شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية: إتقان اكتشاف الخدمة وتوازن التحميل للتطبيقات العالمية

في المشهد المتطور بسرعة لتطوير الويب، أصبح اعتماد الخدمات المصغرة حجر الزاوية لبناء تطبيقات قابلة للتطوير ومرنة وقابلة للصيانة. في حين أن الخدمات المصغرة كانت تقليديًا اهتمامًا بالواجهة الخلفية، فإن صعود بنيات الواجهات الأمامية المصغرة يجلب مبادئ مماثلة إلى الواجهة الأمامية. يقدم هذا التحول مجموعة جديدة من التحديات، لا سيما حول كيفية تواصل هذه الوحدات الأمامية المستقلة، أو الواجهات الأمامية المصغرة، والتعاون بفعالية. هنا يأتي مفهوم شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية، التي تستفيد من مبادئ شبكات خدمات الواجهة الخلفية لإدارة هذه المكونات الأمامية الموزعة. جوهر هذه الشبكة هما قدرتان حاسمتان: اكتشاف الخدمة و توازن التحميل. سيتعمق هذا الدليل الشامل في هذه المفاهيم، ويستكشف أهميتها، واستراتيجيات التنفيذ، وأفضل الممارسات لبناء تطبيقات واجهة أمامية عالمية قوية.

فهم شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية

قبل الغوص في اكتشاف الخدمة وتوازن التحميل، من الضروري فهم ما تتضمنه شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية. على عكس الواجهات الأمامية المتجانسة التقليدية، تقوم بنية الواجهة الأمامية المصغرة بتقسيم واجهة المستخدم إلى قطع أصغر وقابلة للنشر بشكل مستقل، غالبًا ما تكون منظمة حول قدرات الأعمال أو رحلات المستخدم. يمكن تطوير هذه القطع ونشرها وتوسيع نطاقها بشكل مستقل من قبل فرق مختلفة. تعمل شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية كطبقة تجريد أو إطار تنسيق يسهل التفاعل والتواصل والإدارة لهذه الوحدات الأمامية الموزعة. تشمل المكونات والمفاهيم الرئيسية ضمن شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية غالبًا:

• الواجهات الأمامية المصغرة: تطبيقات أو مكونات الواجهة الأمامية الفردية والمكتفية ذاتيًا.
• التعبئة (Containerization): تستخدم غالبًا لتعبئة ونشر الواجهات الأمامية المصغرة بشكل متسق (على سبيل المثال، باستخدام Docker).
• التنسيق (Orchestration): يمكن لمنصات مثل Kubernetes إدارة نشر ودورة حياة حاويات الواجهات الأمامية المصغرة.
• بوابة الواجهة البرمجية / خدمة الحافة (API Gateway / Edge Service): نقطة دخول مشتركة لطلبات المستخدم، توجهها إلى الواجهة الأمامية المصغرة المناسبة أو خدمة الواجهة الخلفية.
• اكتشاف الخدمة: الآلية التي تجد بها الواجهات الأمامية المصغرة بعضها البعض أو خدمات الواجهة الخلفية وتتواصل معها.
• توازن التحميل: توزيع حركة المرور الواردة عبر مثيلات متعددة لواجهة أمامية مصغرة أو خدمة واجهة خلفية لضمان التوفر والأداء.
• قابلية الملاحظة (Observability): أدوات لمراقبة وتسجيل وتتبع سلوك الواجهات الأمامية المصغرة.

الهدف من شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية هو توفير البنية التحتية والأدوات لإدارة التعقيد الناشئ عن هذه الطبيعة الموزعة، مما يضمن تجارب مستخدم سلسة حتى في البيئات الديناميكية للغاية.

الدور الحاسم لاكتشاف الخدمة

في نظام موزع مثل بنية الواجهة الأمامية المصغرة، تحتاج الخدمات (في هذه الحالة، الواجهات الأمامية المصغرة وخدمات الواجهة الخلفية المرتبطة بها) إلى أن تكون قادرة على تحديد موقع بعضها البعض والتواصل معها ديناميكيًا. غالبًا ما يتم تشغيل الخدمات، أو تقليص حجمها، أو إعادة نشرها، مما يعني أن مواقع شبكتها (عناوين IP والمنافذ) يمكن أن تتغير بشكل متكرر. اكتشاف الخدمة هو العملية التي تمكن الخدمة من العثور على موقع الشبكة لخدمة أخرى تحتاج إلى التفاعل معها، دون الحاجة إلى تكوين يدوي أو ترميز ثابت.

