マイクロサービス・アーキテクチャ

ソフトウェア開発は、数年前とは比べものにならないほど進歩しました。今日、開発者の生活を楽にする、既製のコードスニペットやフレームワークが利用可能です。さらに、 ノーコードプラットフォームが、ソフトウェアアプリケーションの開発をよりシンプルかつ迅速にします。そして、この最適化を可能にしたある種の構築モデルやアーキテクチャが見られるようになりました。

マイクロサービスを利用する多くのプロジェクトは、そのメリットを実感しています。マイクロサービス・アーキテクチャに正確な定義はありませんが、それを採用するすべてのプロジェクトに共通する側面があります。スケーラブルデリバリー、ドメイン駆動設計、インフラの自動化などの技術革新が高まっているため、マイクロサービスは日に日に普及しているのです。ここでは、マイクロサービス・アーキテクチャとその前段階について見ていきましょう。

マイクロサービスとは何か？

マイクロサービス・アーキテクチャ・スタイルは、ソフトウェア製品を作るためのユニークなアプローチです。これは、明確な接続とアクションを持つ単一機能ユニットを集中的に作成することを目的としています。これらのモジュールの1つ1つが特定の機能を担当し、より複雑なビジネス機能や問題を解決するために、わかりやすい API ゲートウェイを介して他のソフトウェアシステムと相互作用することができます。

より多くの企業が アジャイルモデルの ような方法論を採用し始めたため、マイクロサービスは広く使われるようになりました。このアーキテクチャスタイルには多くの利点があり、 Netflix、Amazon、PayPalなどの有名ブランドが採用している。マイクロサービス・アーキテクチャのおかげで、ソフトウェア・システムをより速く拡張することができます。これは主に、アプリに新しい機能を追加する時間が短縮されるからです。

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このようなアーキテクチャスタイルは、ビジネス機能を念頭に置いて作成されており、完全に自動化されたデプロイメント装置を使用して個別にデプロイすることができる。これらのサービスは、さまざまなプログラミング言語でプログラムされ、さまざまなデータ保存方法を利用することができますが、中央で最小限の管理しか行われません。APIゲートウェイを使用することで、多くのプロセスもよりシンプルになります。

マイクロサービス・アーキテクチャは、サービス指向アーキテクチャと混同されることが多い。マイクロサービス・アーキテクチャは、SOA の一部の支持者が好んでいるものに非常に近い。マイクロサービス愛好者の中には、SOA の呼称を拒否する人もいるが、マイクロサービスをサービス指向アーキテクチャの1つと見なす人もいる。

モノリシック・アーキテクチャ

モノリシック・アーキテクチャにおけるすべてのアクティビティは密接に関連し、統一されたプラットフォームとして動作する。このことは、プログラムの1つのコンポーネントが需要増に見舞われた場合、完全なモノリシック・アーキテクチャを拡張する必要があることを意味する。モノリシック・アプリケーションのコードベースが拡張されると、新しい機能の追加や既存の機能のアップデートが難しくなります。この複雑さにより、イノベーションが制限され、新しいコンセプトの実装が困難になります。モノリシックデザインは、相互に依存し、緊密にリンクした多くの操作を含むため、単一のコンポーネントが何らかのエラーを起こした場合のリスクが高くなります。

マイクロサービスアーキテクチャでは、アプリケーションの各プロセスは、別々のコンポーネントによってサービスとして実行されます。各サービスは特定の機能を持ち、ビジネス機能を念頭に置いて設計されています。各コンポーネントは別々に運用されるため、特定のプログラム機能に対する需要に合わせてアップグレード、起動、拡張することができる。

マイクロサービスの主な特徴

マイクロサービス・アーキテクチャの主な特徴を紹介します。

複数の要素

マイクロサービスアーキテクチャは、いくつかの別々の構成要素に分割して運用することができます。これにより、システムの構造を崩すことなく、サービスの展開、変更、再展開を個別に行うことができます。アプリ全体を再展開するのではなく、この方法で特定の1つのサービスだけを変更すればよいのです。しかし、この方法には欠点もあります。たとえば、処理中の呼び出しではなくコストのかかるリモート呼び出しが必要になったり、要素間で任務を分散させる際に複雑さが増したりすることです。

