À medida que os aplicativos se tornam mais complexos, os desenvolvedores mudaram de uma arquitetura monolítica para microsserviços para dimensionar mais facilmente os serviços individuais e atender às expectativas dos usuários. 

Devido à sua escalabilidade, os microsserviços se tornaram populares para desenvolver aplicativos modernos baseados na Web, em dispositivos móveis e na nuvem. De fato, grandes empresas como a Netflix, Uber e Amazon se afastaram de uma arquitetura monolítica em favor de microsserviços, o que demonstra a confiabilidade de um arquitetura de microsserviços.

Continue lendo para saber mais sobre por que você deve usar microsserviços, como criar e dimensionar microsserviços, os benefícios do dimensionamento, os possíveis problemas que você pode enfrentar e as ferramentas disponíveis para ajudar.

O que são microsserviços?

Os microsserviços são uma arquitetura de desenvolvimento de software que organiza um aplicativo como uma coleção de serviços fracamente acoplados. Cada serviço é autônomo e executa uma tarefa específica. Os microsserviços se comunicam entre si por meio de APIs. 

Por exemplo, o microsserviço de autenticação de usuário pode fornecer uma API que permite que o microsserviço de catálogo de produtos verifique a identidade de um usuário antes de retornar informações sobre o produto.

Os microsserviços oferecem muitos benefícios em relação aos aplicativos monolíticos tradicionais, incluindo:

    • Escalabilidade: Você pode dimensionar os microsserviços de forma independente, facilitando o aumento ou a redução conforme necessário.
    • Resiliência: Se um microsserviço falhar, os outros microsserviços poderão continuar funcionando, tornando os aplicativos baseados em microsserviços mais resistentes a falhas. 
    • Agilidade: Você pode desenvolver e implantar microsserviços de forma independente, facilitando a alteração do aplicativo sem afetar todo o sistema.

Por que dimensionar microsserviços?

Há vários motivos pelos quais você precisa dimensionar seus microsserviços. Esses motivos incluem: 

    • Lidar com o aumento do tráfego: À medida que seu aplicativo se torna mais popular, talvez seja necessário dimensionar os microsserviços para lidar com mais tráfego.
    • Melhorar o desempenho: Os microsserviços podem ser dimensionados de forma independente, para que você possa dimensionar microsserviços específicos que estejam se tornando gargalos.
    • Aumento da confiabilidade: Se um microsserviço falhar, os outros microsserviços poderão continuar operando, tornando seu aplicativo mais confiável.
    • Redução de custos: Ao dimensionar os microsserviços de forma eficiente, você pode otimizar o uso de recursos e reduzir os custos de infraestrutura.

Para ilustrar a utilidade de uma arquitetura de microsserviços, imagine que você esteja operando um aplicativo de comércio eletrônico que precisa ser ampliado durante a temporada de férias para lidar com o aumento do tráfego ou um aplicativo de mídia social que precisa ser ampliado durante um grande evento, como a Copa do Mundo ou uma eleição. 

Como dimensionar microsserviços

Existem duas formas principais para dimensionar os microsserviços:

    • Dimensionamento horizontal: Isso envolve adicionar mais instâncias de microsserviço para lidar com o aumento da carga. É o tipo mais comum de dimensionamento para microsserviços. É possível adicionar novos contêineres ou máquinas virtuais para distribuir a carga entre várias instâncias.
    • Dimensionamento vertical: Isso envolve aumentar os recursos (CPU, memória etc.) de uma instância de microsserviço existente para lidar com a carga adicional. Embora possa proporcionar um aumento de desempenho a curto prazo, tem limites. A longo prazo, é mais econômico usar o dimensionamento horizontal.

Aqui estão algumas dicas para dimensionar os microsserviços de forma eficaz:

Monitore o desempenho de seus microsserviços
É importante monitorar o desempenho dos seus microsserviços para garantir que eles estejam sendo dimensionados de forma eficaz. Você pode usar várias ferramentas para monitorar o desempenho dos microsserviços, como o Prometheus e o Grafana.

