Тимчасова архітектура розподілених систем визначає, як компоненти в системі взаємодіють, обмінюються даними та обробляють запити. Ось ключові типи архітектур, пояснені з прикладами:
1. Архітектура клієнт-сервер
Опис:
У цій моделі система поділяється на два основні компоненти:
- Клієнти: Запитують послуги або дані.
- Сервери: Надають послуги або дані.
Як це працює:
Клієнти надсилають запити до сервера, а сервер обробляє і відповідає на них.
Приклади:
- Веб-застосунки: Браузери виступають у ролі клієнтів і взаємодіють з веб-серверами, такими як Apache або NGINX.
- Системи електронної пошти: Поштові клієнти (Outlook) запитують і отримують електронні листи з серверів (Gmail).
2. Архітектура рівних (P2P)
Опис:
У цій архітектурі всі вузли рівні і виконують функції як клієнтів, так і серверів, без центрального управління.
Як це працює:
Кожен вузол безпосередньо взаємодіє і обмінюється ресурсами (наприклад, файлами) з іншими.
Приклади:
- Обмін файлами: BitTorrent для обміну великими файлами.
- Блокчейн: Вузли перевіряють і діляться даними в децентралізованих мережах, таких як Bitcoin.
3. Триступенева архітектура
Опис:
Ця архітектура розділяє систему на три шари для кращої масштабованості та підтримки:
- Шар подання: Інтерфейс користувача (UI).
- Шар додатків: Бізнес-логіка і обробка.
- Шар даних: База даних і зберігання.
Як це працює:
Клієнт взаємодіє з шаром подання, який передає запити до шару додатків. Шар додатків обробляє запит і отримує дані з шару даних.
Приклади:
- E-Commerce додатки: Вебсайти, такі як Amazon або Flipkart.
- Банківські додатки: Мобільні додатки, які розділяють інтерфейс користувача, бізнес-логіку і базу даних.
4. Архітектура мікросервісів
Опис:
Система розділяється на маленькі, незалежні сервіси, які спілкуються через API. Кожен сервіс орієнтований на конкретну функціональність.
Як це працює:
Кожен мікросервіс працює незалежно, розгортається окремо і взаємодіє через REST, gRPC або системи обміну повідомленнями.
Приклади:
- Netflix: Мікросервіси управляють рекомендаціями, стрімінгом і обліковими записами користувачів окремо.
- Uber: Окремі сервіси для запитів на поїздки, оплат і сповіщень.
5. Архітектура орієнтованих сервісів (SOA)
Опис:
SOA схожа на мікросервіси, але орієнтується на більші сервіси, кожен з яких виконує більш загальні функції. Сервіси взаємодіють через Enterprise Service Bus (ESB).
Як це працює:
Сервіси зламані на більш слабко пов'язані та багаторазово використовувані компоненти, які спілкуються через стандартизовані протоколи.
Приклади:
- Системи бронювання подорожей: Окремі сервіси для рейсів, готелів і авто.
- Банківські системи: Сервіси для кредитів, рахунків і підтримки клієнтів.
6. Подієво-орієнтована архітектура
Опис:
Система реагує на події (наприклад, дії користувачів або зміни в системі) і ініціює дії.
Як це працює:
Компоненти генерують події, а інші компоненти (підписники) слухають їх і реагують.
Приклади:
- IoT системи: Сенсори генерують події (наприклад, зміни температури), що призводять до запуску дій, таких як включення вентиляторів.
- Платформи для торгівлі цінними паперами: Сповіщення про зміни цін або виконання угод.
7. Архітектура розподіленого сховища даних
Опис:
Дані розподіляються по кількох вузлах для забезпечення високої доступності та продуктивності. Вузли працюють разом для обробки запитів і зберігання даних.
Як це працює:
Дані розподіляються і реплікуються між вузлами, що забезпечує стійкість до помилок і масштабованість.
Приклади:
- Google Bigtable: Розподілена база даних для зберігання даних на великому масштабі.
- Cassandra: NoSQL база даних для високої доступності.
Архітектура "Shared-Nothing"
Опис:
Кожен вузол працює незалежно і не ділиться ресурсами, такими як пам'ять або сховище, з іншими вузлами.
Як це працює:
Вузли спілкуються через повідомлення та керують своїми ресурсами окремо.
Приклади:
- Веб-пошукові системи: Інфраструктура Google для індексації та запитів даних.
- E-Commerce вебсайти: Горизонтальне масштабування з використанням незалежних серверів.
9. Архітектура без серверів
Опис:
Розробники зосереджуються на написанні коду, тоді як хмарний провайдер управляє інфраструктурою.
Як це працює:
Код виконується в тимчасових контейнерах, які активуються подіями, без необхідності керувати серверами.
Приклади:
- AWS Lambda: Запуск коду для завантаження файлів або обробки HTTP запитів.
- Google Cloud Functions: Відповіді на виклики API або зміни в базі даних.
Висновок
Архітектури розподілених систем варіюються залежно від конкретних завдань. Вибір правильної архітектури залежить від таких факторів, як масштабованість, стійкість до відмов і вимоги до продуктивності. Кожна модель — чи то клієнт-сервер, мікросервіси, чи рівні рівні (peer-to-peer) — має свою унікальну роль у роботі сучасних цифрових систем.
Перекладено з: Types of Distributed System Architectures