Architettura di microservizi

L'architettura di microservizi suddivide un'applicazione in una serie di servizi distribuibili in modo indipendente che comunicano tramite API. In questo modo, ogni singolo servizio può essere distribuito e ridimensionato in maniera indipendente. Questo approccio consente di distribuire in modo rapido e frequente le applicazioni grandi e complesse. A differenza delle applicazioni monolitiche, l'architettura di microservizi consente ai team di implementare nuove funzioni e apportare modifiche più rapidamente, senza dover riscrivere gran parte del codice esistente.

Prendiamo come esempio un progetto per un software di e-commerce. Di seguito è riportato il diagramma di un sito di e-commerce con un'applicazione web e mobile che interagisce con più microservizi, ciascuno dei quali fornisce specifiche funzionalità per un dominio.

Le applicazioni web moderne eseguite sui browser sono spesso servite da una rete di distribuzione di contenuti (CDN). Una CDN distribuisce le applicazioni web sui server di tutto il mondo, per poter essere scaricate rapidamente dai browser web. Le CDN vengono inoltre utilizzate per fornire asset multimediali come immagini, audio e video. Ad esempio, in questo sistema, le immagini e i video degli articoli in vendita sono forniti dalla CDN.

Le applicazioni interagiscono con i microservizi tramite API REST pubblicate da ciascuno dei microservizi. Un gateway API consente alle applicazioni di fare affidamento sulle API fornite dai microservizi e rende possibile scambiare i microservizi con altri microservizi con la stessa API.

Ogni microservizio è composto da un servizio e un database. I servizi gestiscono l'API REST, implementano la logica aziendale e archiviano i dati in un database. Nel caso dei microservizi, isoliamo le loro risorse, come i database e le code, in base al contratto 12 Factor App.

Molte organizzazioni iniziano con un'architettura monolitica per poi passare a suddividere la base di codice in più servizi, implementare gli schemi giusti per limitare le conseguenze degli errori e ripristinare i problemi di rete, gestire i dati con coerenza, monitorare il carico del servizio e così via. Ma questo è solo l'aspetto tecnico del processo. Servirà anche riorganizzare i team e molto probabilmente adottare una cultura DevOps.

Adesso arriva la parte difficile, ovvero scomporre il monolite in microservizi. Il refactoring di uno schema di database monolitico può essere un'operazione delicata. È importante identificare chiaramente i set di dati di cui necessita ciascun servizio e le eventuali sovrapposizioni. La continuous delivery aiuta a ridurre i rischi di errori di rilascio e garantisce che il team si concentri sulla compilazione e l'esecuzione dell'applicazione, senza rimanere bloccato nella fase di distribuzione.

L'architettura monolitica è un modello tradizionale di un programma software, compilata come un'unità unificata autonoma e indipendente dalle altre applicazioni. Un'architettura di microservizi è il contrario dell'architettura monolitica, dal momento che è un metodo architettonico che si basa su una serie di servizi distribuibili in modo indipendente. I monoliti facilitano la gestione del codice, il sovraccarico cognitivo e la distribuzione e possono dunque risultare vantaggiosi nelle prime fasi di un progetto. Quando un'applicazione monolitica diventa grande e complessa, la sua scalabilità è problematica, la continuous deployment diventa impegnativa e gli aggiornamenti possono essere complicati.

Mentre un'applicazione monolitica è compilata come una singola unità indivisibile, i microservizi suddividono tale unità in una raccolta di unità indipendenti che contribuiscono all'insieme più ampio. Un'applicazione è compilata come una serie di servizi distribuibili in modo indipendente, decentralizzati e sviluppati in modo autonomo.

I microservizi rientrano nella categoria dei sistemi distribuiti. Per definizione, un sistema distribuito è una raccolta di programmi informatici che utilizzano risorse di elaborazione su più nodi di calcolo separati per raggiungere un obiettivo comune e condiviso. I sistemi distribuiti contribuiscono a migliorare l'affidabilità e le prestazioni dei sistemi e ad agevolare la scalabilità.

I nodi di un sistema distribuito forniscono ridondanza, poiché se un nodo presenta errori, ci sono altri nodi pronti a sostituirlo. Ogni nodo dispone di scalabilità orizzontale e verticale, il che si traduce in un miglioramento delle prestazioni. Se sul sistema è presente un carico elevato, è possibile ripartirlo aggiungendo altri nodi.

Docker è una piattaforma di containerizzazione commerciale e runtime che aiuta gli sviluppatori a compilare, distribuire ed eseguire container. Mentre Docker fornisce un modo efficiente per creare pacchetti di applicazioni e distribuire applicazioni containerizzate, l'esecuzione e la gestione di container su larga scala sono problematiche se si utilizza solo Docker.

Kubernetes è una diffusa piattaforma open source che esegue l'orchestrazione dei sistemi di runtime dei container attraverso un cluster di risorse in rete. Può essere utilizzata con o senza Docker. Mentre Docker è un runtime di container, Kubernetes è una piattaforma per l'esecuzione e la gestione di container di numerosi runtime di container.

La gestione della configurazione software è un processo che gestisce, organizza, tiene traccia e monitora le modifiche apportate ai metadati di configurazione di un sistema software. È comunemente usata insieme al controllo delle versioni e all'infrastruttura CI/CD.

La gestione della configurazione consente ai team di ingegneri di realizzare sistemi robusti e stabili attraverso l'uso di strumenti che gestiscono e monitorano automaticamente gli aggiornamenti ai dati della configurazione. Aiuta a gestire meglio l'espansione del software in un'architettura di microservizi creando una fonte attendibile, con una posizione centrale per la configurazione.