لماذا يعتبر اكتشاف الخدمة ضروريًا لخدمات الواجهة الأمامية المصغرة؟

• البيئات الديناميكية: عمليات النشر السحابية الأصلية ديناميكية بطبيعتها. الحاويات مؤقتة، والتحجيم التلقائي يمكن أن يغير عدد المثيلات قيد التشغيل للخدمة في أي لحظة. إدارة عناوين IP/المنافذ يدويًا غير ممكنة.
• فك الارتباط (Decoupling): يجب أن تكون الواجهات الأمامية المصغرة مستقلة. يقوم اكتشاف الخدمة بفك ارتباط مستهلك الخدمة عن منتجها، مما يسمح للمنتجين بتغيير موقعهم أو عدد المثيلات دون التأثير على المستهلكين.
• المرونة (Resilience): إذا أصبح مثيل خدمة واحد غير صحي، يمكن لاكتشاف الخدمة مساعدة المستهلكين في العثور على بديل صحي.
• قابلية التوسع (Scalability): مع زيادة حركة المرور، يمكن تشغيل مثيلات جديدة من الواجهة الأمامية المصغرة أو خدمة الواجهة الخلفية. يسمح اكتشاف الخدمة بتسجيل هذه المثيلات الجديدة وجعلها متاحة للاستهلاك على الفور.
• استقلالية الفريق: يمكن للفرق نشر وتوسيع نطاق خدماتها بشكل مستقل، مع العلم أن الخدمات الأخرى يمكنها العثور عليها.

أنماط اكتشاف الخدمة

هناك نمطان أساسيان لتنفيذ اكتشاف الخدمة:

1. الاكتشاف من جانب العميل (Client-Side Discovery)

في هذا النمط، يكون العميل (الواجهة الأمامية المصغرة أو طبقة التنسيق الخاصة بها) مسؤولاً عن الاستعلام عن سجل الخدمة لاكتشاف موقع الخدمة التي يحتاجها. بمجرد حصوله على قائمة بالمثيلات المتاحة، يقرر العميل أي مثيل سيتصل به.

كيف يعمل:

1. تسجيل الخدمة: عندما تبدأ الواجهة الأمامية المصغرة (أو مكون الواجهة الخلفية الخاص بها) التشغيل، فإنها تسجل موقع شبكتها (عنوان IP، المنفذ) في سجل خدمة مركزي.
2. الاستعلام عن الخدمة: عندما تحتاج الواجهة الأمامية إلى الاتصال بخدمة معينة (على سبيل المثال، تحتاج واجهة أمامية مصغرة 'catalog-product' إلى جلب بيانات من خدمة واجهة خلفية 'api-product')، فإنها تستعلم عن سجل الخدمة للمثيلات المتاحة للخدمة المستهدفة.
3. توازن التحميل من جانب العميل: يقوم سجل الخدمة بإرجاع قائمة بالمثيلات المتاحة. ثم يستخدم العميل خوارزمية توازن التحميل من جانب العميل (مثل التوزيع الدوراني، أقل اتصالات) لاختيار مثيل وإجراء الطلب.

الأدوات والتقنيات:

• سجلات الخدمات: Eureka (Netflix)، Consul، etcd، Zookeeper.
• مكتبات العميل: المكتبات التي توفرها هذه الأدوات والتي تتكامل مع تطبيق الواجهة الأمامية أو إطار العمل الخاص بك للتعامل مع التسجيل والاكتشاف.

إيجابيات الاكتشاف من جانب العميل:

• بنية تحتية أبسط: لا حاجة لطبقة وكيل مخصصة للاكتشاف.
• اتصال مباشر: تتواصل الواجهات الأمامية مباشرة مع مثيلات الخدمة، مما قد يقلل من زمن الاستجابة.

سلبيات الاكتشاف من جانب العميل:

• تعقيد في العميل: يحتاج تطبيق الواجهة الأمامية إلى تنفيذ منطق الاكتشاف وتوازن التحميل. يمكن أن يكون هذا تحديًا في أطر عمل الواجهة الأمامية.
• ارتباط وثيق بسجل الخدمة: يرتبط العميل بواجهة برمجة تطبيقات سجل الخدمة.
• خاص باللغة/إطار العمل: يحتاج منطق الاكتشاف إلى تنفيذه لكل مكدس تقني للواجهة الأمامية.

