng và cung cấp giao diện hợp nhất để truy cập nhiều dịch vụ vi mô. Cổng API xử lý các tác vụ như định tuyến yêu cầu, xác thực, ủy quyền, giới hạn tốc độ và lưu vào bộ đệm, giảm tải các trách nhiệm này khỏi các dịch vụ vi mô riêng lẻ.
15. Khả năng quan sát : Khả năng quan sát là khả năng hiểu rõ hơn về trạng thái và hành vi bên trong của một hệ thống. Trong kiến ​​trúc microservice, khả năng quan sát trở nên quan trọng do tính chất phân tán của dịch vụ. Các kỹ thuật như theo dõi phân tán, ghi nhật ký và thu thập số liệu được sử dụng để đạt được khả năng hiển thị về các tương tác và hiệu suất của vi dịch vụ.
16. Các mối quan tâm xuyên suốt : Các mối quan tâm xuyên suốt, chẳng hạn như ghi nhật ký, giám sát, bảo mật và xác thực, cần phải được giải quyết một cách nhất quán trên các vi dịch vụ. Thực tiễn DevOps khuyến khích sử dụng các công cụ, thư viện hoặc khung tập trung để xử lý những mối lo ngại này, thúc đẩy tính nhất quán, khả năng sử dụng lại và dễ quản lý.
17. Cơ sở dữ liệu trên mỗi dịch vụ : Mỗi microservice thường có cơ sở dữ liệu riêng, phù hợp với nguyên tắc độc lập của dịch vụ. Cách tiếp cận này cho phép các nhóm chọn công nghệ lưu trữ dữ liệu phù hợp nhất cho nhu cầu cụ thể của họ. Tuy nhiên, việc quản lý tính nhất quán của dữ liệu và duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu trên các vi dịch vụ có thể là một thách thức và cần được xem xét cẩn thận.
18. Chiến lược thử nghiệm: Thử nghiệm trong kiến ​​trúc microservice bao gồm nhiều cấp độ thử nghiệm khác nhau, bao gồm thử nghiệm đơn vị, thử nghiệm tích hợp, thử nghiệm hợp đồng và thử nghiệm từ đầu đến cuối. Các chiến lược như thử nghiệm hợp đồng theo định hướng của người tiêu dùng và kỹ thuật hỗn loạn có thể giúp đảm bảo rằng các dịch vụ vi mô hoạt động chính xác cùng nhau và duy trì khả năng phục hồi trong các tình huống khác nhau.
19. Chiến lược triển khai: Microservice có thể được triển khai độc lập, cho phép thực hiện các chiến lược triển khai khác nhau. Triển khai xanh lam, phát hành theo giai đoạn và triển khai luân phiên là một số chiến lược phổ biến được sử dụng trong kiến ​​trúc vi dịch vụ. Những chiến lược này cho phép các nhóm giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động, giảm thiểu rủi ro và dần dần triển khai các thay đổi đối với hệ thống.
20. Quyền tự chủ của nhóm: Microservice trao quyền cho các nhóm có mức độ tự chủ cao hơn. Mỗi vi dịch vụ có thể được sở hữu và quản lý bởi một nhóm chuyên trách, cho phép họ đưa ra lựa chọn công nghệ, thực hiện quy trình phát triển của riêng mình và nắm quyền sở hữu vòng đời của dịch vụ. Quyền tự chủ này thúc đẩy việc ra quyết định, đổi mới và trách nhiệm giải trình trong nhóm nhanh hơn.
21. Cải tiến liên tục: Thực tiễn microservice và DevOps khuyến khích văn hóa cải tiến liên tục. Vòng phản hồi, các cuộc họp hồi cứu và dữ liệu giám sát được sử dụng để xác định các khu vực cần cải tiến, tối ưu hóa hiệu suất và tinh chỉnh kiến ​​trúc và quy trình phát triển theo thời gian.
22. Những cân nhắc của tổ chức: Việc áp dụng microservice đòi hỏi sự liên kết của tổ chức và những thay đổi về văn hóa. Giao tiếp, cộng tác và chia sẻ kiến ​​thức giữa các nhóm trở nên quan trọng. Các tổ chức cần nuôi dưỡng một nền văn hóa hỗ trợ các nhóm đa chức năng, khuyến khích học tập và thúc đẩy việc chia sẻ các bài học kinh nghiệm và thực tiễn tốt nhất.
23. Những thách thức trong vận hành: Mặc dù microservice mang lại nhiều lợi ích nhưng chúng cũng đặt ra những thách thức trong vận hành. Quản lý một số lượng lớn dịch vụ, đảm bảo tính nhất quán trong giám sát và quản trị cũng như xử lý độ phức tạp của hệ thống phân tán là một số thách thức cần được giải quyết trong kiến ​​trúc dịch vụ vi mô.
