Arsitektur layanan mikro

Menurut sebuah penelitian, pada tahun 2021, 85% perusahaan besar dengan lebih dari 2.000 karyawan layanan mikro yang digunakan.
Arsitektur layanan mikro adalah pendekatan desain perangkat lunak di mana aplikasi dibangun sebagai kumpulan layanan kecil, independen, dan digabungkan secara longgar. Setiap layanan berfokus pada kemampuan bisnis tertentu dan berkomunikasi dengan orang lain melalui API.

Arsitektur ini mempromosikan: -

1. Skalabilitas
2. Fleksibilitas
3. Siklus pengembangan lebih cepat
4. Sistem modern dan terdistribusi dengan persyaratan dinamis.

Apa itu Arsitektur Layanan Mikro?

Arsitektur layanan mikro menyusun sistem perangkat lunak menjadi layanan kecil yang mandiri, masing-masing beroperasi secara independen dan berinteraksi melalui metode komunikasi ringan. Desain ini memfasilitasi penyebaran aplikasi skala besar dan kompleks yang cepat, dapat diandalkan, dan sering seperti Layanan SMS OTP atau aplikasi.

Fitur Utama Arsitektur Layanan Mikro

Beberapa fitur utama dari arsitektur microservices adalah

1. Desentralisasi

Setiap layanan berfungsi secara mandiri dalam arsitektur.

2. Fleksibilitas

Teknologi yang beragam dapat digunakan di seluruh layanan, memungkinkan pemilihan alat yang paling cocok untuk tugas-tugas tertentu.

3. Skalabilitas

Setiap layanan dapat diskalakan secara individual, mengoptimalkan alokasi sumber daya.

Strategi untuk Menerapkan Arsitektur Layanan Mikro

1. Mengelola Peningkatan Kompleksitas

‍

• Gunakan alat orkestrasi untuk penerapan dan manajemen kontainer.

• Terapkan alat pemantauan dan pencatatan terpusat untuk melacak kesehatan dan kinerja layanan.

• Gunakan protokol komunikasi yang kuat untuk menstandarkan interaksi antar-layanan seperti Solusi CPaaS.

‍

2. Mengatasi Tantangan Manajemen Data

‍

• Mengadopsi pola seperti pola Saga untuk transaksi terdistribusi.

• Desain layanan dengan batasan yang jelas untuk menjaga otonomi dan konsistensi data.

• Gunakan arsitektur berbasis peristiwa untuk menyinkronkan data di seluruh layanan.

‍

3. Mengurangi Latensi Jaringan

‍

• Pilih metode komunikasi asinkron seperti antrian pesan jika memungkinkan.

• Optimalkan panggilan layanan ke layanan dengan meminimalkan dependensi dan menyimpan data yang sering digunakan dalam cache.

• Gunakan alat pemantauan kinerja untuk mendeteksi dan mengatasi masalah latensi secara proaktif.

‍

4. Mengatasi Kompleksitas Sistem Terdistribusi

• Terapkan pola ketahanan seperti pemutus sirkuit, percobaan ulang, dan batas waktu untuk menangani kegagalan dengan anggun.

• Gunakan solusi mesh layanan untuk mengelola komunikasi dan keandalan antar-layanan.

• Desain untuk toleransi kesalahan dengan mendistribusikan beban kerja di beberapa instans.

‍

5. Memastikan Penemuan Layanan dan Manajemen Lalu Lintas

• Gunakan alat penemuan layanan untuk menemukan layanan secara dinamis.

• Menerapkan Gerbang API untuk mengelola dan mengarahkan permintaan klien secara efektif.

• Gunakan penyeimbang beban untuk mendistribusikan lalu lintas secara merata di seluruh instans layanan.

‍

6. Penanganan Versi dan Kompatibilitas

• Gunakan versi semantik untuk mengelola pembaruan API.

• Rancang API dengan kompatibilitas mundur untuk mencegah gangguan selama pembaruan.

• Uji pembaruan di lingkungan pementasan sebelum meluncurkannya ke produksi.

‍

7. Mengatasi Tantangan Keamanan

• Menerapkan otentikasi dan otorisasi yang konsisten di semua layanan.

