Memanfaatkan Docker untuk Arsitektur Layanan Mikro

Docker dan Layanan Mikro

Arsitektur layanan mikro telah menjadi semakin populer dalam beberapa tahun terakhir, karena menawarkan manfaat signifikan terkait skalabilitas, fleksibilitas, dan pemeliharaan untuk aplikasi perangkat lunak. Pada intinya, layanan mikro adalah pola arsitektur di mana satu aplikasi terdiri dari kumpulan layanan kecil yang independen, masing-masing bertanggung jawab atas fungsionalitas tertentu dan berkomunikasi satu sama lain melalui API . Modularitas ini memungkinkan pengembangan yang cepat, penerapan, pengujian yang lebih mudah, dan penskalaan aplikasi yang nyaman.

Dalam konteks ini, Docker muncul sebagai alat yang ampuh untuk bekerja dengan layanan mikro. Docker adalah platform sumber terbuka yang memfasilitasi pengembangan, penerapan, dan pengelolaan aplikasi melalui kontainerisasi. Ini memungkinkan pengembang untuk mengemas aplikasi dan dependensinya ke dalam wadah yang ringan dan portabel, memastikan bahwa aplikasi berjalan secara konsisten di berbagai lingkungan dan tahap pengembangan. Dengan memanfaatkan Docker, pengembang dapat secara efisien merampingkan proses pembuatan, pengelolaan, dan penskalaan layanan mikro.

Mengapa Menggunakan Docker untuk Arsitektur Layanan Mikro?

Docker dan layanan mikro cocok secara alami karena beberapa alasan utama.

Lingkungan Standar

Docker memungkinkan pengembang untuk membuat lingkungan aplikasi standar dengan mengemas semua komponen yang diperlukan, termasuk aplikasi itu sendiri, pustaka, dan dependensi, ke dalam satu unit mandiri yang disebut wadah. Standarisasi ini mengurangi risiko ketidakkonsistenan lingkungan yang dapat terjadi antara lingkungan pengembangan, pementasan, dan produksi, memastikan bahwa layanan mikro secara konsisten berperilaku seperti yang diharapkan.

Percepatan Pembangunan

Menggunakan wadah Docker secara signifikan mempercepat proses pengembangan untuk layanan mikro. Karena setiap wadah adalah lingkungan yang terisolasi, pengembang dapat mengerjakan layanan individual tanpa khawatir tentang ketergantungan atau pustaka yang bertentangan. Selain itu, gambar Docker dapat dengan mudah dibagikan di antara anggota tim, memungkinkan mereka untuk menerapkan dan menjalankan aplikasi dengan cepat di mesin lokal mereka, mempercepat pengembangan dan kolaborasi.

Portabilitas yang Ditingkatkan

Kontainer yang dibuat dengan Docker sangat portabel, memungkinkan pengembang untuk memindahkan aplikasi di antara berbagai lingkungan dan platform dengan mudah. Portabilitas ini memastikan bahwa layanan mikro dapat digunakan dan dijalankan secara konsisten pada sistem yang berbeda, terlepas dari infrastruktur yang mendasarinya. Hasilnya, tim pengembangan dapat berfokus untuk membangun aplikasi terbaik tanpa mengkhawatirkan nuansa khusus sistem.

Pengurangan Penggunaan Sumber Daya Sistem

Arsitektur layanan mikro berpotensi menyebabkan peningkatan konsumsi sumber daya karena setiap layanan dapat berjalan pada mesin terpisah, menimbulkan beban tambahan pada sumber daya sistem. Docker mengatasi masalah ini dengan membuat wadah ringan yang berbagi sumber daya dasar sistem host, mengurangi konsumsi sumber daya secara keseluruhan dibandingkan dengan menjalankan beberapa mesin virtual.

Manajemen Layanan Mikro Sederhana

Docker menyederhanakan pengelolaan dan pemantauan layanan mikro dengan menyediakan lingkungan yang konsisten untuk menerapkan dan menjalankan kontainer. Pengembang dapat menggunakan alat seperti Docker Compose untuk menentukan seluruh tumpukan aplikasi, termasuk layanan mikro individual dan ketergantungannya, sehingga memudahkan penerapan dan pengelolaan layanan secara koheren.

Mengkontainerkan Layanan Mikro dengan Docker

Mengkontainerkan layanan mikro dengan Docker melibatkan pembuatan Dockerfile yang berisi instruksi untuk membuat image Docker. Bagian ini akan memandu Anda melalui proses pengemasan layanan mikro sampel menggunakan Docker.

Buat file Docker

Dockerfile adalah skrip yang berisi instruksi untuk membuat image Docker. Dockerfile menentukan image dasar, kode sumber aplikasi, dependensi, dan konfigurasi yang diperlukan untuk menjalankan layanan. Buat file baru bernama `Dockerfile` di direktori root layanan mikro Anda.

