Mặc dù microservices và DevOps là các khái niệm riêng biệt với các chức năng độc lập, chúng thường được nhắc đến chung với nhau do lợi ích từ sự kết hợp chúng mang lại.

DevOps là quá trình hợp tác giữa các nhóm phát triển và vận hành, tạo điều kiện cho việc giao tiếp và tích hợp mượt mà. Phương pháp hợp tác này cải thiện quản lý cơ sở hạ tầng, bao gồm triển khai, lập kế hoạch năng lực, mở rộng quy mô, nâng cấp và các tác vụ vận hành. Các developer và các nhóm ứng dụng chịu trách nhiệm cho các mặt khác nhau của sản phẩm, bao gồm cơ sở dữ liệu, máy chủ và phần mềm.

Microservices, ngược lại, cung cấp một phương pháp hiện đại cho thiết kế phần mềm, nhấn mạnh vào việc tạo ra, triển khai, giám sát và quản lý nhiều thành phần riêng lẻ tạo nên một ứng dụng lớn hơn. Bởi vì DevOps và Agile thường hỗ trợ quy trình phát triển phần mềm, tính đa dạng của microservices tự nhiên hợp với các thực hành DevOps. Hơn nữa, quản lý vòng đời của microservices cần sự hợp tác và làm việc nhóm giữa các nhóm developer và vận hành, phản ánh tinh thần hợp tác của DevOps.

Các nhóm DevOps có kinh nghiệm có khả năng tích hợp một cách mượt mà kiến trúc microservices vào các dự án phát triển phần mềm, tận dụng các framework và quy trình vận hành hiệu quả của họ. Sự kết hợp này nhấn mạnh mối quan hệ cộng sinh giữa microservices và DevOps, nâng cao tính linh hoạt và hiệu quả của các dự án phát triển phần mềm hiện đại.

Những cân nhắc để chuyển đổi thành công sang Microservices 

Chuyển đổi sang một kiến trúc microservices thường đòi cần từ bỏ các mẫu thiết kế cổ điển, yêu cầu nhân sự làm kiến trúc và developer chấp nhận các nguyên tắc và mẫu thiết kế mới. Các yếu tố cân nhắc chính bao gồm về truy cập cơ sở dữ liệu, networking và thông điệp giao tiếp hiệu quả giữa các dịch vụ, tất cả đều đòi hỏi thời gian và chuyên môn để triển khai một cách hiệu quả.

Nguyên tắc thiết kế:

• Khả năng tích hợp cao: Các dịch vụ nên hạn chế kết hợp để tối ưu hóa việc sử dụng băng thông mạng.
• Giảm phụ thuộc: Giảm thiểu sự phụ thuộc giữa các dịch vụ để tăng cường tính linh hoạt và thuận lợi cho thiết kế mô-đun có thể tái sử dụng.
• Phạm vi trách nhiệm: Xác định ranh giới rõ ràng cho mỗi dịch vụ để tập trung vào yêu cầu kinh doanh cụ thể, khuyến khích việc có thể tái sử dụng các thành phần.
• Đáng tin cậy: Thiết kế các dịch vụ với khả năng chịu lỗi tối đa để ngăn chặn một sự cố của dịch vụ đơn lẻ ảnh hưởng đến toàn bộ ứng dụng.
• Phân tách dữ liệu: Tránh lưu trữ chia sẻ hoặc phụ thuộc dữ liệu; mỗi dịch vụ nên có quyền truy cập vào cơ sở dữ liệu hoặc tập tin lưu trữ của riêng nó.
• Tự động hóa: Sử dụng các công cụ tự động hóa như Kubernetes cho việc triển khai và quản lý hiệu quả các thành phần microservices.
• Sử dụng API: Nhấn mạnh vào thiết kế và quản lý API tốt để tạo điều kiện cho việc tương tác và giao tiếp giữa các dịch vụ.
• Giám sát: Triển khai các công cụ giám sát để theo dõi sức khỏe, hiệu suất và quản lý lưu lượng của mỗi dịch vụ để đạt được hiệu suất dịch vụ tốt nhất. 