ビジネス向けの設計

一般的に、マイクロサービス・アーキテクチャは、企業の目的と能力に基づいて構成されています。マイクロサービスアーキテクチャは、従来のモノリシックな成長戦略とは対照的に、様々な 開発 チームが特定のフォーカスを持つ、クロスファンクショナルなグループを使用します。各グループは、メッセージングバスを介して通信する独自のサービスに基づいて、特定の製品を生産します。

簡単なルーティング

従来のUNIX システムと同様に、マイクロサービスはクエリを受け取り、それを分析し、返信を生成します。エンタープライズ・サービス・バスなど、他のいくつかのテクノロジー・スタックは、逆に動作します。メッセージの順序付け、ルーティング、ビジネス制約の実装には、ハイテクソリューションが使用されます。マイクロサービスには、データストレージのフローを伝送するパイプと、データ管理とロジックを評価する スマートエンドポイントが 含まれます。

分散型

マイクロサービスは多様なシステムを包含しているため、従来の中央集権的なガバナンスの手法の方が優れている可能性があります。分散型ガバナンスは、マイクロサービスのエコシステムによって支持されています。マイクロサービスアーキテクチャは、情報システムの分散化を促進する。モノリシックなシステムでは、さまざまな 企業 アプリケーションが1つの論理データストレージを共有します。同時に、各サービスは通常、マイクロサービスシステムでそのデータ管理を維持します。

障害に強い

マイクロサービスアーキテクチャは、障害に対応できるように作られています。多くの異なるサービスが互いに影響し合っているため、サービスが壊れることはかなりあり得ることです。このような場合、ユーザーはシステムを静かに終了させ、近くのサービスは動作を継続させる必要があります。しかし、マイクロサービスを管理することで、誤動作の可能性を低くすることができます。この要件が、マイクロサービスをモノリシックデザインより難しくしている。

進化型

マイクロサービスアーキテクチャは、進化的な構造であり、進化的なネットワークに適している。このようなシステムでは、将来どのマシンがあなたのプログラムに接触するかを完全に予測することは不可能である。多くのプログラムはモノリシックなドメイン駆動型設計で始まるが、新しいニーズが生まれたときに、APIゲートウェイを使って以前のモノリシックなアーキテクチャの上で通信するマイクロサービスに徐々に変更することができる。

マイクロサービスのメリット

マイクロサービスアーキテクチャの独立したコンポーネント構造には、多くのメリットがあります。これまで述べてきた各機能がこれに寄与している。現在構築されているソフトウェア製品の多くは、インフラの自動化に依存しており、マイクロサービスはその一助となるものです。知っておくべきマイクロサービス・アーキテクチャの利点のいくつかを紹介します。

アジリティ

アジリティの高いマイクロサービスを使用することで、業務に責任を持つ小規模で自律的なグループを組織することができます。従業員は、定義された制約の中で、より自律的かつ効率的に仕事をすることが可能になります。他の開発チームやコンポーネントの効率や作業状況を気にする必要がない。開発のサイクルタイムが短縮される。これにより、ビジネス全体のスループットを向上させることができます。

適応性のあるスケーリング

マイクロサービスにより、各業務は、サポートするソフトウェアの要件に合わせて自律的に拡張することができます。これにより、開発チームは、インフラストラクチャの自動化要件を適切にスケーリングし、機能のコストを計算し、需要が増加した場合にサービスの可用性を確保することが可能になります。ビジネスでは、製品全体ではなく、製品のある単位を拡張する必要がある可能性が高くなります。このプロセスは、マイクロサービス・アーキテクチャによって大幅に簡素化されます。

シンプルなデプロイメント

ビジネスとデプロイの統合は、マイクロサービスによって可能になり、新しいコンセプトをテストし、何かが適合しない場合にスケールバックすることが容易になります。失敗の代償が少ないため、イノベーションが促進され、コードの更新が容易になります。新しいアイディアがあればこそ、競合他社に差をつけることができますが、マイクロサービス・アーキテクチャはこれを容易にしてくれます。

技術的な独立性

マイクロサービス・アーキテクチャは、one for allの哲学を堅持しません。チームは、特定の問題に対処するための理想的なソリューションを選択することができます。同じモデルやツールは、一部のコンポーネントにしか使えないかもしれませんし、ニーズに従って、必要なものを選択することができます。これにより、各モジュール、ひいてはそれを扱う各チームに、技術的な独立性が与えられます。

