Frontend'i Teenusvõrk: Mikroteenuste Suhtlus ja Avastamine

Pidevalt areneval veebiarenduse maastikul on mikroteenused kujunenud võimsaks arhitektuuriliseks mustriks skaleeritavate ja hooldatavate rakenduste loomisel. Kuigi backend'i maailm on teenusvõrgud teenustevahelise suhtluse haldamiseks kiiresti omaks võtnud, on frontend sageli maha jäänud. See postitus uurib frontend'i teenusvõrgu kontseptsiooni, analüüsides selle eeliseid, rakendusstrateegiaid ja seda, kuidas see võib revolutsiooniliselt muuta viisi, kuidas frontend'i rakendused backend'i mikroteenustega suhtlevad.

Mis on Teenusvõrk?

Enne frontend'i sukeldumist defineerime, mis on teenusvõrk traditsioonilises backend'i kontekstis. Teenusvõrk on spetsiaalne taristukiht, mis haldab teenustevahelist suhtlust. See tegeleb selliste aspektidega nagu teenuseavastus, koormuse jaotamine, liikluse haldamine, turvalisus ja vaadeldavus, vabastades rakenduste arendajad nende keerukate funktsioonide rakendamisest oma teenustes.

Backend'i teenusvõrgu peamised omadused on järgmised:

• Teenuseavastus: Saadaolevate teenuse eksemplaride automaatne leidmine.
• Koormuse jaotamine: Liikluse jaotamine teenuse mitme eksemplari vahel.
• Liikluse haldamine: Päringute suunamine erinevate kriteeriumide alusel (nt versioon, päis).
• Turvalisus: Autentimise, autoriseerimise ja krüpteerimise rakendamine.
• Vaadeldavus: Mõõdikute, logide ja jälgede pakkumine jälgimiseks ja silumiseks.
• Vastupidavus: Tõrketaluvuse mehhanismide, näiteks kaitselülituse ja korduskatsete, rakendamine.

Populaarsed backend'i teenusvõrgu rakendused on Istio, Linkerd ja Consul Connect.

Vajadus Frontend'i Teenusvõrgu Järele

Kaasaegsed frontend'i rakendused, eriti üheleheküljelised rakendused (SPA-d), suhtlevad sageli mitme backend'i mikroteenusega. See võib tekitada mitmeid väljakutseid:

• Keerukas API integratsioon: Arvukate API otspunktide ja andmevormingute haldamine võib muutuda tülikaks.
• Päritoluülese Ressursijagamise (CORS) Probleemid: SPA-d peavad sageli tegema päringuid erinevatele domeenidele, mis põhjustab CORS-iga seotud tüsistusi.
• Vastupidavus ja Tõrketaluvus: Frontend'i rakendused peavad sujuvalt toime tulema backend'i teenuste tõrgetega.
• Vaadeldavus ja Jälgimine: Frontend'i ja backend'i vahelise suhtluse jõudluse ja seisundi jälgimine on ülioluline.
• Turvaprobleemid: Frontend'i ja backend'i vahel edastatavate tundlike andmete kaitsmine on esmatähtis.
• Frontend'i ja Backend'i Meeskondade Eraldamine: Sõltumatute arendus- ja juurutustsüklite võimaldamine frontend'i ja backend'i meeskondadele.

Frontend'i teenusvõrk lahendab need väljakutsed, pakkudes ühtset ja hallatavat kihti frontend'i ja backend'i vaheliseks suhtluseks. See abstraheerib mitme mikroteenusega suhtlemise keerukuse, võimaldades frontend'i arendajatel keskenduda kasutajaliideste loomisele ja kasutajakogemuse parandamisele. Kujutage ette suurt e-kaubanduse platvormi, kus on eraldi mikroteenused tootekataloogi, kasutajakontode, ostukorvi ja maksete jaoks. Ilma frontend'i teenusvõrguta peaks frontend'i rakendus otse haldama suhtlust kõigi nende mikroteenustega, mis suurendaks keerukust ja tekitaks potentsiaalseid probleeme.

Mis on Frontend'i Teenusvõrk?

Frontend'i teenusvõrk on arhitektuuriline muster ja taristukiht, mis haldab suhtlust frontend'i rakenduse ja backend'i mikroteenuste vahel. Selle eesmärk on pakkuda sarnaseid eeliseid nagu backend'i teenusvõrk, kuid kohandatuna frontend'i arenduse spetsiifilistele vajadustele.