24. Phiên bản dịch vụ và khả năng tương thích : Khi các vi dịch vụ phát triển độc lập, việc duy trì khả năng tương thích ngược trở nên quan trọng để tránh làm hỏng máy khách hoặc sự phụ thuộc giữa các dịch vụ. Các chiến lược tạo phiên bản dịch vụ, chẳng hạn như lập phiên bản ngữ nghĩa hoặc lập phiên bản API, có thể giúp quản lý khả năng tương thích và cho phép phát triển suôn sẻ các vi dịch vụ.
25. Bảo mật và quản trị : Bảo mật là yếu tố cần được cân nhắc trong kiến ​​trúc microservice. Mỗi microservice cần triển khai các cơ chế xác thực, ủy quyền và giao tiếp an toàn phù hợp. Ngoài ra, các biện pháp quản trị, chẳng hạn như kiểm soát quyền truy cập, thỏa thuận cấp độ dịch vụ (SLA) và các yêu cầu tuân thủ, phải được thực thi trên toàn bộ hệ sinh thái dịch vụ vi mô.
26. Tích hợp và phân phối liên tục (CI/CD): Kiến trúc microservice phù hợp tốt với các nguyên tắc CI/CD. Mỗi vi dịch vụ có thể có quy trình CI/CD riêng, cho phép thử nghiệm, tích hợp và triển khai độc lập. Điều này cho phép các nhóm thực hiện các thay đổi trong quá trình sản xuất một cách thường xuyên và đáng tin cậy, thúc đẩy vòng phản hồi nhanh hơn và giảm thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.
27. Kiến trúc Polyglot: Microservice trao quyền cho các nhóm lựa chọn nhóm công nghệ phù hợp nhất cho từng dịch vụ. Điều này dẫn đến một kiến ​​trúc đa ngôn ngữ, trong đó các dịch vụ vi mô khác nhau có thể được triển khai bằng các ngôn ngữ lập trình, khung và công nghệ lưu trữ dữ liệu khác nhau. Sự linh hoạt trong việc lựa chọn công cụ phù hợp cho công việc có thể cải thiện năng suất và cho phép các nhóm tận dụng điểm mạnh của các công nghệ khác nhau.
28. Khả năng mở rộng và độ co giãn : Kiến trúc microservice cho phép khả năng mở rộng theo chiều ngang, cho phép các dịch vụ riêng lẻ mở rộng quy mô một cách độc lập dựa trên nhu cầu. Khả năng mở rộng này rất quan trọng trong việc xử lý các khối lượng công việc khác nhau và đạt được tính sẵn sàng cao. Các dịch vụ có thể được tăng hoặc giảm quy mô một cách linh hoạt, đảm bảo sử dụng tài nguyên tối ưu và tiết kiệm chi phí.
29. Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã (IaC) : Các dịch vụ vi mô được hưởng lợi từ thực tiễn Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã, trong đó việc cung cấp và quản lý cơ sở hạ tầng được tự động hóa bằng cách sử dụng các tệp cấu hình hoặc tập lệnh. Các công cụ như Terraform hoặc CloudFormation có thể được sử dụng để xác định và cung cấp tài nguyên cơ sở hạ tầng cần thiết cho từng vi dịch vụ, giảm bớt nỗ lực thủ công và đảm bảo tính nhất quán giữa các môi trường.
30. Chuỗi công cụ DevOps : Việc phát triển và triển khai microservice thường liên quan đến nhiều công cụ và công nghệ. Xây dựng chuỗi công cụ DevOps hiệu quả là điều cần thiết để hợp lý hóa các quy trình, cho phép cộng tác và tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại. Các công cụ như kho lưu trữ mã nguồn, máy chủ xây dựng, nền tảng chứa, quy trình CI/CD, giải pháp giám sát và ghi nhật ký cũng như nền tảng cộng tác thường được sử dụng trong môi trường vi dịch vụ.
31. Kiến trúc hướng sự kiện : Microservice có thể tận dụng kiến ​​trúc hướng sự kiện (EDA) để cho phép ghép nối lỏng lẻo và giao tiếp không đồng bộ giữa các dịch vụ. Sự kiện có thể được sử dụng để kích hoạt các hành động và truyền đạt các thay đổi hoặc cập nhật, cho phép các dịch vụ phản ứng và phản hồi tương ứng. EDA có thể nâng cao khả năng mở rộng, khả năng mở rộng và khả năng chịu lỗi trong hệ sinh thái dịch vụ vi mô.
32. Quản lý trạng thái: Kiến trúc microservice thường liên quan đến việc quản lý các tương tác trạng thái và tính nhất quán dữ liệu giữa các dịch vụ. Các kỹ thuật như tìm nguồn sự kiện, trong đó các thay đổi về trạng thái của hệ thống được ghi lại dưới dạng một chuỗi sự kiện và CQRS (Phân chia trách nhiệm truy vấn lệnh), phân tách các hoạt động đọc và ghi, có thể được sử dụng để xử lý các tình huống quản lý trạng thái phức tạp.