• Komunikasi layanan-ke-layanan yang aman menggunakan TLS/SSL.

• Secara teratur mengaudit layanan untuk kerentanan dan menerapkan kontrol akses berbasis peran.

‍

8. Memfasilitasi Pergeseran Budaya dan Proses

• Investasikan dalam pelatihan dan pengembangan untuk mempersiapkan tim untuk praktik DevOps.

• Membangun tim lintas fungsi untuk kepemilikan layanan individu.

• Menerapkan pipeline CI/CD untuk integrasi, pengujian, dan penerapan berkelanjutan.

‍

9. Menyederhanakan Pemantauan dan Debugging

• Gunakan alat pemantauan terpusat untuk mengumpulkan log dan metrik dari semua layanan.

• Terapkan alat pelacakan terdistribusi untuk melacak permintaan di seluruh layanan.

• Siapkan peringatan untuk anomali dan kegagalan untuk mengatasi masalah potensial dengan cepat.

‍

Elemen Arsitektur Layanan Mikro

1. Jasa

Di jantung arsitektur layanan mikro adalah layanan itu sendiri. Setiap layanan dirancang untuk melakukan fungsi tertentu secara independen, merangkum logika bisnis dan data.

Mereka digabungkan secara longgar, yang berarti perubahan pada satu layanan tidak mempengaruhi yang lain dan mereka dapat dikembangkan, diterapkan, dan diskalakan secara terpisah.

‍

2. Database

Dalam pengaturan layanan mikro, setiap layanan biasanya memiliki database sendiri, memastikan otonomi data dan mencegah dependensi yang dapat menghambat operasi. Model “database per layanan” ini meningkatkan isolasi kesalahan, memungkinkan layanan beroperasi secara independen dan memungkinkan penggunaan teknologi database yang berbeda yang disesuaikan dengan kebutuhan setiap layanan.

‍

3. Gerbang API

API Gateway bertindak sebagai titik masuk tunggal untuk permintaan klien, merutekan mereka ke layanan yang sesuai, mengumpulkan respons dan mengembalikannya ke klien.

Ini juga mengelola masalah lintas sektoral seperti otentikasi pengguna, pembatasan tarif dan penghentian SSL, merampingkan interaksi klien dengan layanan.

‍

4. Penemuan Layanan

Mekanisme penemuan layanan memungkinkan layanan untuk menemukan dan berkomunikasi satu sama lain secara dinamis. Ini sangat penting dalam lingkungan di mana layanan sering mengubah lokasi atau alamat IP, memastikan komunikasi yang mulus dan andal dalam arsitektur.

‍

5. Protokol Komunikasi

Komunikasi antar-layanan sangat penting dalam layanan mikro, dicapai dengan menggunakan protokol sinkron seperti HTTP, REST, atau gRPC, atau metode asinkron seperti antrian pesan (misalnya, RabbitMQ, Apache Kafka). Pilihan protokol tergantung pada faktor-faktor seperti skalabilitas, keandalan, dan persyaratan waktu respons.

‍

6. Manajemen Konfigurasi

Alat manajemen konfigurasi sangat penting untuk menangani pengaturan layanan di berbagai lingkungan. Mereka memastikan konsistensi, menyederhanakan pembaruan dan sangat berguna karena jumlah layanan tumbuh dalam arsitektur.

‍

7. Kontainerisasi

Teknologi merupakan bagian integral dari layanan mikro, menyediakan lingkungan yang ringan dan konsisten untuk menerapkan dan menjalankan layanan. Kontainerisasi menyederhanakan penskalaan, manajemen siklus hidup, dan menjaga konsistensi di seluruh lingkungan pengembangan, pengujian, dan produksi.

‍

8. Integrasi Berkelanjutan dan Penerapan Berkelanjutan (CI/CD)

Praktik CI/CD memastikan pengiriman pembaruan yang efisien dan andal. Integrasi berkelanjutan mengotomatiskan pengujian dan pembangunan layanan setelah perubahan kode, sementara penerapan berkelanjutan mengelola rilis pembaruan otomatis ke produksi. Praktik-praktik ini mendukung pengembangan tangkas dan siklus rilis yang lebih pendek.