Frontend'i teenusvõrgu peamised komponendid ja funktsioonid:

• API Lüüs või Backend for Frontend (BFF): Keskne sisenemispunkt kõikidele frontend'i päringutele. See võib koondada andmeid mitmest backend'i teenusest, teisendada andmevorminguid ning tegeleda autentimise ja autoriseerimisega.
• Ääreproksi: Kergekaaluline proksi, mis püüab kinni ja suunab frontend'i päringuid. See võib rakendada funktsioone nagu koormuse jaotamine, liikluse haldamine ja kaitselülitus.
• Teenuseavastus: Saadaolevate backend'i teenuse eksemplaride dünaamiline avastamine. Seda saab saavutada erinevate mehhanismide abil, näiteks DNS, teenuseregistrite või konfiguratsioonifailide kaudu.
• Vaadeldavuse Tööriistad: Mõõdikute, logide ja jälgede kogumine ning analüüsimine, et jälgida frontend'i ja backend'i vahelise suhtluse jõudlust ja seisundit.
• Turvapoliitikad: Turvapoliitikate, nagu autentimine, autoriseerimine ja krüpteerimine, jõustamine tundlike andmete kaitsmiseks.

Frontend'i Teenusvõrgu Eelised

Frontend'i teenusvõrgu rakendamine võib pakkuda mitmeid eeliseid:

• Lihtsustatud API Integratsioon: API lüüs või BFF muster lihtsustab API integratsiooni, pakkudes ühtset sisenemispunkti frontend'i päringutele. See vähendab mitme API otspunkti ja andmevormingu haldamise keerukust.
• Parem Vastupidavus: Funktsioonid nagu kaitselülitus ja korduskatsed parandavad frontend'i rakenduse vastupidavust, käsitledes sujuvalt backend'i teenuste tõrkeid. Näiteks, kui tootekataloogi teenus on ajutiselt kättesaamatu, võib frontend'i teenusvõrk automaatselt päringu uuesti proovida või suunata liikluse varuteenusele.
• Täiustatud Vaadeldavus: Vaadeldavuse tööriistad pakuvad väärtuslikku teavet frontend'i ja backend'i vahelise suhtluse jõudluse ja seisundi kohta. See võimaldab arendajatel probleeme kiiresti tuvastada ja lahendada. Armatuurlauad saavad kuvada olulisi mõõdikuid nagu päringu latentsusaeg, veamäärad ja ressursside kasutus.
• Täiustatud Turvalisus: Turvapoliitikad jõustavad autentimist, autoriseerimist ja krüpteerimist, kaitstes frontend'i ja backend'i vahel edastatavaid tundlikke andmeid. API lüüs saab tegeleda autentimise ja autoriseerimisega, tagades, et ainult volitatud kasutajad pääsevad ligi konkreetsetele ressurssidele.
• Eraldatud Frontend'i ja Backend'i Arendus: Frontend'i ja backend'i meeskonnad saavad töötada iseseisvalt, kusjuures API lüüs või BFF toimib lepinguna nende kahe vahel. See võimaldab kiiremaid arendustsükleid ja suuremat paindlikkust. Muudatused backend'i teenustes ei nõua tingimata muudatusi frontend'i rakenduses ja vastupidi.
• Optimeeritud Jõudlus: API lüüs saab koondada andmeid mitmest backend'i teenusest, vähendades päringute arvu, mida frontend'i rakendus peab tegema. See võib oluliselt parandada jõudlust, eriti mobiilseadmete puhul. Vahemälu mehhanisme saab rakendada ka API lüüsis, et veelgi vähendada latentsusaega.
• Lihtsustatud Päritoluülesed Päringud (CORS): Frontend'i teenusvõrk saab hallata CORS-i konfiguratsioone, kaotades arendajatel vajaduse käsitsi konfigureerida CORS-i päiseid igas backend'i teenuses. See lihtsustab arendusprotsessi ja vähendab CORS-iga seotud vigade riski.

Rakendusstrateegiad

Frontend'i teenusvõrgu rakendamiseks on mitu viisi, millest igaühel on oma eelised ja puudused.

1. API Lüüs

API lüüsi muster on levinud lähenemine frontend'i teenusvõrgu rakendamiseks. API lüüs toimib keskse sisenemispunktina kõikidele frontend'i päringutele, suunates need sobivatesse backend'i teenustesse. See võib teostada ka päringute koondamist, teisendamist ja autentimist.

Plussid:

• API otspunktide tsentraliseeritud haldamine.
• Lihtsustatud API integratsioon frontend'i arendajatele.
• Parem turvalisus ja autentimine.
• Päringute koondamine ja teisendamine.

Miinused:

• Võib muutuda pudelikaelaks, kui seda ei skaleerita korralikult.
• Nõuab hoolikat disaini ja rakendamist, et vältida keerukuse lisamist.
• Suurenenud latentsusaeg, kui seda ei optimeerita.

Näide: Kong, Tyk, Apigee

2. Backend for Frontend (BFF)

Backend for Frontend (BFF) muster hõlmab eraldi backend'i teenuse loomist iga frontend'i kliendi jaoks. See võimaldab backend'i teenust kohandada vastavalt frontend'i spetsiifilistele vajadustele, optimeerides andmete pärimist ja vähendades võrgu kaudu edastatavate andmete hulka.