Tentukan Gambar Dasar

Tentukan gambar dasar untuk layanan mikro Anda dengan menambahkan perintah `FROM` ke Dockerfile Anda. Gambar dasar adalah fondasi penampung Anda, menyediakan lingkungan runtime yang diperlukan. Memilih gambar dasar yang sesuai untuk layanan mikro Anda sangat penting, seperti gambar resmi minimal yang disediakan oleh Docker atau gambar khusus yang disesuaikan dengan kebutuhan Anda. Misalnya, jika layanan mikro Anda dikembangkan di Node.js, Anda dapat menggunakan baris berikut di Dockerfile Anda:

 FROM node:14

Tetapkan Direktori Kerja

Setel direktori kerja wadah menggunakan perintah `WORKDIR`. Direktori ini akan digunakan untuk menyimpan kode sumber dan dependensi aplikasi.

 WORKDIR /app

Salin Kode Sumber dan Dependensi

Salin kode sumber dan file apa pun yang diperlukan dari mesin lokal ke wadah menggunakan perintah `COPY`. Selain itu, instal dependensi yang diperlukan menggunakan pengelola paket seperti npm, pip, atau Maven.

 COPY package*.json ./ RUN npm install COPY . .

Buka Port Layanan

Ekspos port tempat layanan mikro dapat diakses menggunakan perintah `EKSPOS`. Ini akan memungkinkan komunikasi dengan layanan mikro dari wadah lain atau layanan eksternal.

Try AppMaster no-code today!

Platform can build any web, mobile or backend application 10x faster and 3x cheaper

Start Free

 EXPOSE 8080

Jalankan Aplikasi

Mulai layanan mikro menggunakan perintah `CMD`, dengan menentukan perintah yang diperlukan untuk menjalankan aplikasi.

 CMD ["npm", "start"]

Setelah membuat Dockerfile, buat image Docker dengan menjalankan perintah berikut di direktori yang sama dengan Dockerfile:

 docker build -t your-image-name .

Terakhir, jalankan wadah Docker menggunakan gambar yang baru dibuat:

 docker run -p 8080:8080 your-image-name

Layanan mikro Anda sekarang di-container dan berjalan di dalam container Docker. Proses ini dapat diulang untuk setiap layanan mikro di aplikasi Anda, memungkinkan Anda untuk mengembangkan, menguji, dan menerapkan layanan mikro Anda dengan cara yang efisien, efisien, dan konsisten.

Men-deploy dan Mengatur Kontainer Docker

Menyebarkan dan mengatur wadah Docker adalah bagian penting dari pengelolaan arsitektur layanan mikro. Alat orkestrasi kontainer mengotomatiskan penerapan, pengelolaan, dan penskalaan kontainer individu, memastikan bahwa layanan mikro bekerja sama secara efisien. Dua platform orkestrasi container yang populer adalah Kubernetes dan Docker Swarm.

Kubernetes

Kubernetes adalah platform orkestrasi wadah sumber terbuka yang mengotomatiskan penerapan, penskalaan, dan pengelolaan aplikasi dalam wadah. Ini diadopsi secara luas karena fitur-fiturnya yang kuat dan ekosistem yang kuat. Beberapa manfaat utama Kubernetes meliputi:

• Skalabilitas: Kubernetes menggunakan konfigurasi deklaratif untuk mengelola penskalaan kontainer, membuatnya lebih mudah untuk menskalakan aplikasi berdasarkan permintaan.
• Ketersediaan Tinggi: Kubernetes memastikan ketersediaan tinggi dengan mendistribusikan kontainer di berbagai node dan secara otomatis mengelola restart kontainer jika terjadi kegagalan.
• Load Balancing: Kubernetes dapat menyeimbangkan permintaan di antara beberapa contoh layanan mikro, meningkatkan kinerja dan toleransi kesalahan.
• Logging dan Pemantauan: Kubernetes terintegrasi dengan berbagai alat logging dan pemantauan, menyederhanakan pelacakan kesehatan dan kinerja aplikasi.

Kawanan Docker

Docker Swarm adalah solusi pengelompokan dan orkestrasi asli untuk kontainer Docker. Ini terintegrasi langsung ke platform Docker, menjadikannya pilihan yang sederhana dan intuitif untuk pengguna Docker. Docker Swarm menawarkan keuntungan sebagai berikut:

• Pengaturan Mudah: Docker Swarm tidak memerlukan instalasi atau konfigurasi ekstensif. Ini beroperasi mulus dengan Docker CLI dan API, membuat penggelaran dan pengelolaan kontainer menjadi sederhana.
• Penskalaan: Docker Swarm memungkinkan pengguna untuk menskalakan layanan dengan cepat dan efisien dengan menyesuaikan jumlah replika kontainer untuk setiap layanan.
• Load Balancing: Docker Swarm secara otomatis mendistribusikan permintaan di antara kontainer, meningkatkan kinerja dan ketahanan aplikasi.
• Penemuan Layanan: Docker Swarm menyertakan server DNS tertanam untuk penemuan layanan, memungkinkan kontainer untuk menemukan dan berkomunikasi satu sama lain.