33. Công cụ giám sát và quan sát : Kiến trúc microservice yêu cầu các biện pháp giám sát và quan sát mạnh mẽ để đảm bảo tình trạng và hiệu suất của hệ thống. Các công cụ như Prometheus, Grafana, ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) và các hệ thống theo dõi phân tán (ví dụ: Jaeger, Zipkin) thường được sử dụng để thu thập và phân tích số liệu, nhật ký và dấu vết từ các vi dịch vụ, cung cấp thông tin chi tiết về hành vi của hệ thống và hiệu suất.
34. Cân nhắc về nền tảng đám mây : Kiến trúc microservice thường được triển khai trong môi trường đám mây do khả năng mở rộng và tính linh hoạt của chúng. Các phương pháp thực hành dựa trên nền tảng đám mây, chẳng hạn như tận dụng các dịch vụ được quản lý, tự động mở rộng quy mô, điều phối vùng chứa và điện toán không có máy chủ, có thể nâng cao việc triển khai và quản lý các vi dịch vụ trên đám mây.
35. Văn hóa và Hợp tác : Việc áp dụng microservice vượt xa công nghệ; nó đòi hỏi một sự thay đổi văn hóa trong các tổ chức. Hợp tác, giao tiếp và chia sẻ kiến ​​thức trở nên quan trọng để đảm bảo thực hiện thành công. Các nhóm cần nắm bắt văn hóa sở hữu chung, cộng tác và học hỏi liên tục để phát triển, triển khai và vận hành các dịch vụ vi mô một cách hiệu quả.
36. Kiểm tra lỗi và khả năng phục hồi: Do tính chất phân tán của microservice, việc kiểm tra các kịch bản lỗi trở nên quan trọng để đảm bảo khả năng phục hồi của hệ thống. Các kỹ thuật như kỹ thuật hỗn loạn, trong đó các lỗi có chủ ý được đưa vào hệ thống để quan sát hành vi của nó, có thể giúp xác định điểm yếu, xác thực các cơ chế chịu lỗi và đảm bảo hệ thống có thể phục hồi sau lỗi một cách khéo léo.
37. Khám phá tài liệu và dịch vụ : Cơ chế khám phá dịch vụ và tài liệu toàn diện rất quan trọng trong kiến ​​trúc microservice. Tài liệu phải cung cấp thông tin chi tiết về từng vi dịch vụ, bao gồm mục đích, thông số kỹ thuật API, phần phụ thuộc và hành vi của vi dịch vụ đó. Các cơ chế khám phá dịch vụ, chẳng hạn như đăng ký dịch vụ hoặc công nghệ lưới dịch vụ, giúp quản lý và định vị dịch vụ một cách linh hoạt.
38. Căn chỉnh miền doanh nghiệp : Kiến trúc vi dịch vụ cho phép các nhóm liên kết chặt chẽ với các miền kinh doanh cụ thể. Mỗi microservice có thể được sở hữu và quản lý bởi một nhóm chịu trách nhiệm về một khả năng kinh doanh cụ thể. Sự liên kết này cải thiện sự hiểu biết, quyền sở hữu và khả năng đáp ứng nhu cầu kinh doanh, cho phép các nhóm mang lại giá trị hiệu quả hơn.
39. Chiến lược di chuyển : Việc chuyển từ kiến ​​trúc nguyên khối sang vi dịch vụ đòi hỏi phải lập kế hoạch và chiến lược di chuyển cẩn thận. Các tổ chức có thể áp dụng cách tiếp cận gia tăng, chia nhỏ dần các ứng dụng nguyên khối thành các dịch vụ vi mô hoặc lựa chọn cách tiếp cận mới khi phát triển hệ thống mới. Chiến lược di chuyển nên xem xét các yếu tố như nhận dạng dịch vụ, di chuyển dữ liệu, liên lạc giữa các dịch vụ và khả năng tương thích ngược.
40. Học hỏi và cải tiến liên tục : Kiến trúc microservice không phải là quá trình triển khai một lần mà là một hành trình liên tục. Các tổ chức nên áp dụng văn hóa học hỏi và cải tiến liên tục, thúc đẩy các vòng phản hồi, tiến hành hồi cứu và tích cực tìm kiếm cơ hội để nâng cao kiến ​​trúc, quy trình phát triển và thực tiễn vận hành.

Microservice cung cấp kiến ​​trúc có thể mở rộng, linh hoạt và linh hoạt để xây dựng và triển khai hệ thống phần mềm. Chúng phù hợp tốt với các nguyên tắc và thực tiễn DevOps, cho phép các nhóm áp dụng các phương pháp phát triển linh hoạt, tích hợp và triển khai liên tục cũng như tự động hóa cơ sở hạ tầng và quy trình triển khai.