Tantangan Skalabilitas dalam Arsitektur Layanan Mikro: Perspektif DevOps

Seiring dengan berkembangnya basis pengguna digital secara global, semakin penting bagi perusahaan perangkat lunak untuk memastikan bahwa aplikasi dan produk mereka dirancang untuk menangani data dan lalu lintas dalam jumlah besar dan terus bertambah. Penting juga agar sistem ini dapat diskalakan dan memiliki kemampuan menangani beban kerja atau jumlah data yang besar dan meningkat, baik secara linier maupun non-linier. Permintaan akan solusi yang dapat diskalakan telah beralih ke arsitektur layanan mikro, di mana aplikasi terdiri dari layanan yang dikembangkan dan diterapkan secara independen dan berkomunikasi melalui protokol ringan. Metodologi DevOps, khususnya otomatisasi, integrasi berkelanjutan/pengiriman berkelanjutan (CI/CD), dan orkestrasi container, dapat meningkatkan skalabilitas layanan mikro dengan memungkinkan operasi penskalaan yang cepat, efisien, dan andal.

Mengapa skalabilitas?

Ada banyak alasan mengapa aplikasi perangkat lunak mengalami peningkatan penggunaan dan lalu lintas. Semakin banyak pengguna di seluruh dunia yang mengakses aplikasi digital, dan dunia usaha memperluas jangkauan mereka secara global untuk melayani mereka. Pada awal tahun 2023, internet sudah 5.16 miliar pengguna, mewakili 64.4 persen populasi dunia dan 98 juta dari pengguna tersebut masuk untuk pertama kalinya pada tahun 2022. Pengguna ini mengharapkan produk perangkat lunak yang andal dan ketersediaan tinggi. Bangkitnya komputasi mobile yang semakin berkembang 3.2 persen pada tahun 2022, memerlukan solusi yang beroperasi secara efisien di lingkungan yang beragam. Sementara itu, pesatnya adopsi teknologi baru disertai dengan meningkatnya kebutuhan komputasi. AI dan ML memerlukan kekuatan komputasi dan kemampuan pemrosesan data yang signifikan, terutama ketika model menjadi lebih kompleks. Yang muncul teknologi komputasi tepi, yang pemrosesannya dilakukan lebih dekat dengan sumber data, juga memerlukan skalabilitas. Sumber lain dari peningkatan besar-besaran dalam jumlah data yang dihasilkan dan diproses adalah pertumbuhan Internet of Things (IoT). IoT diproyeksikan akan terdiri dari 25.4 miliar perangkat yang menghasilkan 73.1 zettabytes data oleh 2025. Pasar yang sangat kompetitif dan didorong oleh teknologi saat ini menuntut perusahaan untuk beradaptasi dengan cepat dan meningkatkan penawaran mereka untuk memenuhi kebutuhan pelanggan yang terus berubah dan tetap menjadi yang terdepan dalam persaingan.

Bagaimana arsitektur layanan mikro memungkinkan skalabilitas

Arsitektur layanan mikro adalah arsitektur terdistribusi yang digabungkan secara longgar yang memprioritaskan ketangkasan, fleksibilitas, dan skalabilitas. Setiap layanan mikro dapat ditingkatkan secara mandiri berdasarkan kebutuhan uniknya, sehingga memungkinkan alokasi sumber daya yang hemat biaya dan efisien. Demikian pula, setiap layanan dapat diseimbangkan muatannya secara individual, sehingga mengurangi risiko kemacetan seiring dengan meningkatnya volume data. Setiap layanan mikro dapat memanfaatkan teknologi yang berbeda, memungkinkan pengembang memilih bahasa pemrograman atau database yang paling sesuai dengan tugasnya. Sifat arsitektur layanan mikro yang terdistribusi juga memungkinkan isolasi kesalahan sehingga kegagalan dalam satu layanan tidak menghentikan seluruh aplikasi, sehingga meningkatkan ketahanan dan mengurangi waktu henti seiring dengan skala sistem.