Sumber gambar: Docker Docs

Kubernetes dan Docker Swarm adalah alat orkestrasi populer untuk mengelola wadah Docker dalam arsitektur layanan mikro. Memilih alat yang tepat bergantung pada persyaratan spesifik aplikasi Anda dan infrastruktur serta keahlian tim yang ada.

Membuat Aplikasi Layanan Mikro Docker

Mari ikuti langkah-langkah untuk membuat aplikasi layanan mikro Docker:

1. Design Microservices: Pisahkan aplikasi Anda menjadi beberapa layanan modular kecil yang dapat dikembangkan, diterapkan, dan diskalakan secara independen. Setiap layanan mikro harus memiliki tanggung jawab yang jelas dan berkomunikasi dengan orang lain melalui API atau antrean pengiriman pesan.
2. Buat Dockerfiles: Untuk setiap layanan mikro, buat Dockerfile yang menentukan image dasar, kode aplikasi, dependensi, dan konfigurasi yang diperlukan untuk membangun image Docker. Gambar ini digunakan untuk menerapkan layanan mikro sebagai wadah.
3. Bangun Gambar Docker: Jalankan perintah Docker build untuk membuat gambar Docker untuk setiap layanan mikro, dengan mengikuti instruksi yang ditentukan dalam Dockerfiles terkait.
4. Buat Jaringan: Bangun jaringan antar wadah untuk memungkinkan komunikasi antar layanan mikro. Jaringan dapat dilakukan menggunakan Docker Compose atau alat orkestrasi kontainer seperti Kubernetes atau Docker Swarm.
5. Konfigurasikan Penyeimbangan Beban: Siapkan penyeimbang muatan untuk mendistribusikan permintaan di antara instans layanan mikro, memastikan kinerja yang optimal dan toleransi kesalahan. Gunakan alat seperti Kubernetes Ingress atau load balancing bawaan Docker Swarm.
6. Terapkan Layanan Mikro: Terapkan layanan mikro Anda sebagai kontainer Docker menggunakan platform orkestrasi kontainer pilihan Anda. Ini akan menciptakan lingkungan tempat layanan mikro dapat berjalan, berkomunikasi satu sama lain, dan menskalakan sesuai permintaan.

Setelah semua langkah ini selesai, aplikasi layanan mikro akan aktif dan berjalan, dengan setiap layanan mikro diterapkan sebagai wadah Docker.

Memantau dan Menskalakan Layanan Mikro Docker

Pemantauan dan penskalaan sangat penting untuk memastikan kinerja, keandalan, dan efisiensi aplikasi layanan mikro Docker. Berikut adalah beberapa strategi utama untuk dipertimbangkan:

Pemantauan

Alat pemantauan membantu melacak kesehatan dan kinerja wadah Docker, memastikan bahwa layanan mikro Anda berjalan secara optimal. Beberapa alat pemantauan populer meliputi:

Try AppMaster no-code today!

Platform can build any web, mobile or backend application 10x faster and 3x cheaper

Start Free

• Prometheus : Toolkit pemantauan dan peringatan sumber terbuka yang kuat untuk lingkungan kemas, termasuk integrasi dengan Grafana untuk visualisasi dan peringatan.
• Datadog : Platform observabilitas komprehensif yang dapat menggabungkan metrik kontainer, log, dan pelacakan, memberikan wawasan real-time ke dalam kinerja aplikasi.
• ELK Stack : Kombinasi dari Elasticsearch, Logstash, dan Kibana, digunakan untuk pencarian terpusat, analisis, dan visualisasi log dari kontainer Docker.

Pastikan penyiapan pemantauan Anda mengumpulkan metrik, log, dan data kinerja yang relevan untuk mengidentifikasi potensi masalah dan memecahkan masalah secara efektif.

Penskalaan

Menskalakan layanan mikro Docker melibatkan penyesuaian jumlah kontainer yang menjalankan setiap layanan untuk beradaptasi dengan berbagai beban kerja dan tuntutan. Platform orkestrasi container seperti Kubernetes dan Docker Swarm memfasilitasi penskalaan otomatis, sehingga Anda dapat berfokus pada peningkatan fungsionalitas aplikasi.