2. الاكتشاف من جانب الخادم (Server-Side Discovery)

في هذا النمط، يقوم العميل بإجراء طلب إلى موجه أو موازن تحميل معروف. يكون هذا الموجه/موازن التحميل مسؤولاً عن الاستعلام عن سجل الخدمة وتوجيه الطلب إلى مثيل مناسب للخدمة المستهدفة. العميل غير مدرك لمثيلات الخدمة الأساسية.

كيف يعمل:

1. تسجيل الخدمة: على غرار الاكتشاف من جانب العميل، تسجل الخدمات مواقعها في سجل خدمة.
2. طلب العميل: يرسل العميل طلبًا إلى عنوان ثابت ومعروف للموجه/موازن التحميل، وغالبًا ما يحدد الخدمة المستهدفة بالاسم (على سبيل المثال، GET /api/products).
3. التوجيه من جانب الخادم: يتلقى الموجه/موازن التحميل الطلب، ويستعلم عن سجل الخدمة للمثيلات الخاصة بخدمة 'products'، ويختار مثيلاً باستخدام توازن التحميل من جانب الخادم، ويوجه الطلب إلى هذا المثيل.

الأدوات والتقنيات:

• بوابات الواجهة البرمجية (API Gateways): Kong، Apigee، AWS API Gateway، Traefik.
• وكلاء شبكة الخدمات (Service Mesh Proxies): Envoy Proxy (المستخدم في Istio، App Mesh)، Linkerd.
• موازنات التحميل السحابية: AWS ELB، Google Cloud Load Balancing، Azure Load Balancer.

إيجابيات الاكتشاف من جانب الخادم:

• واجهات أمامية مبسطة: لا تحتاج تطبيقات الواجهة الأمامية إلى تنفيذ منطق الاكتشاف. إنها تجري طلبات فقط إلى نقطة نهاية معروفة.
• تحكم مركزي: تتم إدارة منطق الاكتشاف والتوجيه مركزيًا، مما يسهل التحديثات.
• غير معتمد على اللغة: يعمل بغض النظر عن مكدس تقنية الواجهة الأمامية.
• قابلية ملاحظة معززة: يمكن للوكلاء المركزيين التعامل بسهولة مع التسجيل والتتبع والمقاييس.

سلبيات الاكتشاف من جانب الخادم:

• قفزة إضافية: يقدم قفزة شبكة إضافية عبر الوكيل/موازن التحميل، مما قد يزيد من زمن الاستجابة.
• تعقيد البنية التحتية: يتطلب إدارة بوابة واجهة برمجية أو طبقة وكيل.

اختيار اكتشاف الخدمة المناسب لخدمات الواجهة الأمامية المصغرة

بالنسبة لخدمات الواجهة الأمامية المصغرة، خاصة في بنية الواجهة الأمامية المصغرة حيث قد يتم تطوير أجزاء مختلفة من واجهة المستخدم من قبل فرق مختلفة باستخدام تقنيات مختلفة، فإن الاكتشاف من جانب الخادم غالبًا ما يكون النهج الأكثر عملية وقابلية للصيانة. هذا لأن:

• استقلالية الإطار (Framework Independence): يمكن لمطوري الواجهة الأمامية التركيز على بناء مكونات واجهة المستخدم دون القلق بشأن دمج مكتبات اكتشاف خدمة معقدة.
• الإدارة المركزية: يمكن إدارة مسؤولية اكتشاف وتوجيه خدمات الواجهة الخلفية أو حتى الواجهات الأمامية المصغرة الأخرى بواسطة بوابة واجهة برمجية أو طبقة توجيه مخصصة، والتي يمكن صيانتها بواسطة فريق منصة.
• الاتساق: يضمن آلية اكتشاف موحدة عبر جميع الواجهات الأمامية المصغرة سلوكًا متسقًا وتصحيح أخطاء أسهل.

