معجزه ای به نام PaaS

امروزه معماری در نرم‌افزار می‌تواند نقش زیادی در عملکرد و پایداری و توسعه نرم‌افزار داشته باشد. معماری مایکروسرویس (microservices architecture) با فواید و ویژگی‌های خود در طراحی نرم‌افزار جاگیزین شکل سنتی معماری‌های نرم‌افزار شده است. در این مقاله به نقش مهمorchestrator ‌ها   در مدل ارائه شده PaaS خواهیم پرداخت. به جهت روشن شدن و درک عمیق نسبت بهorchestrator ‌ها لازم است کمی‌ با معماری مایکروسرویس در نرم‌افزار آشنا شویم.

در معماری مایکروسرویس که امروزه صنعت نرم‌افزار به سمت آن گام بر می‌دارد، نرم‌افزار تبدیل بهcomponent ‌ها و اجزا و سرویس‌های مختلف کوچک می‌شود. هر قسمت وcomponent  در نرم‌افزار توسط تیم توسعه مربوط به خود کد نویسی می‌شود و نهایتا هر تیم image مربوط به توسعه component  خود را ارائه می‌کند.

در مجموع با اجرا و یا deploy  شدن کلیهimage ‌های مربوط بهcomponent ‌های مختلف نرم‌افزار، اصطلاحا نرم‌افزار run و یا up می‌شود. به سبب بهره گیری از معماری مایکروسرویس نرم‌افزار می‌تواند با قدرت و پایداری بالایی به کاربران خود سرویس دهی کند.

ویژگی‌های معماری مایکروسرویس

به روز رسانی سریع

در این نوع معماری با توجه به اینکه نرم‌افزار به اجزا و بخش‌های متوسط و کوچک تقسیم شده است در صورت نیاز،  با سرعت بالا می‌توان هر بخش را به صورت مجزا به روز رسانی کرد، چرا که هر بخش شامل سرویس مربوط به خود می‌باشد و توسعه دهنده بدون اینکه نیاز به تغییر در کل نرم‌افزار باشد، فقط کافیست به بخش یا component  مربوطه در نرم‌افزار مراجعه و موارد مد نظر خود را به روز رسانی کند.

load سریع نرم‌افزار

با توجه به  تبدیل شدن نرم‌افزار به اجزای کوچک و سبک، نرم‌افزار در این نوع معماری با سرعت بالاتری نسبت به مدل‌های سنتی load  می‌شود، چرا که کافیست هر قسمت و بخش طراحی شده  نرم‌افزار به صورت مجزا اجرا شود و در مجموع اجرا شدن اجزاء مختلف نرم‌افزار می‌تواند منجر به up شدن نرم‌افزار با سرعت بالا گردد چرا که در معماری مایکروسرویس نرم‌افزار به بخش‌های سبک تبدیل شده است و هر بخش با توجه به سبک بودن به سادگی load می‌گردد.

عیب یابی با سرعت بالاتر

کافیست در صورت بروز مشکل نرم‌افزار، تشخیص داده شود که مشکل مربوط به کدام یک از اجزاء نرم‌افزار می‌باشد، با این تشخیص توسعه دهنده به سرعت در کد نویسی بخش مربوطه مراجعه و اقدام به عیب یابی می‌کند، برای عیب‌یابی دیگر نیازی به بررسی و عیب یابی کل نرم‌افزار نیست و فقط بخش مربوطه که دچار مشکل شده است بررسی می‌گردد و این امر می‌تواند در سرعت عیب یابی نرم‌افزار تاثیر به سزایی داشته باشد.

خطاهای نرم‌افزاری

در صورتیکه یکی از اجزاء نرم‌افزار دچار مشکل شود، این مشکل باعث نمی‌شود کل نرم‌افزار از کار بیفتد و تنها بخش و component مربوطه در نرم‌افزار کار نمی‌کند و در کل نرم‌افزار up   خواهد بود.

به کارگیری تکنولوژی‌های مختلف

در این نوع معماری نرم‌افزار، با توجه به اینکه هر سرویس و یا بخش  به صورت جداگانه از بخش دیگر توسعه داده می‌شود، توسعه دهنگان می‌توانند از انواع مختلف زبان‌های برنامه‌نویسی در طراحی نرم‌افزار بهره‌مند شوند. به عنوان مثال بخش سرویس شماره یک نرم‌افزار می‌تواند با زبان PHP و بخش سرویس شماره دو نرم‌افزار می‌تواند با زبان دیگر توسعه یابد، این ویژگی دست توسعه دهنگان در به کارگیری انواع مختلف تکنولوژی‌ها در زبان‌های کد نویسی را باز نگه می‌دارد.