• Penskalaan Horizontal: Penskalaan horizontal melibatkan peningkatan atau penurunan jumlah instans untuk setiap layanan mikro berdasarkan permintaan. Ini dapat dicapai dengan menyesuaikan replika yang diinginkan untuk setiap layanan dalam konfigurasi platform orkestrasi.
• Penskalaan Vertikal: Penskalaan vertikal memerlukan penyesuaian sumber daya yang dialokasikan ke masing-masing wadah, seperti batas CPU dan memori. Ini memastikan pemanfaatan sumber daya yang optimal dan dapat dikelola melalui konfigurasi platform orkestrasi.

Dengan memantau dan menskalakan aplikasi layanan mikro Docker secara efektif, Anda dapat memaksimalkan efisiensi dan memastikan ketersediaan, kinerja, dan ketahanan yang tinggi.

Praktik Terbaik untuk Docker dan Layanan Mikro

Menggunakan Docker dalam arsitektur layanan mikro menawarkan banyak manfaat, tetapi untuk memaksimalkan potensinya dan memastikan proses pengembangan dan penerapan yang mulus, penting untuk mengikuti beberapa praktik terbaik:

1. Minimalkan ukuran gambar Docker: Menjaga gambar Docker tetap kecil membantu mengurangi waktu pembuatan dan konsumsi sumber daya, yang sangat penting dalam arsitektur layanan mikro. Manfaatkan build multi-tahap, gunakan image dasar yang kecil dan sesuai, dan hapus file yang tidak diperlukan dari image akhir.
2. Arsitektur berlapis untuk gambar Docker: Susun gambar Docker Anda menggunakan arsitektur berlapis untuk mempercepat waktu pembuatan. Lapisan di-cache oleh Docker selama proses pembuatan, artinya jika konten lapisan tidak berubah, lapisan tersebut tidak akan dibangun kembali. Atur Dockerfile Anda untuk memanfaatkan fitur ini, menempatkan lapisan yang sering diubah di bagian akhir file.
3. Pemberian tag dan versi gambar yang konsisten: Beri tag dan versi gambar Anda dengan benar untuk melacak perubahan dengan mudah dan kembali ke versi sebelumnya jika perlu. Ini membantu menjaga stabilitas aplikasi dan menyederhanakan pemecahan masalah.
4. Terapkan logging dan pemantauan: Gabungkan solusi logging dan pemantauan untuk mengelola dan mengamati layanan mikro kemas Anda secara efektif. Docker menyediakan driver logging asli, tetapi Anda juga dapat mengintegrasikan alat pihak ketiga yang dirancang untuk arsitektur layanan mikro, seperti Elasticsearch, Logstash, dan Kibana (ELK Stack) atau Prometheus.
5. Mengadopsi platform orkestrasi kontainer: Gunakan alat orkestrasi kontainer seperti Kubernetes atau Docker Swarm untuk mengotomatiskan tugas penerapan, penskalaan, dan pengelolaan. Alat-alat ini menangani tugas kompleks seperti penyeimbangan beban, pembaruan bergulir, dan penskalaan otomatis, memastikan layanan mikro Anda berfungsi secara efisien dan efektif.
6. Tingkatkan keamanan: Tingkatkan keamanan layanan mikro kemas Anda dengan menerapkan prinsip hak istimewa terkecil, menggunakan gambar dasar yang aman, dan meminimalkan permukaan serangan dengan membatasi jumlah paket yang diinstal. Aktifkan segmentasi jaringan antar layanan dan pindai kerentanan di image Docker Anda.
7. Gunakan variabel lingkungan untuk konfigurasi: Pisahkan konfigurasi dari gambar Docker dan gunakan variabel lingkungan untuk memisahkan masalah dengan lebih baik. Ini memastikan bahwa satu image Docker dapat dikonfigurasi secara berbeda untuk berbagai lingkungan, meningkatkan fleksibilitas, dan mengurangi duplikasi.

Kesimpulan

Memanfaatkan Docker dalam arsitektur layanan mikro memungkinkan pengembang dan organisasi memperoleh manfaat penuh dari containerisasi, yang menghasilkan aplikasi yang lebih gesit, efisien, dan dapat diskalakan. Dengan mengikuti praktik terbaik yang diuraikan di atas, Anda dapat dengan mulus mengintegrasikan Docker ke dalam proses pengembangan dan penerapan Anda dalam arsitektur layanan mikro, mengubah cara Anda membangun dan memelihara aplikasi Anda.

Selain itu, mengintegrasikan Docker dengan platform tanpa kode seperti AppMaster dapat membantu meningkatkan pengalaman pengembangan aplikasi Anda. AppMaster memungkinkan pengguna untuk membuat aplikasi web, seluler, dan backend secara visual, dan kode sumber yang dihasilkan dapat dimasukkan ke dalam wadah dan dikelola menggunakan Docker untuk penerapan yang lancar dan dapat diskalakan. Menggabungkan kekuatan Docker dan AppMaster dapat sangat meningkatkan proses pengembangan aplikasi, menjadikannya lebih efisien, hemat biaya, dan lebih cepat dari sebelumnya.