ضع في اعتبارك سيناريو حيث يحتوي موقع التجارة الإلكترونية الخاص بك على واجهات أمامية مصغرة منفصلة لقائمة المنتجات، وتفاصيل المنتجات، وعربة التسوق. قد تحتاج هذه الواجهات الأمامية المصغرة إلى استدعاء خدمات واجهة خلفية مختلفة (على سبيل المثال، خدمة-منتجات، خدمة-مخزون، خدمة-عربة). يمكن لبوابة الواجهة البرمجية أن تعمل كنقطة دخول واحدة، وتكتشف مثيلات خدمة الواجهة الخلفية الصحيحة لكل طلب، وتوجهها وفقًا لذلك. وبالمثل، إذا احتاجت واجهة أمامية مصغرة إلى جلب بيانات يتم عرضها بواسطة واجهة أمامية مصغرة أخرى (على سبيل المثال، عرض سعر المنتج داخل قائمة المنتجات)، فيمكن لطبقة توجيه أو BFF (الواجهة الخلفية للواجهة الأمامية) تسهيل ذلك عبر اكتشاف الخدمة.

فن توازن التحميل

بمجرد اكتشاف الخدمات، فإن الخطوة الحاسمة التالية هي توزيع حركة المرور الواردة بفعالية عبر مثيلات متعددة للخدمة. توازن التحميل هو عملية توزيع حركة مرور الشبكة أو أعباء العمل الحاسوبية عبر أجهزة كمبيوتر متعددة أو شبكة من الموارد. الأهداف الرئيسية لتوازن التحميل هي:

• زيادة الإنتاجية (Maximize throughput): ضمان قدرة النظام على التعامل مع أكبر عدد ممكن من الطلبات.
• تقليل وقت الاستجابة (Minimize response time): ضمان حصول المستخدمين على استجابات سريعة.
• تجنب تحميل أي مورد واحد بشكل زائد: منع أي مثيل واحد من أن يصبح عنق زجاجة.
• زيادة التوفر والموثوقية: إذا فشل مثيل واحد، يمكن إعادة توجيه حركة المرور إلى المثيلات السليمة.

توازن التحميل في سياق شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية

في سياق خدمات الواجهة الأمامية المصغرة، يتم تطبيق توازن التحميل على مستويات مختلفة:

• موازنة تحميل بوابات الواجهة البرمجية / خدمات الحافة: توزيع حركة مرور المستخدم الواردة عبر مثيلات متعددة لبوابة الواجهة البرمجية الخاصة بك أو نقاط الدخول لتطبيق الواجهة الأمامية المصغرة الخاص بك.
• موازنة تحميل خدمات الواجهة الخلفية: توزيع الطلبات من الواجهات الأمامية المصغرة أو بوابات الواجهة البرمجية إلى مثيلات خدمات الواجهة الخلفية المتاحة.
• موازنة تحميل مثيلات نفس الواجهة الأمامية المصغرة: إذا تم نشر واجهة أمامية مصغرة معينة مع مثيلات متعددة لتحقيق قابلية التوسع، فيجب موازنة حركة المرور إلى تلك المثيلات.

خوارزميات توازن التحميل الشائعة

تستخدم موازنات التحميل خوارزميات مختلفة لتحديد المثيل الذي يجب إرسال حركة المرور إليه. يمكن أن يؤثر اختيار الخوارزمية على الأداء واستخدام الموارد.

1. التوزيع الدوراني (Round Robin)

هذه واحدة من أبسط الخوارزميات. يتم توزيع الطلبات بالتتابع إلى كل خادم في القائمة. عند الوصول إلى نهاية القائمة، تبدأ مرة أخرى من البداية.

مثال: الخوادم A، B، C. الطلبات: 1->A، 2->B، 3->C، 4->A، 5->B، إلخ.

إيجابيات: بسيطة التنفيذ، توزع الحمل بالتساوي إذا كانت الخوادم لديها قدرة مماثلة.

سلبيات: لا تأخذ في الاعتبار حمل الخادم أو أوقات الاستجابة. لا يزال الخادم البطيء يمكنه تلقي الطلبات.

2. التوزيع الدوراني الموزون (Weighted Round Robin)

مشابه للتوزيع الدوراني، ولكن يتم تعيين 'وزن' للخوادم للإشارة إلى قدرتها النسبية. سيتلقى الخادم ذو الوزن الأعلى المزيد من الطلبات. هذا مفيد عندما يكون لديك خوادم بمواصفات أجهزة مختلفة.

مثال: الخادم A (وزن 2)، الخادم B (وزن 1). الطلبات: A، A، B، A، A، B.