再利用可能なコード

管理しやすく、明確に定義されたコンポーネントに分解されたコードによって、チームはその機能を様々な方法で使用することができます。特定の目的のために作成されたサービスは、別の機能の基礎となることができます。その結果、プログラマーはコードをゼロから書き直すことなく、アプリに新機能を追加することができます。その代わり、同じようなコードを繰り返し書くことになり、冗長になって開発者のフラストレーションが溜まります。

復元力

複雑なソフトウェアプログラムには、必ずと言っていいほどエラーやミスが発生します。1つのユニットのエラーのためにシステム全体が停止するようでは、効率が悪い。サービス・オートノミーによって、プログラムの障害に対する回復力は高まります。モノリシックなアーキテクチャでは、1つの要素の障害でプログラム全体が停止する可能性がある。マイクロサービスを利用したプログラムは、サービス全体の故障に対して、崩壊するのではなく、能力を低下させることで対応する。故障した要素だけを修正すればよく、他のモジュールは通常通り動作させることができます。

マイクロサービス・アーキテクチャを始めるには？

以上見てきたように、マイクロサービス・アーキテクチャにはいくつかの利点があります。次のプロジェクトで検討するのに良い選択です。しかし、何から始めればいいのでしょうか？基本的な構造としては、モノリシックなシステムから始めて、後でマイクロサービス・アーキテクチャに移行することができます。従業員をチームに分割して構造化し、仕事を割り当てることができます。

マイクロサービスに着手する際に、機能設計の構造を覚えておくと便利です。また、別々のコンポーネントを独立してデプロイし、ホストすることも重要です。データ管理のオプションは、サービスに特化したものを選ぶようにしましょう。また、最適なテクノロジーを採用し、運用を一元化することも有効です。

マイクロサービスの例

多くの著名なテック企業は、アーキテクチャの簡素化、ソフトウェア開発の高速化、システムの応答性や更新能力の向上など、さまざまな目的でマイクロサービスを採用しています。また、インフラの自動化技術の発展も、このアーキテクチャの普及に寄与しています。ここでは、マイクロサービスアーキテクチャをシステムに採用しているマーケットリーダーをいくつか紹介します。

アマゾン

アマゾンの商用サイトは、設立当初は多層構造間の複雑なリンクを持つモノリスでした。そのため、更新やスケーラビリティのタスクが発生するたびに、失敗がないように慎重にソフトウェアを開発する必要がありました。この戦略は、当時としては一般的なものでした。モノリシック・アーキテクチャは、大企業が実施する大規模な技術構想の開発にも利用されていたのだ。

しかし、Amazonのユーザーベースが大きくなるにつれて、それに従事する人を追加で雇い、コードベースが大きくなっていきました。その結果、アーキテクチャの変更が難しくなり、処理コストの増加や開発ライフサイクルの長期化が発生した。

こうした問題を解決するため、Amazonは大規模なモノリシックシステムを、より小規模で自律的なエンタープライズ・アプリケーションに分割した。開発者は最初の段階でソースコードを調査し、単一の目的を果たすコードのセクションを分離しました。これが終わると、その単位をWebサービスレイヤーの中に封じ込めた。例えば、ボタンや計算機ごとに異なるモジュールが作成された。現在、Amazonは、AWS やApollo といった製品を開発・配布しており、他の企業がマイクロサービスを取り入れるのをより簡単にしています。

Netflix

Netflixは、Amazonと同様、マイクロサービスアーキテクチャ業界の先駆者です。ストリーミングの巨人がいくつかのスケーラビリティの問題とサービスの中断に遭遇したとき、その移転は2008年に始まりました。

Netflixのデータ管理システムがクラッシュし、加入者へのDVD出荷が3日間ブロックされたとき、同社はマイクロサービスへ移行する時期が来たと認識しました。Netflix は、クラウド移行の目的を達成するため、Amazon Web Services (AWS) をクラウドサプライヤーとして選択しました。

2009 年、Netflix は、モノリシックなアーキテクチャを 1 機能ずつマイクロサービスアーキテクチャに変換し始めた。まず、ユーザー向けではない映画スクリプトのプラットフォームを、独創的なマイクロサービス・アーキテクチャを用いてAWS クラウド上で動作するように変換することから始めました。その後、消費者向けシステムのマイクロサービスへの移行を開始し、2012年に移行を完了しました。

