Вступ

Доменно-орієнтована мікросервісна архітектура (DOMA) від Uber вже давно є синонімом масштабованості та ефективності. Однак з ростом складності систем необхідність у адаптивних і стійких архітектурах стає критично важливою. Ось і з'являється Архітектура сервісів, натхнена біологічною таксономією (BTSA) — фреймворк, який імітує динаміку природних екосистем для підвищення масштабованості, стійкості та адаптивності.

Вступ

Стаття використовує Uber як кейс для дослідження того, як застосування біологічних принципів може підвищити ефективність сучасних архітектур мікросервісів.

Від доменів до екосистем

DOMA: Організовані домени для модульної функціональності

DOMA від Uber структурує мікросервіси в домени, що відповідають конкретним бізнес-здатностям.

• Приклад доменів:
• Платежі: Операції з транзакціями та їхній розрахунок.
• Управління поїздками: Керування бронюваннями, розподіл водіїв і маршрути.
• Управління водіями: Керування набором водіїв, їхня ефективність і мотивація.

BTSA: Домени як екосистеми

BTSA переосмислює ці домени як біологічні екосистеми, де мікросервіси виступають як види, які співіснують і динамічно взаємодіють.

Приклади:

• Управління поїздками → Тропічний ліс: Сервіси, як-то бронювання поїздок, оптимізація маршрутів та обчислення ETA, існують поряд із різноманітними та динамічними взаємодіями.
• Платежі → Кораловий риф: Взаємопов’язані сервіси, такі як виявлення шахрайства та конвертація валют, процвітають у спільному середовищі.
• Управління водіями → Савана: Стабільні, але взаємопов’язані сервіси, як-то відстеження ефективності водіїв та розподіл бонусів, нагадують види, що живуть у савані.

Мікросервіси як види

DOMA: Мікросервіси як незалежні одиниці

Кожен мікросервіс у DOMA працює автономно, виконуючи спеціалізовані завдання для забезпечення модульності та масштабованості.

BTSA: Мікросервіси як екологічні види

BTSA порівнює мікросервіси з видами в екосистемі, кожен з яких має чітко визначену роль або нішу.

• Ключові види: Критичні сервіси, як-от сполучення поїздок, стабілізують екосистему.
• Продуценти: Сервіси, що генерують дані, як-от GPS-трекери.
• Споживачі: Сервіси, що обробляють дані, як-от калькулятори цін.
• Декомпозитори: Сервіси для журналювання та архівування, що керують історичними даними та підтримують здоров’я екосистеми.

Взаємозв'язки між сервісами як екологічні динаміки

DOMA: Структуровані взаємодії через API

Взаємодія між сервісами в DOMA регулюється API-контрактами, що забезпечують ізоляцію помилок.

BTSA: Взаємодії, що відображають природу

BTSA включає екологічні принципи для опису динаміки між сервісами:

• Симбіоз: Сервіси, як-от профілі користувачів і системи рекомендацій, взаємодіють для взаємної вигоди.
• Динаміка виробник-споживач: Сервіси GPS надають дані про місцезнаходження для обчислення поїздок без виснаження ресурсів.
• Конкуренція: Надлишкові сервіси змагаються за спільні ресурси, як-от кеш-пам'ять, щоб підтримати відмовостійкість.

Еволюція та адаптивність в архітектурі

DOMA: Безперервна інтеграція для масштабування

DOMA використовує CI/CD пайплайни для впровадження нових сервісів та застарілих версій.

BTSA: Еволюційна динаміка

BTSA застосовує принципи еволюції для поліпшення адаптивності:

• Спеціація: Спеціалізовані сервіси виникають з загальних, як-от відокремлення виявлення шахрайства від монолітного платіжного процесора.
• Вимирання: Застарілі сервіси природним шляхом відходять, підтримуючи ефективність екосистеми.
• Адаптивна радіація: Сервіси еволюціонують для задоволення нових вимог, як-от динамічні інсентиви для водіїв, що реагують на реальні умови.

Стійкість через біорізноманіття

DOMA: Надмірність і моніторинг

DOMA забезпечує надійність за допомогою надмірності сервісів та всеохоплюючих систем моніторингу.

BTSA: Стійкість у різноманітті

BTSA підсилює стійкість, приймаючи біорізноманіття:

• Надмірність: Багатошарові сервіси для виявлення шахрайства діють як різні види для запобігання єдиним точкам відмови.
• Розподіл ресурсів: Балансувальники навантаження імітують розподіл ресурсів у природі, розподіляючи трафік між сервісами.
• Самовідновлення: Автоматизовані інструменти оркестрації, як-от Kubernetes, дозволяють сервісам відновлюватися автономно.

Екологічні уроки для BTSA

1. Різноманіття забезпечує стійкість: Екосистеми з високим біорізноманіттям витримують порушення. Паралель BTSA: Надмірні мікросервіси гарантують безперервність.
2. Уникати надмірної конкуренції: Види співіснують, займаючи окремі ніші.
   ## Паралелі BTSA: Ясні межі API запобігають монополізації ресурсів.
3. Адаптація — це ключ: Виді еволюціонують, щоб вижити в умовах зміни середовища. Паралель BTSA: Ітеративні оновлення зберігають актуальність та ефективність сервісів.
4. Відновлення після збоїв: Масові вимирання дозволяють екосистемам відновлюватися. Паралель BTSA: Депреціація застарілих сервісів прокладає шлях для інноваційних рішень.
5. Саморегуляція і баланс: Екосистеми природно збалансовують ресурси. Паралель BTSA: Балансувальники навантаження динамічно розподіляють завдання, щоб запобігти перевантаженням.
6. Взаємозалежність сприяє успіху: Симбіотичні стосунки сприяють росту. Паралель BTSA: Тісно пов'язані сервіси, як-от співвідношення поїздок і оптимізація маршрутів, процвітають разом.

Шарова архітектура: Відповідність трофічним рівням

BTSA відображає архітектурні шари на трофічні рівні в екосистемах:

• Продуценти: Генератори даних, такі як GPS трекери і системи запитів на поїздки.
• Споживачі: Обробники даних, як-от ціноутворювальні системи та алгоритми співвідношення поїздок.
• Розкладники: Служби очищення та архівування, як-от системи журналювання та інструменти відповідності даних.

Переваги BTSA для Uber

1. Масштабованість: Незалежні екосистеми зменшують складність взаємодії між сервісами.
2. Надійність: Різноманітні сервіси забезпечують стабільність під час збоїв.
3. Адаптивність: Принципи еволюції дозволяють швидко реагувати на нові виклики.
4. Ефективність: Спрощені ролі та чіткі взаємозв'язки оптимізують продуктивність.

Висновок

Інтегруючи біологічні принципи в архітектуру мікросервісів, BTSA надає потужну основу для вирішення зростаючих вимог глобальних систем, таких як Uber. Об'єднуючи модульність DOMA з адаптивністю, натхненною екосистемами, організації можуть створювати архітектури, які не тільки масштабуються, але й є надійними та готовими до майбутніх викликів.

Перейдемо від інженерних фреймворків і навчимося у самої природи — адже еволюція знає кілька секретів масштабованості та надійності.

Перекладено з: Biological Insights for Next-Generation Microservice Architectures