إيجابيات: تأخذ في الاعتبار قدرات الخادم المختلفة.

سلبيات: لا تزال لا تأخذ في الاعتبار حمل الخادم الفعلي أو أوقات الاستجابة.

3. أقل اتصال (Least Connection)

تقوم هذه الخوارزمية بتوجيه حركة المرور إلى الخادم الذي لديه أقل عدد من الاتصالات النشطة. إنه نهج أكثر ديناميكية يأخذ في الاعتبار الحمل الحالي على الخوادم.

مثال: إذا كان الخادم A يحتوي على 5 اتصالات والخادم B يحتوي على 2، فإن الطلب الجديد يذهب إلى الخادم B.

إيجابيات: أكثر فعالية في توزيع الحمل بناءً على نشاط الخادم الحالي.

سلبيات: يتطلب تتبع الاتصالات النشطة لكل خادم، مما يضيف عبئًا.

4. أقل اتصال موزون (Weighted Least Connection)

تجمع بين أقل اتصال وأوزان الخادم. يتلقى الخادم الذي لديه أقل عدد من الاتصالات النشطة بالنسبة لوزنه الطلب التالي.

إيجابيات: أفضل ما في العالمين - يأخذ في الاعتبار سعة الخادم والحمل الحالي.

سلبيات: الأكثر تعقيدًا في التنفيذ والإدارة.

5. تجزئة IP (IP Hash)

تستخدم هذه الطريقة تجزئة عنوان IP للعميل لتحديد الخادم الذي يتلقى الطلب. هذا يضمن إرسال جميع الطلبات من عنوان IP عميل معين باستمرار إلى نفس الخادم. هذا مفيد للتطبيقات التي تحتفظ بحالة الجلسة على الخادم.

مثال: عنوان IP للعميل 192.168.1.100 يتجزأ إلى الخادم A. جميع الطلبات اللاحقة من هذا IP تذهب إلى الخادم A.

إيجابيات: يضمن استمرارية الجلسة للتطبيقات ذات الحالة.

سلبيات: إذا كان العديد من العملاء يشاركون عنوان IP واحدًا (على سبيل المثال، خلف بوابة NAT أو وكيل)، يمكن أن يصبح توزيع الحمل غير متساوٍ. إذا تعطل خادم، سيتأثر جميع العملاء المعينين له.

6. أقل وقت استجابة (Least Response Time)

يوجه حركة المرور إلى الخادم الذي لديه أقل عدد من الاتصالات النشطة وأدنى متوسط وقت استجابة. يهدف هذا إلى تحسين كل من الحمل والاستجابة.

إيجابيات: يركز على تقديم أسرع استجابة للمستخدمين.

سلبيات: يتطلب مراقبة أكثر تطوراً لأوقات الاستجابة.

توازن التحميل في طبقات مختلفة

توازن التحميل من الطبقة 4 (طبقة النقل)

يعمل على طبقة النقل (TCP/UDP). يقوم بإعادة توجيه حركة المرور بناءً على عنوان IP والمنفذ. إنه سريع وفعال ولكنه لا يفحص محتوى حركة المرور.

مثال: موازن تحميل شبكي يوزع اتصالات TCP على مثيلات مختلفة لخدمة الواجهة الخلفية.

توازن التحميل من الطبقة 7 (طبقة التطبيق)

يعمل على طبقة التطبيق (HTTP/HTTPS). يمكنه فحص محتوى حركة المرور، مثل رؤوس HTTP، وعناوين URL، وملفات تعريف الارتباط، وما إلى ذلك، لاتخاذ قرارات توجيه أكثر ذكاءً. غالبًا ما تستخدم هذا بوابات الواجهة البرمجية.

مثال: بوابة واجهة برمجية توجه طلبات /api/products إلى مثيلات خدمة المنتجات، وطلبات /api/cart إلى مثيلات خدمة عربة التسوق، بناءً على مسار عنوان URL.

تنفيذ توازن التحميل عمليًا

1. موازنات التحميل لمقدمي الخدمات السحابية:

يقدم مقدمو الخدمات السحابية الرئيسيون (AWS، Azure، GCP) خدمات موازنة تحميل مدارة. هذه قابلة للتطوير بدرجة عالية وموثوقة وتتكامل بسلاسة مع خدمات الحوسبة الخاصة بهم (مثل EC2، AKS، GKE).