Uber

Uberも、AmazonやNetflixと同様に、事業拡大の壁からモノリシックな構造からの脱却を決断した。ライドシェアのネットワークは、急速に拡大する国際的な事業を組み合わせることが難しく、また新しいサービスを作り出し導入する際にも非効率的であった。また、アプリケーションの構造が複雑なため、基本的なシステムのアップグレードや調整でさえ、高度なスキルを持つプログラマーが必要な状態にまでなっていた。

Uberは、モノリシックなアプリケーションを、クラウドを活用したマイクロサービス・アーキテクチャに分割し、そのもたらす問題に対処した。その後、旅行データの管理や顧客管理など、会社の業務に特化したマイクロサービスもすぐに導入されました。

マイクロサービスは未来か？

マイクロサービスアーキテクチャは、企業システムを開発・展開する上で大きなメリットを持つ強力なコンセプトです。いくつかのプログラマーや企業は、マイクロサービスと分類される可能性のあるAPIゲートウェイを利用する戦略を、その名称を採用することなく、またその挙動を特定することなく、利用してきたSOA.

いくつかの技術スタックは、マイクロサービス・アーキテクチャが解決しようとする問題を解決しようとしている。例えば、UDDI 。しかし、それらは実装が複雑で、新しいシステムで一般的に使用されていない。 SaaS プログラム，ウェアラブル技術，モノのインターネットなど，複雑さとコミュニケーションニーズの高まりを考慮すると，マイクロサービス・アーキテクチャが有望であることは明らかである．

マイクロサービスが抱える問題の1つは、各ユニットが時間とともに共依存性を高めていくことです。このような状況では、サービスディスカバリーと同様にAPI Gatewayが非常に有効である。API Gatewayを構築することで、全てのユーザが1つのポイントから入ることができるので、API Gatewayは様々な顧客APIを提供することができるようになる。APIゲートウェイはさらに、リクエストを送信するためのクライアントの権限を確認するなどのセキュリティ対策を採用することもできる。

AppMasterはどのように役立つのか？

前にも述べたように、ノーコード開発は開発者のコーディングへの取り組み方を真に再定義するものです。異なるプログラミング言語や経験がなくても、普通の人が自分のアイデアをソフトウェア製品に作り上げることが可能になったのです。多くの便利な ノーコードプラットフォームや ツールの進歩により、このプロセスも容易になった。

AppMasterはそのようなプラットフォームの一つで、コーディングしなくても 製品を一から作る ことができる。あらゆる種類のアプリケーションのコードを作成することができ、開発者チーム全体を雇う心配もない。これは、はるかにシンプルで安価なプロセスです。作成したコードはあなただけのものなので、その所有権について心配する必要はありません。

現代のアーキテクチャ・スタイルとして、マイクロサービス・アーキテクチャは、複雑なアプリケーションやプロジェクトを開発するための非常に優れた安定したアーキテクチャ・スタイルである。AppMasterのプラットフォームは、マイクロサービス・バックエンドとマイクロサービス・フロントの原則に基づいて構築されています。このアーキテクチャ・スタイルにより、すべてが動的に拡張されます。つまり、あるコンポーネントの負荷が増加した場合、自動的なスケーリングが可能です。これは、マイクロサービス・アーキテクチャですべてのコンポーネントを分離しているおかげです。

製品全体をスケーリングして不必要なリソースを消費する代わりに、特定の必要なタスクを実行するコンポーネントだけをスケーリングすることができるようになりました。さらに、私たちのプラットフォームを通じて、デザイナーの助けを借りて、お客様にマイクロサービスのバックエンドを提供しています。私たちのプラットフォームだけで、多くのバックエンドマイクロサービスを作成することができます。

まとめ

もしあなたがマイクロサービス・アーキテクチャ・システムの全くの初心者であれば、小さく始める方が良いでしょう。まずは1つか2つのコンポーネントやモジュールからプロジェクトをスタートさせましょう。時間と経験を重ねれば、徐々にスケールアップすることができます。すでに基本的なモノリシックなシステムを持っていれば、このプロセスは少し楽になるでしょう。

ここまで、マイクロサービス・アーキテクチャとは何か、そしてその多くの利点について見てきました。現代のアプリケーションは、モノリシックなアーキテクチャ・スタイルでは、いずれ問題に直面することなく動作させることはできません。マイクロサービス・アーキテクチャにはいくつかの複雑な点がありますが、対応するものよりもはるかに良い選択です。マイクロサービス・アーキテクチャは、ソフトウェア・アプリケーションのスケールアップを可能にし、より革新的なものにします。