به کارگیری ساده API

اجزاء مختلف نرم‌افزار می‌توانند به صورت مجزا و حتی در صورت نیاز به صورت ایزوله از یکدیگر عمل کنند و در این نوع معماری مدیریت بین اجزاء نرم‌افزار باAPI ‌ها می‌تواند کارامد باشد. به عبارتی نرم‌افزار می‌تواند با استفاده ازAPI ‌های مختلف برای ارتباط بین اجزاء مختلف نرم‌افزار و حتی کاربران performance  بالایی ارائه دهد.

قابلیت کانتینر سازی و استفاده از فضای ابری

یکی از دلایل اصلی که توسعه دهنگان را به سمت معماری مایکروسرویس در طراحی نرم‌افزار هدایت می‌کند قابلیت کانتینتر سازی و استفاده از فضای ابری است. با توجه به  تبدیل شدن نرم‌افزار به سرویس‌ها و بخش کوچک و مجزا از هم، توسعه دهنگان  می‌توانند برای هر component   و بخش  image مجزا آن بخش را نوشته و توسعه دهند و این امر مهم می‌تواند نرم‌افزار را به قابلیت‌های مهم کانتتینر سازی تجهیز کند. قابلیتی که استفاده از آن در فضای ابری ، بسیار مفید و کارا خواهد بود.

نقش داکر (docker) در معماری مایکروسرویس

امروزه کمتر توسعه دهندگانی وجود دارند از مزیت‌های کانتینر سازی و dockerize  سازی اجزا نرم‌افزارمطلع نباشند. در معماری مایکروسرویس زمانیکه نرم‌افزاری up می‌شود می‌تواند نتیجه  اجرا شدن دهها و صدها image داکری باشد. با اجرا شدن هر image برای هر بخش نرم‌افزار در معماری مایکروسرویس، کانتینر و یا instance از image مربوطه اجرا می‌شود. اجرا شدنimage ‌های مختلف مربوط به اجزاء نرم‌افزار، کانتینر‌های مختلفی را ایجاد می‌کند که نتیجه ایجاد شدن کانتینر‌ها  بالا آمدن نرم‌افزار و ارائه سرویس  به  کاربران خواهد بود.

Orchestration در نرم‌افزار

همانطور که تشریح شد یکی از اهداف مهم توسعه دهنگان در معماری مایکروسرویس، کانتینر سازی در نرم‌افزار می‌باشد. هر نرم‌افزار می‌تواند نتیجه به وجود آمدن صد‌ها کانتینر باشد که یکی از ابزار‌های محبوب در این مورد Docker  می‌باشد.ِ Dockerمی‌تواند با راه اندازی کانتینر‌ها منجر به  تولد کاتنیر‌ها (container create) شود.

با توجه به تعدد کانتینر‌ها و اهمیت مدیریت آنها Orchestrator ‌ها ایجاد شدند. Orchestrator‌ها ابزار‌های مفید و با ویژگی‌های منحصر هستند که وظیفه  مدیریت کانتینر و Deploy  کردنimage ‌های مختلف را بر عهده دارند.

از قابلیت‌های مهمOrchestrator‌ها اجرای کانتینر‌ها در سطح کلاستر می‌باشد. با توجه به قدرتOrchestrator ‌ها می‌توان صد‌ها و حتی هزاران کانتینتر را در سطح کلاستر مدیریت کرد.امروزه  توسعه دهندگان  نرم‌افزار‌های خود را در سطح کلاستر UP می‌کنند و راه اندازی کلاستر می‌تواند میزان پایداری نرم‌افزار را به شکل قابل توجهی افزایش دهد.

مزایای Orchestrator در راه اندازی کلاستر

به کارگیریOrchestrator ‌ها در سطح کلاستر مزایای بی شماری دارند که به دو مورد از آنها اشاره می‌کنیم.

HA (high availability)

با به کارگیریOrchestrator ‌ها می‌توان هر component نرم‌افزاری را در معماری مایکروسرویس همیشه در دسترس داشت. نرم‌افزارهایی که توسعه دهنگان در غالب component ‌های مختلف در معماری مایکروسرویس طراحی می‌کنند می‌توانند در  Backendکلاستر خود از مکانیزم‌های مختلف H.A  بهره مند باشند، به طوریکه اگر component  در سطح کلاستر Down  شد، سریعا  کانتینری دیگر جایگزین آن شود و مشکلی برای نرم‌افزار به جود نیاید.