• AWS: Elastic Load Balancing (ELB) - Application Load Balancer (ALB)، Network Load Balancer (NLB)، Gateway Load Balancer (GLB). ALB هي من الطبقة 7 وتستخدم بشكل شائع لحركة مرور HTTP/S.
• Azure: Azure Load Balancer، Application Gateway.
• GCP: Cloud Load Balancing (HTTP(S) Load Balancing، TCP/SSL Proxy Load Balancing).

غالبًا ما توفر هذه الخدمات فحوصات صحية مدمجة، وإنهاء SSL، ودعمًا لخوارزميات توازن التحميل المختلفة.

2. بوابات الواجهة البرمجية:

تتضمن بوابات الواجهة البرمجية مثل Kong، Traefik، أو Apigee غالبًا إمكانيات توازن التحميل. يمكنها توجيه حركة المرور إلى خدمات الواجهة الخلفية بناءً على قواعد محددة وتوزيعها بين المثيلات المتاحة.

مثال: يمكن لفريق الواجهة الأمامية المصغرة تكوين بوابة الواجهة البرمجية الخاصة بهم لتوجيه جميع الطلبات إلى api.example.com/users إلى مجموعة user-service. ستقوم البوابة، التي تدرك المثيلات السليمة لـ user-service (عبر اكتشاف الخدمة)، بعد ذلك بموازنة تحميل الطلبات الواردة عبرها باستخدام خوارزمية مختارة.

3. وكلاء شبكة الخدمات (مثل Envoy، Linkerd):

عند استخدام شبكة خدمات كاملة (مثل Istio أو Linkerd)، تتولى بيانات شبكة الخدمات (المكونة من وكلاء مثل Envoy) اكتشاف الخدمة وتوازن التحميل تلقائيًا. يعترض الوكيل جميع حركة المرور الصادرة من خدمة ويوجهها بذكاء إلى الوجهة المناسبة، ويقوم بتوازن التحميل نيابة عن التطبيق.

مثال: تقوم واجهة أمامية مصغرة بإجراء طلب HTTP إلى خدمة أخرى. سيقوم وكيل Envoy المحقون بجانب الواجهة الأمامية المصغرة بحل عنوان الخدمة عبر آلية اكتشاف الخدمة (غالبًا Kubernetes DNS أو سجل مخصص) ثم تطبيق سياسة توازن تحميل (تم تكوينها في لوحة تحكم شبكة الخدمات) لاختيار مثيل سليم للخدمة المستهدفة.

دمج اكتشاف الخدمة وتوازن التحميل

تأتي قوة شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية من التكامل السلس لاكتشاف الخدمة وتوازن التحميل. إنهما ليستا وظيفتين مستقلتين بل آليات متكاملة تعمل معًا.

التدفق النموذجي:

1. تسجيل الخدمة: تسجل مثيلات الواجهة الأمامية المصغرة ومثيلات خدمات الواجهة الخلفية نفسها في سجل خدمة مركزي (مثل Kubernetes DNS، Consul، Eureka).
2. الاكتشاف: يلزم إجراء طلب. يقوم مكون وسيط (بوابة واجهة برمجية، وكيل خدمة، أو محلل من جانب العميل) بالاستعلام عن سجل الخدمة للحصول على قائمة بمواقع الشبكة المتاحة للخدمة المستهدفة.
3. قرار توازن التحميل: بناءً على القائمة المستعلم عنها وخوارزمية توازن التحميل المكونة، يختار المكون الوسيط مثيلاً محددًا.
4. إعادة توجيه الطلب: يتم إرسال الطلب إلى المثيل المحدد.
5. الفحوصات الصحية: يقوم موازن التحميل أو سجل الخدمة باستمرار بإجراء فحوصات صحية على المثيلات المسجلة. يتم إزالة المثيلات غير السليمة من مجموعة الأهداف المتاحة، مما يمنع إرسال الطلبات إليها.