Use uma plataforma de gerenciamento de microsserviços
Uma plataforma de gerenciamento de microsserviços pode ajudá-lo a gerenciar a implantação, o dimensionamento e o monitoramento de seus microsserviços. Algumas plataformas populares de gerenciamento de microsserviços incluem Kubernetes e Istio. A próxima seção discutirá como você pode gerenciar o dimensionamento com o Kubernetes.

Projete seus microsserviços para aumentar a escalabilidade
Ao projetar seus microsserviços, você deve ter em mente a escalabilidade. Você deve projetar seus microsserviços para que sejam fracamente acoplados e sem estado. Isso facilita o dimensionamento horizontal de seus microsserviços.

O dimensionamento de microsserviços pode ser um tópico complexo, mas é crucial para a execução de um aplicativo bem-sucedido baseado em microsserviços. Seguindo as dicas acima, você pode garantir o dimensionamento eficaz.

Dimensionamento de microsserviços com o Kubernetes

O Kubernetes é uma plataforma de orquestração de contêineres que pode ser usada para gerenciar a implantação, o dimensionamento e a rede de microsserviços. O Kubernetes facilita o dimensionamento horizontal dos microsserviços, adicionando ou removendo instâncias de microsserviços conforme necessário.

Você pode usar um HorizontalPodAutoscaler (HPA) para dimensionar microsserviços com o Kubernetes. Um HPA é um objeto do Kubernetes que monitora as métricas de um microsserviço e dimensiona automaticamente o número de instâncias do microsserviço com base nessas métricas.

Algumas métricas de destino comuns incluem o uso da CPU, o uso da memória e a latência da solicitação. Ele começará a monitorar a métrica de destino do microsserviço. Se a métrica de destino exceder ou ficar abaixo dos limites especificados, o HPA aumentará ou diminuirá o microsserviço de acordo.

Por exemplo, você pode criar um HPA para um microsserviço que define o uso da CPU de destino como 80%. Se o uso da CPU do microsserviço exceder 80%, o HPA aumentará o microsserviço em uma réplica. Se o uso da CPU do microsserviço cair abaixo de 80%, o HPA reduzirá o microsserviço em uma réplica.

Dimensionamento de microsserviços com o Docker Swarm

O dimensionamento de microsserviços com o Docker Swarm é uma alternativa ao Kubernetes para gerenciar aplicativos em contêineres. O Docker Swarm oferece uma solução de orquestração mais simples e leve, o que o torna adequado para implantações em menor escala.

Para dimensionar microsserviços com o Docker Swarm, você pode usar um serviço. Um serviço é um objeto do Docker Swarm que define um conjunto de contêineres que devem ser executados. O Docker Swarm dimensiona automaticamente o número de contêineres em um serviço com base na demanda do serviço.

Para criar um serviço, você precisa especificar o seguinte:

    • O nome do serviço
    • A imagem do contêiner que você deseja executar
    • O número de réplicas do contêiner que você deseja executar
    • As portas que você deseja expor no contêiner

Depois de criar um serviço, o Docker Swarm começará a implantar os contêineres no serviço para os hosts do Docker no cluster. O Docker Swarm também monitorará a demanda pelo serviço e dimensionará o número de contêineres no serviço de acordo.

Por exemplo, você pode criar um serviço para um microsserviço que define o número de réplicas como 3. O Docker Swarm executará três instâncias do microsserviço nos hosts do Docker no cluster. Se a demanda pelo microsserviço aumentar, o Docker Swarm iniciará automaticamente novas instâncias de microsserviço. Se a demanda pelo microsserviço diminuir, o Docker Swarm interromperá automaticamente as instâncias do microsserviço.

