Cloud-native додатки, побудовані за архітектурою мікросервісів, спроектовані таким чином, щоб максимально використовувати масштабованість, гнучкість і ефективність витрат хмарних обчислень. Цей підхід передбачає поділ додатків на менші, незалежні сервіси, які можна розробляти, розгортати та масштабувати окремо. Тут ми розглянемо технічні аспекти проектування cloud-native додатків і стратегії оптимізації витрат у мікросервісах.
Cloud-Native додатки та архітектура мікросервісів
Cloud-native додатки характеризуються орієнтованою на мікросервіси архітектурою, контейнеризацією та динамічною оркестрацією. Кожен додаток є колекцією невеликих сервісів, які працюють незалежно один від одного, що дозволяє автономно розробляти, розгортати, масштабувати та оновлювати їх окремими командами розробників.
Архітектура мікросервісів
В архітектурі мікросервісів кожен сервіс відповідає за певну бізнес-функцію і може бути розроблений з використанням різних технологій та мов програмування. Ця модульність сприяє гнучкості та стійкості, оскільки зміни в одному сервісі не впливають на всю систему. Сервіси взаємодіють через API, що забезпечує слабку зв'язність і незалежне розгортання.
Контейнеризація
Мікросервіси зазвичай упаковуються в контейнери, які надають ізольовані контексти для кожного сервісу. Контейнери є високодоступними, масштабованими та легко портативними між різними середовищами. Вони можуть бути швидко створені або зруйновані, що робить їх ідеальними для додатків, складених з мікросервісів.
Проектування Cloud-Native додатків
Методологія дванадцяти факторів
Cloud-native додатки часто слідують методології дванадцяти факторів, яка надає рекомендації для побудови масштабованих і підтримуваних додатків. Ключові фактори включають:
- Кодова база: Одна кодова база для кожного додатку, з кількома розгортаннями.
- Залежності: Явно оголошуйте та ізолюйте залежності.
- Конфігурація: Зберігайте конфігурацію в змінних середовища.
- Ресурси підтримки: Вважайте ресурси підтримки як підключені ресурси.
- Будівництво, випуск, запуск: Розділіть етапи будівництва та запуску.
- Процеси: Виконуйте додаток як один або кілька безстатевих процесів.
- Прив'язка до порту: Експортуйте сервіси через прив'язку до порту.
- Конкуренція: Масштабуйте через модель процесу.
- Використовуваність: Збільшуйте надійність з швидким запуском та завершенням.
- Паритет між Dev/Prod: Підтримуйте подібність між середовищами розробки, тестування та виробництва.
- Журнали: Розглядайте журнали як потоки подій.
- Адміністративні процеси: Виконуйте адміністративні завдання як одноразові процеси.
Проектування на основі API
Кожен мікросервіс повинен мати API для полегшення взаємодії з іншими сервісами. Це забезпечує те, що сервіси можуть взаємодіяти без сильної зв'язності, дозволяючи більшу гнучкість і масштабованість.
Самообслуговування агильної інфраструктури
Cloud-native додатки використовують самообслуговуючу агильну інфраструктуру, яка дозволяє командам масштабувати ресурси вгору чи вниз за потребою. Ця інфраструктура підтримує швидке розгортання і безперервне постачання оновлень програмного забезпечення.
Відмовостійке проектування
Проектування відмовостійких додатків є важливим у cloud-native розробці. Це передбачає створення розподілених архітектур та автоматизованих механізмів відновлення для забезпечення високої доступності та мінімізації часу простою при збої чи порушеннях.
Стратегії оптимізації витрат
Автоматичне масштабування
Автоматичне масштабування є ключовою стратегією для зниження витрат у cloud-native додатках. Воно моніторить продуктивність додатка та коригує потужність серверів для підтримки стабільної продуктивності за мінімальних витрат. Автоматичне масштабування усуває необхідність у ручному втручанні під час пікових навантажень, автоматично активуючи необхідні ресурси та інстанції.
Резервовані інстанції
Використання резервованих інстанцій (RI) може забезпечити значну економію. Сплачуючи заздалегідь за певну потужність хмари на визначений період (наприклад, рік), підприємства можуть отримати знижки до 75%.
Це особливо корисно для робочих навантажень з постійним попитом, які не потребують частого масштабування.
Spot інстанції
Spot інстанції надають ще один економічно ефективний варіант. Хмарні постачальники проводять аукціони на незайняту обчислювальну потужність за зниженими ставками. Ці інстанції підходять для робочих навантажень, які можуть справлятися з перериваннями, таких як пакетна обробка або безстатеві сервіси, і можуть значно знизити витрати.
Теплові карти та використання ресурсів
Використання теплових карт для візуалізації попиту на обчислювальні ресурси допомагає ідентифікувати ресурси, які можна вимкнути або зменшити під час періодів низького використання. Цей підхід забезпечує, щоб сервіси працювали тільки коли це необхідно, усуваючи оплату за невикористані ресурси та зменшуючи загальні витрати на хмару.
Масштабування мікросервісів
Архітектура мікросервісів дозволяє масштабувати окремі сервіси залежно від конкретних вимог робочого навантаження. Цей модульний підхід забезпечує ефективний розподіл ресурсів, обробляючи різні рівні попиту без впливу на весь додаток. Масштабуючи тільки ті сервіси, які потребують більше ресурсів, компанії можуть зменшити витрати та мінімізувати витрати.
Безстатеві компоненти та оптимізація витрат
Варіанти обчислень
Безстатеві компоненти в архітектурі мікросервісів можуть використовувати економічно ефективні варіанти обчислень, такі як Amazon EC2 Spot інстанції. Ці інстанції пропонують незайняту потужність EC2 за зниженими ставками і є ідеальними для робочих навантажень, які можуть справлятися з перериваннями. Крім того, використання варіантів обчислень, оптимізованих для витрат, таких як AWS Graviton для кожної групи автоскейлінгу, може ще більше знизити витрати, зберігаючи високу продуктивність.
Висновки
Cloud-native дизайн та архітектура мікросервісів є критичними для оптимізації витрат і підвищення ефективності хмарних додатків. Дотримуючись методології дванадцяти факторів додатків, використовуючи проектування на основі API та впроваджуючи самообслуговуючу агильну інфраструктуру, компанії можуть забезпечити масштабовані, відмовостійкі та економічно ефективні додатки.
Автоматичне масштабування, резервовані інстанції, spot інстанції та використання теплових карт є важливими стратегіями для оптимізації витрат. Можливість масштабувати окремі мікросервіси та використовувати варіанти обчислень, оптимізовані для витрат, додатково підвищує ефективність використання ресурсів і знижує непотрібні витрати.
Підсумовуючи, технічні аспекти cloud-native дизайну та оптимізації витрат у мікросервісах обертаються навколо модульної архітектури, ефективного управління ресурсами та використання передових функцій хмарних обчислень для мінімізації витрат і максимізації продуктивності додатків.
Для того, щоб прочитати більше блогів, відвідайте наш вебсайт: https://www.improwised.com/blog/
Перекладено з: Cloud-Native Design and Cost Optimization in Microservices