Plussid:

• Optimeeritud andmete pärimine konkreetsete frontend'i klientide jaoks.
• Vähendatud andmeedastus võrgu kaudu.
• Lihtsustatud API integratsioon frontend'i arendajatele.
• Suurem paindlikkus backend'i arenduses.

Miinused:

• Suurenenud keerukus mitme backend'i teenuse tõttu.
• Nõuab sõltuvuste ja versioonide hoolikat haldamist.
• Potentsiaalne koodi dubleerimine BFF-ide vahel.

Näide: Mobiilirakendusel võib olla spetsiaalne BFF, mis tagastab ainult rakenduse konkreetsete vaadete jaoks vajalikud andmed.

3. Ääreproksi

Ääreproksi on kergekaaluline proksi, mis püüab kinni ja suunab frontend'i päringuid. See võib rakendada funktsioone nagu koormuse jaotamine, liikluse haldamine ja kaitselülitus, ilma et see nõuaks olulisi koodimuudatusi frontend'i rakenduses.

Plussid:

• Minimaalne mõju frontend'i rakenduse koodile.
• Lihtne rakendada ja juurutada.
• Parem vastupidavus ja tõrketaluvus.
• Koormuse jaotamine ja liikluse haldamine.

Miinused:

• Piiratud funktsionaalsus võrreldes API lüüsi või BFF-iga.
• Nõuab hoolikat konfigureerimist ja jälgimist.
• Ei pruugi sobida keerukate API teisenduste jaoks.

Näide: Envoy, HAProxy, Nginx

4. Teenusvõrgu Sidecar-Proksi (Eksperimentaalne)

See lähenemine hõlmab sidecar-proksi juurutamist frontend'i rakenduse kõrvale. Sidecar-proksi püüab kinni kõik frontend'i päringud ja rakendab teenusvõrgu poliitikaid. Kuigi see on puhtalt frontend'i rakenduste jaoks vähem levinud, on see paljulubav lähenemine hübriidstsenaariumide (nt serveripoolselt renderdatud frontend'id) jaoks või frontend'i komponentide integreerimisel suuremasse, võrgustatud arhitektuuri.

Plussid:

• Järjepidevad teenusvõrgu poliitikad nii frontend'is kui ka backend'is.
• Peeneteraline kontroll liikluse haldamise ja turvalisuse üle.
• Integratsioon olemasoleva teenusvõrgu taristuga.

Miinused:

• Suurenenud keerukus juurutamisel ja konfigureerimisel.
• Potentsiaalne jõudluse lisakulu sidecar-proksi tõttu.
• Ei ole laialdaselt kasutusele võetud puhtalt frontend'i rakenduste jaoks.

Näide: Istio koos WebAssembly (WASM) laiendustega frontend'i spetsiifilise loogika jaoks.

Õige Lähenemise Valimine

Parim lähenemine frontend'i teenusvõrgu rakendamiseks sõltub teie rakenduse ja organisatsiooni spetsiifilistest vajadustest. Arvestage järgmiste teguritega:

• API integratsiooni keerukus: Kui frontend'i rakendus peab suhtlema paljude backend'i teenustega, võib parim valik olla API lüüsi või BFF muster.
• Jõudlusnõuded: Kui jõudlus on kriitilise tähtsusega, kaaluge BFF mustri kasutamist andmete pärimise optimeerimiseks või ääreproksi kasutamist koormuse jaotamiseks.
• Turvanõuded: Kui turvalisus on esmatähtis, võib API lüüs pakkuda tsentraliseeritud autentimist ja autoriseerimist.
• Meeskonna struktuur: Kui frontend'i ja backend'i meeskonnad on väga iseseisvad, võib BFF muster hõlbustada sõltumatuid arendustsükleid.
• Olemasolev taristu: Kaaluge võimalusel olemasoleva teenusvõrgu taristu kasutamist.

Reaalsed Kasutusjuhud

Siin on mõned reaalsed kasutusjuhud, kus frontend'i teenusvõrk võib olla kasulik:

• E-kaubanduse platvorm: Suhtluse haldamine frontend'i rakenduse ja mikroteenuste vahel tootekataloogi, kasutajakontode, ostukorvi ja maksete jaoks. API lüüs saab koondada andmeid nendest mikroteenustest, et pakkuda ühtset tootevaadet.
• Sotsiaalmeedia rakendus: Suhtluse käsitlemine frontend'i rakenduse ja mikroteenuste vahel kasutajaprofiilide, postituste ja teadete jaoks. BFF mustrit saab kasutada andmete pärimise optimeerimiseks erinevatele frontend'i klientidele (nt veeb, mobiil).
• Finantsteenuste rakendus: Suhtluse turvamine frontend'i rakenduse ja mikroteenuste vahel kontohalduse, tehingute ja aruandluse jaoks. API lüüs saab jõustada rangeid autentimis- ja autoriseerimispoliitikaid.
• Sisuhaldussüsteem (CMS): Frontend'i esitluskihi lahtisidumine backend'i sisu salvestamise ja edastamise teenustest. Frontend'i teenusvõrk võib võimaldada CMS-il kohaneda mitmekesiste sisuallikate ja edastuskanalitega.
• Lennupiletite broneerimissüsteem: Lennu saadavuse, hinnakujunduse ja broneerimisteenuste koondamine mitmelt pakkujalt. Vastupidav frontend'i teenusvõrk suudab toime tulla üksikute pakkujate API-de tõrgetega.

Tehnilised Kaalutlused

Frontend'i teenusvõrgu rakendamisel arvestage järgmiste tehniliste aspektidega:

• Tehnoloogiapakk: Valige tehnoloogiad, mis sobivad hästi teie olemasoleva taristu ja meeskonna oskustega. Näiteks, kui kasutate juba Kubernetes't, kaaluge Istio või Linkerd'i kasutamist.
• Jõudluse optimeerimine: Jõudluse optimeerimiseks rakendage vahemälu mehhanisme, tihendamist ja muid tehnikaid. Jälgige jõudlusmõõdikuid ja tuvastage pudelikaelad.
• Skaleeritavus: Projekteerige frontend'i teenusvõrk nii, et see suudaks toime tulla kasvava liikluse ja andmemahtudega. Kasutage kõrge kättesaadavuse tagamiseks koormuse jaotamist ja automaatset skaleerimist.
• Turvalisus: Rakendage tugevaid turvameetmeid, nagu autentimine, autoriseerimine ja krüpteerimine. Vaadake regulaarselt üle ja uuendage turvapoliitikaid.
• Jälgimine ja Vaadeldavus: Kasutage põhjalikke jälgimis- ja vaadeldavustööriistu, et jälgida frontend'i teenusvõrgu jõudlust ja seisundit. Seadistage hoiatused, et teavitada teid potentsiaalsetest probleemidest.
• Erinevate andmevormingute käsitlemine: Kaasaegsed frontend'id kasutavad üha enam tehnoloogiaid nagu GraphQL ja gRPC. Teie frontend'i teenusvõrk peab suutma tõhusalt tõlkida nende ja potentsiaalselt mikroteenuste REST API-de vahel.

Frontend'i Teenusvõrgu Tulevik

Frontend'i teenusvõrgu kontseptsioon on veel suhteliselt uus, kuid see kogub kiiresti populaarsust. Kuna frontend'i rakendused muutuvad keerukamaks ja tuginevad rohkematele backend'i mikroteenustele, kasvab vajadus spetsiaalse taristukihi järele suhtluse haldamiseks. Tulevikus võime oodata keerukamate tööriistade ja tehnikate tekkimist, mis muudavad frontend'i teenusvõrkude rakendamise ja haldamise lihtsamaks.

Potentsiaalsed tulevikuarengud hõlmavad:

• WebAssembly (WASM) laiem kasutuselevõtt: WASM-i saab kasutada frontend'i loogika käitamiseks teenusvõrgus, võimaldades paindlikumaid ja võimsamaid teisendusi.
• Integratsioon serverivabade platvormidega: Frontend'i teenusvõrke saab integreerida serverivabade platvormidega, et pakkuda ühtset ja skaleeritavat taristut frontend'i ja backend'i rakendustele.
• Tehisintellektil põhinev teenusvõrgu haldamine: Tehisintellekti saab kasutada liikluse suunamise, koormuse jaotamise ja turvapoliitikate automaatseks optimeerimiseks.
• API-de ja protokollide standardimine: Standardimispüüdlused lihtsustavad erinevate komponentide integreerimist frontend'i teenusvõrgus.

Kokkuvõte

Frontend'i teenusvõrk on väärtuslik arhitektuuriline muster suhtluse haldamiseks frontend'i rakenduste ja backend'i mikroteenuste vahel. See lihtsustab API integratsiooni, parandab vastupidavust, täiustab vaadeldavust ja võimaldab eraldatud arendust. Hoolikalt kaaludes selles postituses kirjeldatud rakendusstrateegiaid ja tehnilisi kaalutlusi, saate edukalt rakendada frontend'i teenusvõrgu ja nautida selle arvukaid eeliseid. Kuna frontend'i arhitektuurid arenevad edasi, mängib frontend'i teenusvõrk kahtlemata üha olulisemat rolli skaleeritavate, hooldatavate ja suure jõudlusega veebirakenduste loomisel.