Tantangan dalam menerapkan dan memelihara arsitektur yang skalabel

Meskipun arsitektur layanan mikro secara alami mendukung skalabilitas, tantangan tetap ada seiring dengan pertumbuhan sistem dalam ukuran dan kompleksitas. Mengelola cara layanan menemukan satu sama lain dan mendistribusikan muatan secara efisien menjadi rumit seiring dengan meningkatnya jumlah layanan mikro. Komunikasi antar sistem yang kompleks juga menimbulkan tingkat latensi, terutama dengan peningkatan lalu lintas, dan menyebabkan peningkatan permukaan serangan, sehingga meningkatkan kekhawatiran keamanan. Arsitektur layanan mikro juga cenderung lebih mahal untuk diterapkan dibandingkan arsitektur monolitik.

Praktik terbaik untuk merancang arsitektur layanan mikro yang skalabel

Menciptakan arsitektur layanan mikro yang aman, kuat, dan berkinerja baik dimulai dengan desain. Desain berbasis domain memainkan peran penting dalam mengembangkan layanan yang kohesif, digabungkan secara longgar, dan selaras dengan kemampuan bisnis. Dalam arsitektur yang benar-benar dapat diskalakan, setiap layanan dapat diterapkan, ditingkatkan skalanya, dan diperbarui secara mandiri tanpa memengaruhi layanan lainnya. Salah satu aspek penting dalam mengelola arsitektur layanan mikro secara efektif adalah dengan mengadopsi model tata kelola yang terdesentralisasi, di mana setiap layanan mikro memiliki tim khusus yang bertugas mengambil keputusan terkait layanan, misalnya, memilih tumpukan teknologi yang tepat dan merancang antarmuka pemrograman aplikasi (API). Memastikan bahwa API terdefinisi dengan baik dan aman, dengan interaksi antar layanan mikro yang dikelola melalui gateway API, sangatlah penting. Manajemen API yang kuat mencakup penanganan pembuatan versi API, memastikan kompatibilitas ke belakang, dan mengamankan komunikasi.

Observabilitas sangat penting untuk mendeteksi dan menyelesaikan masalah dengan cepat dalam arsitektur terdistribusi. Pemantauan, logging, dan penelusuran yang komprehensif memungkinkan tim untuk mengamati status dan kesehatan layanan mikro secara terus menerus. Strategi seperti menggabungkan pemutus sirkuit, percobaan ulang, batas waktu, dan fallback meningkatkan ketahanan sistem dan memungkinkan layanan mikro menangani kesalahan dengan mudah. Melindungi data dan mematuhi persyaratan kepatuhan juga penting, begitu pula pengujian kinerja dan beban secara berkala. Organisasi dapat menjamin bahwa setiap layanan mikro memiliki kinerja dan skala yang baik, sekaligus memastikan ketahanan sistem secara keseluruhan dengan memprioritaskan keamanan, kepatuhan, dan pengujian rutin.

Bagaimana praktik DevOps mendukung skalabilitas?

DevOps, metodologi pengembangan perangkat lunak yang berakar pada pendekatan bottom-up, mengotomatiskan berbagai bagian siklus hidup pengembangan perangkat lunak. Penting untuk mematuhi praktik terbaik untuk desain layanan mikro sekaligus menggunakan alat dan teknik DevOps untuk memaksimalkan hubungan simbiosis antara kedua praktik tersebut. Di DevOps, segalanya mulai dari integrasi dan pengujian kode hingga penerapan dan penyediaan infrastruktur dapat diotomatisasi. Otomatisasi sangat penting untuk mengelola penerapan dan penskalaan berbagai layanan independen secara efisien.