سيناريو مثال: منصة تجارة إلكترونية عالمية

تخيل منصة تجارة إلكترونية عالمية مبنية بواجهات أمامية مصغرة وخدمات مصغرة:

• تجربة المستخدم: يصل مستخدم في أوروبا إلى كتالوج المنتجات. يصل طلبه أولاً إلى موازن تحميل عالمي، والذي يوجهه إلى أقرب نقطة دخول متاحة (على سبيل المثال، بوابة واجهة برمجية أوروبية).
• بوابة الواجهة البرمجية: تتلقى بوابة الواجهة البرمجية الأوروبية الطلب الخاص ببيانات المنتج.
• اكتشاف الخدمة: تستعلم بوابة الواجهة البرمجية (التي تعمل كعميل اكتشاف من جانب الخادم) عن سجل الخدمة (على سبيل المثال، DNS الخاص بـ Kubernetes cluster) للعثور على المثيلات المتاحة لـ خدمة-كتالوج-المنتجات (والتي قد يتم نشرها في مراكز بيانات أوروبية).
• توازن التحميل: تطبق بوابة الواجهة البرمجية خوارزمية توازن تحميل (على سبيل المثال، أقل اتصال) لاختيار أفضل مثيل لـ خدمة-كتالوج-المنتجات لخدمة الطلب، مما يضمن التوزيع المتساوي عبر المثيلات الأوروبية المتاحة.
• الاتصال بالواجهة الخلفية: قد تحتاج خدمة-كتالوج-المنتجات بدورها إلى استدعاء خدمة-تسعير. تقوم بإجراء اكتشاف الخدمة وتوازن التحميل الخاص بها للاتصال بمثيل سليم لـ خدمة-تسعير.

يضمن هذا النهج الموزع والمنسق أن يحصل المستخدمون في جميع أنحاء العالم على وصول سريع وموثوق إلى ميزات التطبيق، بغض النظر عن مكان وجودهم أو عدد المثيلات لكل خدمة قيد التشغيل.

التحديات والاعتبارات الخاصة بخدمات الواجهة الأمامية المصغرة

في حين أن المبادئ مشابهة لشبكات خدمات الواجهة الخلفية، فإن تطبيقها على الواجهة الأمامية يقدم تحديات فريدة:

• تعقيد جانب العميل: يمكن أن يكون تنفيذ اكتشاف الخدمة وتوازن التحميل من جانب العميل مباشرة داخل أطر عمل الواجهة الأمامية (مثل React، Angular، Vue) مرهقًا ويضيف عبئًا كبيرًا على تطبيق العميل. هذا غالبًا ما يؤدي إلى تفضيل الاكتشاف من جانب الخادم.
• إدارة الحالة: إذا كانت الواجهات الأمامية المصغرة تعتمد على الحالة المشتركة أو معلومات الجلسة، فإن ضمان إدارة هذه الحالة بشكل صحيح عبر المثيلات الموزعة يصبح أمرًا بالغ الأهمية. يمكن أن يساعد توازن تحميل تجزئة IP في استمرارية الجلسة إذا كانت الحالة مرتبطة بالخادم.
• الاتصال بين الواجهات الأمامية: قد تحتاج الواجهات الأمامية المصغرة إلى التواصل مع بعضها البعض. يتطلب تنسيق هذا الاتصال، ربما عبر BFF أو ناقل أحداث، تصميمًا دقيقًا ويمكن الاستفادة من اكتشاف الخدمة لتحديد نقاط نهاية الاتصال.
• الأدوات والبنية التحتية: يتطلب إعداد وإدارة البنية التحتية اللازمة (بوابات الواجهة البرمجية، سجلات الخدمات، الوكلاء) مهارات متخصصة ويمكن أن يزيد من التعقيد التشغيلي.
• تأثير الأداء: يمكن لكل طبقة من طبقات عدم التوجيه (على سبيل المثال، بوابة الواجهة البرمجية، الوكيل) أن تقدم زمن استجابة. يعد تحسين عملية التوجيه والاكتشاف أمرًا بالغ الأهمية.
• الأمان: تأمين الاتصال بين خدمات الواجهة الأمامية المصغرة وخدمات الواجهة الخلفية، وكذلك تأمين البنية التحتية للاكتشاف وتوازن التحميل نفسها، أمر بالغ الأهمية.