‍

9. Pemantauan dan Pencatatan

Mengingat sifat layanan mikro yang terdistribusi, pemantauan dan pencatatan sangat penting untuk melacak kesehatan layanan, mendiagnosis masalah, dan menganalisis kinerja aplikasi. Alat terpusat untuk logging dan Pemantauan Kinerja Aplikasi (APM) banyak digunakan untuk mengelola aspek-aspek ini secara efektif.

‍

Manfaat Arsitektur Microservices

Berikut adalah beberapa manfaat arsitektur microservices

1. Skalabilitas yang Ditingkatkan

Arsitektur layanan mikro menonjol karena skalabilitasnya. Dengan membagi aplikasi menjadi layanan independen yang lebih kecil, setiap layanan dapat diskalakan secara individual berdasarkan permintaan. Pendekatan ini menghilangkan kebutuhan untuk menskalakan seluruh aplikasi, menghasilkan pemanfaatan sumber daya yang efisien dan mengurangi biaya yang terkait dengan kelebihan atau kekurangan penyediaan.

‍

2. Isolasi Kesalahan yang Lebih Baik

Dalam layanan mikro, layanan terisolasi satu sama lain, yang berarti kegagalan satu layanan tidak selalu mengganggu seluruh sistem. Kompartementalisasi ini meningkatkan ketahanan aplikasi, memastikan masalah terkendali dan diselesaikan tanpa mempengaruhi komponen lain. Ini mengarah pada keandalan dan ketersediaan yang lebih besar, meningkatkan kepercayaan pengguna.

‍

3. Waktu yang Dipercepat ke Pasar

Layanan mikro memungkinkan tim untuk bekerja pada layanan yang berbeda secara bersamaan, mengurangi waktu pengembangan untuk fitur atau pembaruan baru. Sifat layanan yang lebih kecil dan terfokus membuatnya lebih cepat untuk dikembangkan, diuji, dan digunakan dibandingkan dengan sistem monolitik. Kelincahan ini memungkinkan bisnis untuk merespons dengan cepat kebutuhan pelanggan dan permintaan pasar, memberikan keunggulan kompetitif.

‍

4. Keserbagunaan Teknologi

Dengan layanan mikro, tim dapat memilih tumpukan teknologi terbaik untuk kebutuhan spesifik setiap layanan, daripada dibatasi pada satu tumpukan untuk seluruh aplikasi.

Hal ini terutama berlaku untuk organisasi yang lebih kecil di mana mereka dapat memanfaatkan CPaaS untuk startup.

Kebebasan ini mendorong eksperimen dengan teknologi dan alat baru, mendorong inovasi dan berpotensi mengarah pada solusi yang lebih efisien.

‍

5. Pemeliharaan dan Pembaruan yang Disederhanakan

Struktur modular layanan mikro menyederhanakan pemeliharaan dan pembaruan. Perubahan dapat diterapkan pada layanan individual tanpa memengaruhi sistem lainnya, mengurangi risiko dan mengaktifkan pembaruan yang sering. Ini memastikan aplikasi tetap up-to-date, andal, dan responsif terhadap kebutuhan pengguna.

‍

6. Penanganan Data Terdesentralisasi

Setiap layanan dalam arsitektur layanan mikro mengelola database sendiri, disesuaikan dengan kebutuhan uniknya. Manajemen data terdesentralisasi ini meningkatkan kinerja dan skalabilitas, memungkinkan layanan untuk menggunakan solusi database yang paling sesuai. Ini juga meningkatkan keamanan data dengan mengisolasi dan melindungi informasi sensitif.

‍

7. Meningkatkan Produktivitas Tim

Layanan mikro mendorong produktivitas tim dengan memungkinkan tim kecil dan otonom mengambil kepemilikan layanan tertentu. Hal ini mengurangi tantangan koordinasi dan memungkinkan tim untuk fokus pada layanan mereka, mendorong inovasi dan akuntabilitas. Kemampuan untuk melihat dampak langsung dari pekerjaan mereka lebih memotivasi tim dan merampingkan upaya pengembangan.