Dalam CI/CD, yang merupakan praktik utama DevOps, perubahan kode secara teratur dimasukkan ke dalam repositori bersama, diikuti dengan pengujian dan penerapan otomatis. Pipeline CI/CD dapat membantu pengembangan dan pemeliharaan arsitektur layanan mikro dengan memungkinkan iterasi cepat dan penerapan kode baru sehingga fitur dan pembaruan baru dapat diperluas dengan cepat. Pemantauan dan pencatatan berkelanjutan, aspek penting lainnya dari metodologi DevOps, dapat membantu pengembang menilai kebutuhan kinerja dan skalabilitas setiap layanan mikro. Memasukkan alat DevOps memungkinkan pengembang menggunakan otomatisasi untuk mengurangi peningkatan kompleksitas yang mungkin timbul seiring dengan arsitektur layanan mikro.

Alat dan teknologi yang digunakan dalam layanan mikro dan DevOps

Ada beberapa teknologi penting yang mendasari arsitektur layanan mikro. Mereka termasuk:

• Teknologi containerisasi dan orkestrasi. Kontainer menyediakan lingkungan terisolasi untuk layanan mikro, memastikan pengoperasian yang konsisten di berbagai platform dan infrastruktur. Perangkat lunak kontainerisasi, termasuk Docker, sering kali ditawarkan melalui platform-as-a-service (model PaaS). Alat orkestrasi seperti Kubernetes mengelola container ini.
• Platform awan. Layanan cloud menawarkan skalabilitas sesuai permintaan, selaras dengan kebutuhan arsitektur layanan mikro yang dapat diskalakan.
• Alat CI/CD. Server otomatisasi, seperti Jenkins dan TeamCity, memungkinkan pengembang mengotomatiskan pembuatan, pengujian, dan penerapan, sehingga memfasilitasi integrasi dan pengiriman berkelanjutan.
• Infrastruktur sebagai Kode (IaC). Alat IaC, termasuk Ansible dan Terraform, memungkinkan konfigurasi otomatis dan penerapan lingkungan infrastruktur, yang menjamin kecepatan dan konsistensi.

Apa selanjutnya untuk layanan mikro dan DevOps?

Teknologi baru dan berkembang mengubah arsitektur layanan mikro yang dapat diskalakan. AI semakin banyak diintegrasikan ke dalam alur kerja DevOps, menciptakan metodologi yang dikenal sebagai AIOps. Dalam arsitektur layanan mikro, AIOps dapat mengotomatiskan tugas-tugas rumit, memprediksi masalah sebelum terjadi, dan mengoptimalkan alokasi sumber daya. Tren komputasi tanpa server yang muncul, di mana penyedia cloud secara dinamis mengelola distribusi sumber daya mesin, memungkinkan bisnis menjalankan aplikasi dan layanan tanpa harus mengelola infrastruktur yang mendasarinya, menawarkan skalabilitas dan efisiensi biaya yang belum pernah terjadi sebelumnya pada arsitektur layanan mikro. Selain itu, momentum menuju arsitektur cloud-native diperkirakan akan tumbuh secara eksponensial seiring dengan semakin banyaknya organisasi yang mengadopsi solusi hybrid dan multi-cloud untuk menghindari vendor lock-in, meningkatkan ketahanan, dan memanfaatkan kekuatan unik dari beragam platform cloud.

Ketika permintaan akan skalabilitas semakin meningkat, migrasi ke arsitektur layanan mikro akan semakin cepat, dan penerapan metodologi DevOps dapat membantu organisasi tetap kompetitif. DevOps bukan sekadar seperangkat teknologi. Sebaliknya, ini adalah budaya organisasi yang mengutamakan perbaikan berkelanjutan, kolaborasi lintas tim, dan kemampuan beradaptasi. Hal ini mendorong pengembangan layanan yang modular dan independen, serta bersinergi secara mulus dengan arsitektur layanan mikro. Dengan memanfaatkan hubungan simbiosis antara praktik DevOps dan arsitektur layanan mikro, organisasi dapat membangun solusi perangkat lunak yang aman, kuat, dan terukur yang disesuaikan dengan lanskap yang dinamis dan terus berkembang.