Auto scale

این قابلیت می‌تواند مانند یک معجزه در دنیای کانتینر‌ها عمل کند. با توجه به میزان usage کانتینر‌ها از منابع سخت افزاری، مکانیزمی‌ وجود دارد که قادر به تشخیص وضعیت نرم‌افزار خواهد بود. این مکانیزم می‌تواند وضعیت درخواست‌ها و ترافیک سمت کانتینر‌ها را بررسی کند، و در صورت لزوم تعداد کانتینر‌های مربوطه را به صورت اتومات افزایش دهد. به عنوان مثال نرم‌افزاری طراحی شده است که به دلایلی به صورت ناگهانی ترافیک آن با توجه به استفاده کاربران افزایش یافته است Orchestrator .از این موضوع آگاه می‌شود و تعداد کانتینر‌ها را به صورت اتومات افزایش می‌هد تا  اجرای نرم‌افزار با مشکل مواجه نشود، حتی در صورت کم شدن میزان درخواست‌ها به سمت نرم‌افزار Orchestratorتعداد کانتینتر‌های در حال اجرا را کاهش خواهد داد و این قابلیت  می‌تواند استفاده بهینه از سخت افزار را با خود به همراه داشته باشد.

معرفی دو Orchestrator معروف و پر کاربر

Docker swarm

محصول شرکت داکر می‌باشد. برای به کار گیری در scale ‌های کوچک و متوسط نرم‌افزاری می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرید Docker swarm سادگی زیادی در راه اندازی کلاستر دارد. کارکردن و مدیریت آن به سادگی ممکن خواهد بود.

Kubernetes

یکی ازOrchestrator‌های پیشرفته به حساب می‌آیند، که توسط گوگل معرفی و توسعه داده شده است. و با توجه به متن باز بودن آن قابلیت توسعه دارد و مناسب برای به کار گیری در scale ‌های بزرگ نرم‌افزاری می‌باشد. راه اندازی و مدیریت کلاستر Kubernetes پیچیدگی‌های خاص خود را دارد اما به سبب ویژگی‌ها که می‌تواند در کلاستر ارائه کند گزینه مورد استفاده بسیاری از توسعه دهنگان می‌باشد.

توسعه Kubernetes در PaaS

با توجه به ویژگی‌های منحصر به فردی که Kubernetes دارد توسعه دهنگان برای سهولت و کاهش پیچیدگی‌های موجود داشبورد‌ها و محصولاتی برای مدیریت کلاستر‌های Kubernetes طراحی و توسعه داده‌اند.از میان محصولات مختلف می‌توان به rancher  و openshift  اشاره کرد که کمک به کاهش پیچیدگی‌ها در راه اندازی کلاستر‌ها و نوشتن مانیفست‌های مختلف Kubernetes   کرده‌اند. برای سهولت توسعه دهنگان در بهره‌مندی از ویژگی‌های Orchestrator ‌ها، مدل کلودی ارائه شدهPaaS (platform as a services) ، پنل‌ها و داشبود‌هایی با امکانات  Orchestratorطراحی کرده است تا بتوان در بستر Cloud  به سادگی هر چه تمام از مزیت‌هایOrchestrator ‌هایی  همچون Kubernetes بهره‌مند شد.

Best practic

امروزه ویژگی‌ها و اهمیت استفاده از فضای ابری (cloud) بر همه توسعه دهنگان آشکار شده است و همچنین معماری نرم‌افزار به سمت microservices در حرکت می‌باشد که یکی از دلایل اصلی به کارگیری چنین معماری، استفاده از کانتینر‌ها در نرم‌افزار‌ها می‌باشند. برای راه اندازی کلاستر‌ها جهت  deployکردنcomponent ‌های مختلف نرم‌افزاری، به کارگیری Orchestrator‌ها اهمیت بسیار زیادی دارد. ترکیب همه این ویژگی‌ها در معجزه ای به نام PaaS   پیاده سازی شده است.

معجزه PaaS در application ‌ها

PaaS پلت فرمی ‌که توسط PaaS provider ‌ها ارئه می‌شود تمام ویژگی‌های Best practic در deploy  کردن نرم‌افزار را با خود به همراه دارد. سرویس بسیار مفیدی که در backend خود از فضای ابری همراه با پنل مدیریت سادهOrchestrator ‌ها بهره مند می‌باشد.امروزه در سرویس PaaS همه چیز برای توسعه دهنگان مهیا و آمده شده است تا بهترین خود را (نرم‌افزار) توسعه و معرفی کنند.

نتیجه

با توجه به پیشرفت  تکنولوژی در دنیای امروزه تمام موارد مورد نیاز برای طراحی و اجرای یک نرم‌افزار و حتی برای راه اندازی  وب سایت‌ها مهیا شده است. سرویس PaaS  می‌تواند معجزه‌ای در دنیای توسعه باشد. معجزه‌ای که با به کارگیری از به روز ترین تکنولوژی‌ها در کنار هم، بهترین بستر برای راه‌اندازی وب سایت‌ها و توسعه نرم‌افزار‌های مختلف را مهیا کرده است. معجزه ای که برای توسه دهندگان مایکروسرویسی، بهترین فضای کلود را در نظر گرفته است و بهترین Orchestrator را به نحوی توسعه داده است که با سادگی هر چه تمام می‌توان image ‌های مختلف را Deploy  کرد. سادگی یک کلیک در مرورگر خود…!