Mẫu hành vi:

• Thiết kế phát hiện: Sử dụng cơ chế phát hiện phía khách hàng hoặc phía máy chủ để định vị và truy cập các dịch vụ có sẵn.
• Thiết kế đăng ký: Triển khai tự đăng ký hoặc đăng ký của bên thứ ba để theo dõi sự có sẵn của dịch vụ.
• Thiết kế luồng: Xác định các mẫu luồng làm việc giữa giao diện người dùng phía trước và dữ liệu phía sau bằng các mẫu thiết kế đã được thiết lập.
• Thiết kế Saga: Sử dụng các hướng dẫn quy trình để đảm bảo việc gửi thông điệp một cách có trật tự và khả năng phục hồi đáng tin cậy.
• Thiết kế đáng tin cậy: Kích hoạt nhiều lần gọi hoặc triển khai các mẫu cắt mạch để ngăn chặn các lỗi dây chuyền.
• Thiết kế chuyển tiếp: Tái cấu trúc các ứng dụng monolithic thành microservices bằng mô hình strangler pattern để phân đoạn các ứng dụng cũ và tạo ra các mô-đun tách rời. 

Ảnh hưởng của Cơ sở dữ liệu:

• Một cơ sở dữ liệu cho mỗi dịch vụ: Chỉ giao cho mỗi dịch vụ một cơ sở dữ liệu để hỗ trợ tính nhất quán và khả năng mở rộng.
• Cơ sở dữ liệu chia sẻ: Sử dụng cảnh báo khi nhiều dịch vụ chia sẻ một cơ sở dữ liệu để giảm thiểu các xung đột đồng thời.
• Thiết kế Saga: Triển khai các cơ chế giao dịch và xác nhận để hỗ trợ việc phục hồi lỗi.
• Thiết kế dựa trên sự kiện: Sử dụng cơ sở dữ liệu tĩnh để thu thập và lưu trữ các bản ghi sự kiện.

Mẫu tin nhắn:

• Loose và Tight Coupling: Cân nhắc về mức độ phụ thuộc và tần suất giao tiếp; các dịch vụ Loose Coupling (liên kết lỏng lẻo) yêu cầu nhiều tin nhắn hơn nhưng giảm thiểu các phụ thuộc.
• Giao tiếp Bất đồng bộ và Đồng bộ: Trong các ứng dụng dịch vụ nhỏ phức tạp, cân nhắc sử dụng kênh giao tiếp one-to-many để tối ưu hóa việc gửi tin nhắn.
• Message broker: Tận dụng các message broker gọn nhẹ để quản lý giao tiếp một cách nhanh chóng mà không cần chờ đợi phản hồi, từ đó tăng cường hiệu suất trong kiến trúc microservice. Các công cụ và nền tảng giao tiếp được lựa chọn theo yêu cầu của dự án. 

Các bước để triển khai Microservices hiệu quả

Triển khai microservices đòi hỏi phải có kế hoạch và thực hiện cẩn thận để tận dụng những lợi ích của kiến trúc này một cách hiệu quả. Mặc dù không có kế hoạch triển khai nào phù hợp cho tất cả, nhưng bạn có thể thực hiện theo các bước chính sau đây để tối ưu hóa quy trình triển khai và giảm thiểu các rủi ro phổ biến:

1. Sử dụng đám mây: Sử dụng tính mở rộng và tài nguyên theo yêu cầu của public cloud cho triển khai microservices trên container. Trong khi trung tâm dữ liệu truyền thống chỉ có thể triển khai một cách hạn chế, thì hạ tầng đám mây cung cấp các công cụ điều phối cơ bản và cơ sở hạ tầng hiệu quả về chi phí cho triển khai microservices.
2. Ưu tiên sự linh hoạt: Thiết kế microservices như các thực thể không có trạng thái (Stateless), có khả năng dừng, khởi động lại, vá lỗi và mở rộng mà không làm gián đoạn các dịch vụ hoặc ứng dụng khác. Giảm thiểu sự phụ thuộc giữa các dịch vụ để ngăn không biến kiến trúc microservices thành một kiến trúc monolithic phân tán.
3. Phân quyền truy cập dữ liệu: Đảm bảo mỗi dịch vụ truy cập các tài nguyên dữ liệu của riêng nó để duy trì tính nhất quán của dữ liệu và ngăn ngừa xung đột. Áp dụng các thiết kế cơ sở dữ liệu phù hợp cho từng tác vụ, cho phép thay đổi trên một cơ sở dữ liệu hoặc cửa hàng dữ liệu mà không ảnh hưởng đến các dịch vụ khác.
4. Phân nhỏ Silos: Tổ chức các nhóm chức năng chéo quanh các ứng dụng microservices để thúc đẩy sự hợp tác và sự linh hoạt như DevOps để nhanh chóng giải quyết các vấn đề.
5. Tự động hóa triển khai: Thực hiện các framework tự động hóa để tối ưu hóa quy trình triển khai, cho phép đưa dịch vụ mới vào giai đoạn production một cách hiệu quả và sửa lỗi nhanh chóng.
6. Thực hiện giám sát: Sử dụng các công cụ giám sát tùy chỉnh cho môi trường các thành phần động để theo dõi tình trạng và hiệu suất của từng dịch vụ. Đảm bảo tự động hóa triển khai tích hợp với các công cụ giám sát, ghi log và báo cáo để có được cái nhìn toàn diện.
7. Quản lý log tập trung: Lưu trữ log tập trung trong bộ nhớ lâu dài để ngăn ngừa mất dữ liệu và thuận tiện để phân tích. Cân nhắc sử dụng các công cụ phân tích log để có thông tin về hoạt động của microservices và khắc phục sự cố một cách hiệu quả.
8. Ưu tiên bảo mật: Giải quyết các vấn đề về bảo mật một cách tích cực bằng cách triển khai nhiều lớp biện pháp bảo mật. Mã hóa dữ liệu, bảo mật API bằng xác thực và ủy quyền thích hợp và thúc đẩy sự hợp tác giữa các nhóm phát triển, vận hành và bảo mật (DevSecOps).
9. Nâng cao testing: Điều chỉnh các kế hoạch testing để phù hợp với sự phức tạp của kiến trúc microservices. Test dịch vụ một cách độc lập, mô phỏng các phụ thuộc, và sử dụng hợp đồng testing để đảm bảo sử dụng API đúng với mong đợi. Chuẩn bị kế hoạch testing và rollback để giảm thiểu rủi ro một cách hiệu quả.
10. Áp dụng kỹ thuật versioning: Triển khai kiểm soát version để quản lý mảng dịch vụ đa dạng trong hệ sinh thái microservice một cách hiệu quả. Sử dụng các phương pháp URI versioning, header versioning, semantic versioning hoặc calendar versioning để quản lý các bản cập nhật và thành phần phụ thuộc một cách hiệu quả. 