Keterbatasan Arsitektur Layanan Mikro

1. Peningkatan Kompleksitas

Arsitektur layanan mikro memperkenalkan kompleksitas yang signifikan dibandingkan dengan sistem monolitik. Mengelola berbagai layanan independen dapat menjadi tantangan, terutama di bidang-bidang seperti penyebaran, pemantauan, dan komunikasi antar layanan, yang membutuhkan alat dan strategi canggih untuk menangani overhead operasional.

‍

2. Tantangan dalam Manajemen Data

Dengan setiap layanan biasanya mempertahankan basis datanya sendiri, memastikan konsistensi dan integritas data di seluruh layanan menjadi tugas yang kompleks. Penanganan transaksi multi-layanan seringkali membutuhkan pola lanjutan seperti pola Saga untuk menjaga konsistensi tanpa menghubungkan layanan dengan erat.

‍

3. Latensi Jaringan

Komunikasi antar layanan melalui jaringan memperkenalkan latensi, yang dapat memengaruhi kinerja aplikasi. Ini bisa sangat penting dalam kasus penggunaan seperti Verifikasi SMS OTP. Mengelola overhead ini, terutama dalam skenario komunikasi sinkron, menuntut pengoptimalan yang cermat untuk mencegah kemacetan kinerja.

‍

4. Kompleksitas Sistem Terdistribusi

Sebagai sistem terdistribusi, layanan mikro menghadapi tantangan seperti kegagalan jaringan, pemadaman layanan, dan manajemen data terdistribusi. Strategi ketahanan seperti pemutus sirkuit, percobaan ulang, dan fallback sangat penting untuk menangani masalah ini dan memastikan stabilitas sistem.

‍

5. Penemuan Layanan dan Manajemen Lalu Lintas

Penemuan layanan dinamis dan penyeimbangan beban yang efisien sangat penting dalam layanan mikro, terutama saat layanan berskala atau bergerak melintasi kontainer dan server. Menerapkan mekanisme penemuan layanan yang kuat memastikan komunikasi yang mulus, sementara penyeimbangan beban mendistribusikan lalu lintas secara merata untuk mempertahankan kinerja.

‍

6. Versi dan Kompatibilitas

Mengelola pembuatan versi dan mempertahankan kompatibilitas mundur antara layanan bisa jadi sulit. Memperbarui layanan tanpa merusak dependensi membutuhkan strategi versi API yang dipikirkan dengan matang dan perhatian yang cermat terhadap kompatibilitas.

‍

7. Tantangan Keamanan

Mengamankan layanan mikro melibatkan perlindungan setiap layanan dan komunikasi di antara mereka. Memastikan otentikasi, otorisasi, dan perlindungan data yang konsisten di seluruh layanan menambah lapisan kompleksitas tambahan, terutama saat menangani data sensitif.

‍

8. Pergeseran Budaya dan Proses

Transisi ke layanan mikro seringkali mengharuskan mengadopsi praktik DevOps, seperti integrasi berkelanjutan, penerapan, dan pengujian otomatis. Pergeseran ini membutuhkan perubahan organisasi, investasi dalam pelatihan, dan alat baru untuk mengelola siklus hidup berbagai layanan independen secara efektif.

‍

9. Pemantauan dan Debugging Kompleks

Pemantauan dan pemecahan masalah menjadi lebih sulit dalam lingkungan layanan mikro terdistribusi. Sistem pencatatan dan pemantauan terpusat sangat penting untuk melacak dan mendiagnosis masalah di berbagai layanan dan menjaga visibilitas ke dalam kesehatan dan kinerja sistem secara keseluruhan.

‍

Kesimpulan

Arsitektur layanan mikro menawarkan fleksibilitas, skalabilitas, dan ketahanan yang tak tertandingi untuk membangun aplikasi modern, tetapi juga dilengkapi dengan tantangan unik. Dengan memanfaatkan alat yang kuat, strategi yang terdefinisi dengan baik, dan pergeseran ke arah praktik DevOps, organisasi dapat secara efektif mengatasi rintangan ini. Hasilnya adalah sistem yang sangat gesit dan efisien yang disesuaikan dengan kebutuhan bisnis yang berkembang. Dengan pendekatan yang tepat, layanan mikro dapat membuka potensi penuh inovasi perangkat lunak.

‍