أفضل الممارسات لشبكة خدمات الواجهة الأمامية المصغرة القوية

لتطبيق اكتشاف الخدمة وتوازن التحميل بفعالية لخدمات الواجهة الأمامية المصغرة الخاصة بك، ضع في اعتبارك أفضل الممارسات هذه:

• إعطاء الأولوية للاكتشاف من جانب الخادم: بالنسبة لمعظم بنيات خدمات الواجهة الأمامية المصغرة، فإن الاستفادة من بوابة واجهة برمجية أو طبقة توجيه مخصصة لاكتشاف الخدمة وتوازن التحميل يبسط رمز الواجهة الأمامية ويوحد الإدارة.
• أتمتة التسجيل وإلغاء التسجيل: تأكد من أن الخدمات تسجل نفسها تلقائيًا عند بدء التشغيل وتلغي تسجيلها بأدب عند إيقاف تشغيلها للحفاظ على دقة سجل الخدمة. غالبًا ما تتعامل منصات تنسيق الحاويات مع هذا تلقائيًا.
• تنفيذ فحوصات صحية قوية: قم بتكوين فحوصات صحية متكررة ودقيقة لجميع مثيلات الخدمة. تعتمد موازنات التحميل وسجلات الخدمات على هذه لإعادة توجيه حركة المرور فقط إلى المثيلات السليمة.
• اختيار خوارزميات توازن التحميل المناسبة: اختر الخوارزميات التي تتناسب بشكل أفضل مع احتياجات تطبيقك، مع مراعاة عوامل مثل سعة الخادم، والحمل الحالي، ومتطلبات استمرارية الجلسة. ابدأ بالبسيط (مثل التوزيع الدوراني) وتطور حسب الحاجة.
• الاستفادة من شبكة الخدمات: بالنسبة لتطبيقات الواجهة الأمامية المصغرة المعقدة، يمكن أن يوفر اعتماد حل شبكة خدمات كامل (مثل Istio أو Linkerd) مجموعة شاملة من القدرات، بما في ذلك إدارة حركة المرور المتقدمة والأمان وقابلية الملاحظة، غالبًا عن طريق الاستفادة من وكلاء Envoy أو Linkerd.
• التصميم من أجل قابلية الملاحظة: تأكد من أن لديك تسجيلًا شاملاً ومقاييس وتتبعًا لجميع خدماتك المصغرة والبنية التحتية التي تديرها. هذا أمر بالغ الأهمية لتصحيح الأخطاء وفهم اختناقات الأداء.
• تأمين بنيتك التحتية: قم بتنفيذ المصادقة والترخيص للاتصال من خدمة إلى خدمة وتأمين الوصول إلى سجل الخدمة وموازنات التحميل الخاصة بك.
• النظر في عمليات النشر الإقليمية: بالنسبة للتطبيقات العالمية، قم بنشر خدماتك المصغرة والبنية التحتية الداعمة (بوابات الواجهة البرمجية، موازنات التحميل) في مناطق جغرافية متعددة لتقليل زمن الاستجابة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم وتحسين تحمل الأخطاء.
• التكرار والتحسين: راقب باستمرار أداء وسلوك الواجهة الأمامية الموزعة الخاصة بك. كن مستعدًا لتعديل خوارزميات توازن التحميل، وتكوينات اكتشاف الخدمة، والبنية التحتية مع تطور تطبيقك وتوسعه.

الخلاصة

يعد مفهوم شبكة الخدمات المصغرة للواجهة الأمامية، المدعوم باكتشاف الخدمة الفعال وتوازن التحميل، أمرًا ضروريًا للمؤسسات التي تبني تطبيقات ويب عالمية حديثة وقابلة للتطوير ومرنة. من خلال تجريد التعقيدات المتعلقة بمواقع الخدمة الديناميكية وتوزيع حركة المرور بذكاء، تمكن هذه الآليات الفرق من بناء ونشر مكونات الواجهة الأمامية المستقلة بثقة.

في حين أن الاكتشاف من جانب العميل له مكانه، فإن مزايا الاكتشاف من جانب الخادم، الذي غالبًا ما يتم تنسيقه بواسطة بوابات الواجهة البرمجية أو مدمج في شبكة الخدمات، جذابة لبنيات الواجهة الأمامية المصغرة. إلى جانب استراتيجيات توازن التحميل الذكية، يضمن هذا النهج بقاء تطبيقك فعالاً ومتاحًا وقابلاً للتكيف مع المتطلبات المتغيرة باستمرار للمشهد الرقمي العالمي. سيؤدي تبني هذه المبادئ إلى تمهيد الطريق لتطوير أكثر مرونة، وتحسين مرونة النظام، وتجربة مستخدم فائقة لجمهورك الدولي.