O dimensionamento com o Docker Swarm oferece uma solução de orquestração mais simples e menos complexa do que o Kubernetes. Ele é adequado para projetos e equipes menores que desejam aproveitar a conteinerização e os recursos básicos de orquestração sem a complexidade adicional do Kubernetes. No entanto, o Kubernetes pode oferecer recursos mais avançados e opções de escalabilidade para arquiteturas de microsserviços maiores e mais complexas.

Problemas potenciais com o dimensionamento

O dimensionamento de microsserviços pode trazer vários problemas e desafios potenciais que você deve gerenciar cuidadosamente para garantir a estabilidade e o desempenho do seu aplicativo. Aqui estão alguns problemas comuns dos quais você deve estar ciente ao dimensionar os microsserviços:

    • Complexidade: O dimensionamento de microsserviços pode ser mais complexo do que o dimensionamento de aplicativos monolíticos porque você precisa gerenciar o dimensionamento de cada microsserviço individualmente.
    • Interdependências: Os microsserviços podem ser interdependentes, portanto, é necessário garantir que você esteja dimensionando todos os microsserviços dependentes juntos.
    • Consistência de dados: Manter a consistência entre os microsserviços pode ser um desafio, especialmente ao distribuir seus dados. Dados inconsistentes podem levar a erros de aplicativos e comportamentos inesperados.
    • Monitoramento e depuração: À medida que o número de microsserviços cresce, o monitoramento e a depuração se tornam mais desafiadores. Você precisa de ferramentas e práticas eficazes para rastrear solicitações e diagnosticar problemas.

Ferramentas para dimensionamento de microsserviços

O dimensionamento de microsserviços exige uma combinação de ferramentas e práticas bem escolhidas. Aqui está uma lista de ferramentas para ajudá-lo a gerenciar sua arquitetura de microsserviços.

Containerização e orquestração

    • Kubernetes: Plataforma de orquestração de contêineres para gerenciamento, dimensionamento e implantação de microsserviços.
    • Docker: Plataforma de conteinerização para empacotar microsserviços e suas dependências.

Segurança e gerenciamento de identidade

    • OAuth 2.0 e OpenID Connect (OIDC): Padrões para autenticação e autorização seguras em microsserviços.
    • Capa de chave: Uma solução de gerenciamento de identidade e acesso de código aberto.

Dimensionamento do banco de dados

    • Couchbase Capella: Uma plataforma de banco de dados em nuvem NoSQL. Você pode saber mais sobre os recursos de dimensionamento multidimensional do Couchbase aqui.
    • Apache Cassandra: Um banco de dados NoSQL altamente escalável.
    • Cluster MySQL: Uma solução de banco de dados distribuído para alta disponibilidade e escalabilidade.

Implementação e configuração

    • Leme: Um gerenciador de pacotes para aplicativos Kubernetes.
    • Personalizar: Uma ferramenta autônoma para personalizar objetos do Kubernetes por meio de um arquivo de personalização.

Monitoramento e observabilidade

    • Prometeu: Um popular kit de ferramentas de monitoramento e alerta de código aberto projetado para oferecer confiabilidade e escalabilidade.
    • Grafana: Uma ferramenta de visualização e monitoramento frequentemente usada com o Prometheus.
    • Jaeger: Um sistema de rastreamento distribuído para monitoramento e solução de problemas de microsserviços.

Registro e análise de registros

    • Pilha ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana): Uma pilha popular para registro centralizado e análise de registros.
    • Fluentd: Um coletor de dados de código aberto para uma camada de registro unificada.

Conclusão

Embora o uso de uma arquitetura de microsserviços possa dificultar a manutenção da consistência dos dados e introduzir desafios de monitoramento e depuração, ela é benéfica em última análise devido à sua escalabilidade e resiliência. Com as ferramentas certas, você poderá gerenciar com eficiência sua arquitetura de microsserviços e criar aplicativos dimensionáveis e de alto desempenho.

Você pode saber mais sobre microsserviços e escalabilidade analisando os seguintes recursos: 

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Postado por Marketing de produto do Couchbase

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