Công cụ triển khai và quản lý Microservices

Với sự tích hợp của API, container và CI/CD, microservices được hỗ trợ từ một loạt các công cụ thiết kế, testing, triển khai và quản lý.

Kubernetes là lựa chọn hàng đầu cho việc điều chỉnh môi trường container, dù được triển khai cục bộ trong doanh nghiệp hay thông qua dịch vụ đám mây. Các công cụ điều chỉnh thay thế như Docker Swarm, Compose và HashiCorp Nomad cũng cung cấp các lựa chọn khả thi.

Ngoài điều chỉnh, các tổ chức có thể lựa chọn từ các công cụ testing, triển khai, giám sát và quản lý môi trường microservices khác nhau. Đối với testing, các công cụ điển hình bao gồm Gatling, Hoverfly, Jaeger, Pact, Vagrant, VCR và WireMock. Các công cụ quản lý API như API Fortress, Postman và Tyk hỗ trợ quản lý API. Các khung kiến trúc như Goa và Kong phù hợp với việc phát triển microservices và REST API.

Việc giám sát và quản lý microservices đặt ra những thách thức riêng biệt do tính phân tán của kiến trúc. Các công cụ tập trung vào tính quan sát, phát hiện lỗi và thu thập số liệu từ log là rất quan trọng. Các công cụ giám sát như Sentry, Sensu và Sumo Logic cung cấp thông tin, trong khi các công cụ log tập trung như Fluentd, Logstash, Ryslog và Loggly tối ưu hóa quản lý log. Đối với việc hiển thị log, có sẵn các lựa chọn như Scalyr, Graylog, Kibana và Sematext.

Các lớp service mesh, ví dụ như các giải pháp như Linkerd và Istio, hỗ trợ việc giao tiếp giữa các dịch vụ trong môi trường microservices phức tạp. Nó nâng cao tốc độ giao tiếp, bảo mật, khả năng hiển thị và sự đáng tin cậy bằng cách triển khai các tính năng như cân bằng tải theo độ trễ và phát hiện dịch vụ. Các nhà cung cấp đám mây lớn còn cung cấp các giải pháp bổ sung dành cho quản lý microservices.

Sự tiến bộ trong các công nghệ này, kết hợp với khả năng giám sát và ghi log chi tiết đã giảm bớt sự phức tạp của microservices, thúc đẩy sự áp dụng rộng rãi trong các tổ chức và nhóm developer.

Với dịch vụ của VNG Cloud, các doanh nghiệp có thể linh hoạt điều chỉnh giải pháp công nghệ của mình để phù hợp với yêu cầu hệ thống và điều kiện tài chính. Để biết thêm chi tiết về hệ sinh thái dịch vụ đa dạng của VNG Cloud, vui lòng liên hệ tới Hotline 19001549.