Was ist der Unterschied zwischen der monolithischen und der Microservices-Architektur?
Was ist der Unterschied zwischen der monolithischen und der Microservices-Architektur?
Eine monolithische Architektur ist ein herkömmliches Softwareentwicklungsmodell, das eine Codebasis verwendet, um mehrere Geschäftsfunktionen auszuführen. Alle Softwarekomponenten in einem monolithischen System sind aufgrund der Datenaustauschmechanismen innerhalb des Systems voneinander abhängig. Die Änderung einer monolithischen Architektur ist restriktiv und zeitaufwändig, da sich kleine Änderungen auf große Bereiche der Codebasis auswirken. Im Gegensatz dazu stellen Microservices einen architektonischen Ansatz dar, der Software aus kleinen unabhängigen Komponenten oder Services zusammensetzt. Jeder Service führt eine einzige Funktion aus und kommuniziert mit anderen Services über eine klar definierte Schnittstelle. Da sie unabhängig voneinander ausgeführt werden, können Sie jeden Service nach Bedarf aktualisieren, ändern, bereitstellen oder skalieren.
Hauptunterschiede: monolithische Architektur und Microservices
Monolithische Anwendungen bestehen in der Regel aus einer clientseitigen Benutzeroberfläche, einer Datenbank und einer serverseitigen Anwendung. Entwickler erstellen all diese Module auf einer einzigen Codebasis.
Auf der anderen Seite führt in einer verteilten Architektur jeder Microservice eine einzelne Funktion aus oder arbeitet an der Ausführung einer einzelnen Geschäftslogik. Anstatt Daten innerhalb derselben Codebasis auszutauschen, kommunizieren Microservices mithilfe einer API.
Als Nächstes besprechen wir weitere Unterschiede zwischen den beiden Architekturen.
Entwicklungsprozess
Es ist einfacher, mit der Entwicklung monolithischer Anwendungen zu beginnen, da nicht viel Vorplanung erforderlich ist. Sie können einfach mit der Entwicklung beginnen und nach Bedarf weitere Codemodule hinzufügen. Allerdings kann die Anwendung im Laufe der Zeit komplex und schwierig zu aktualisieren oder zu ändern sein.
Die Entwicklung einer Microservice-Architektur erfordert mehr Planung und Design, bevor sie beginnen kann. Entwickler müssen verschiedene Funktionen identifizieren, die unabhängig voneinander arbeiten können, und konsistente APIs planen. Die anfängliche Koordination macht die Codepflege jedoch wesentlich effizienter. Es lassen sich Änderungen vornehmen und das Finden von Fehlern ist schneller möglich. Auch die Wiederverwendbarkeit von Code verbessert sich mit der Zeit.
Bereitstellung
Die Bereitstellung monolithischer Anwendungen ist einfacher als die Bereitstellung von Microservices. Entwickler installieren hierzu die gesamte Anwendungscodebasis und die Abhängigkeiten in einer einzigen Umgebung.
Im Gegensatz dazu ist die Bereitstellung von auf Microservices basierenden Anwendungen komplexer, da es sich bei jedem Microservice um ein unabhängig einsetzbares Softwarepaket handelt. Entwickler containerisieren Microservices in der Regel, bevor sie sie bereitstellen. Container bündeln den Code und die zugehörigen Abhängigkeiten eines Microservices, um die Plattformunabhängigkeit zu gewährleisten.
Weitere Informationen über Containerisierung »
Debugging
Debugging ist ein Softwareprozess zur Identifizierung von Programmierfehlern, die zu fehlerhaftem Verhalten der Anwendung führen. Beim Debuggen der Monolith-Architektur können Entwickler innerhalb derselben Programmierumgebung die Bewegung von Daten verfolgen oder das Codeverhalten untersuchen. Zur Identifizierung von Codierungsproblemen in einer Microservice-Architektur müssen dagegen mehrere lose miteinander verbundene einzelne Services untersucht werden.
Das Debuggen von Microservice-Anwendungen kann schwieriger sein, da möglicherweise mehrere Entwickler für viele Microservices verantwortlich sind. Zum Beispiel kann das Debuggen koordinierte Tests, Diskussionen und Feedback unter den Teammitgliedern erfordern, was mehr Zeit und Ressourcen in Anspruch nimmt.
Modifikationen
Eine kleine Änderung in einem Teil einer monolithischen Anwendung wirkt sich aufgrund der eng verknüpften Codierung auf mehrere Softwarefunktionen aus. Wenn Entwickler neue Änderungen an einer monolithischen Anwendung vornehmen, müssen sie außerdem das gesamte System erneut testen und erneut auf dem Server bereitstellen.
Im Gegensatz dazu ermöglicht der Microservices-Ansatz Flexibilität. Er macht es einfacher, Änderungen an der Anwendung vorzunehmen. Anstatt alle Services modifizieren zu müssen, ändern Entwickler hierbei nur bestimmte Funktionen. Sie können bestimmte Services auch unabhängig voneinander bereitstellen. Ein solcher Ansatz ist hilfreich für den Workflow zur kontinuierlichen Bereitstellung, bei dem Entwickler häufig kleine Änderungen vornehmen, ohne die Stabilität des Systems zu beeinträchtigen.
Skalierung
Monolithische Anwendungen stehen bei der Skalierung vor mehreren Herausforderungen. Die monolithische Architektur umfasst alle Funktionen in einer einzigen Codebasis, so dass die gesamte Anwendung skaliert werden muss, sobald sich die Anforderungen ändern. Wenn sich die Leistung der Anwendung beispielsweise verschlechtert, weil die Kommunikationsfunktion einen Anstieg des Datenverkehrs verzeichnet, müssen Sie die Rechenressourcen erhöhen, um die gesamte monolithische Anwendung zu unterstützen. Dies führt zu einer Verschwendung von Ressourcen, da nicht alle Teile der Anwendung ihre maximale Kapazität erreichen.
Die Microservices-Architektur unterstützt hingegen verteilte Systeme. Jede Softwarekomponente erhält ihre eigenen Rechenressourcen in einem verteilten System. Diese Ressourcen können unabhängig voneinander auf der Grundlage der aktuellen Kapazitäten und des prognostizierten Bedarfs skaliert werden. So können Sie z. B. einem geografischen Standortdienst im Vergleich zum gesamten System mehr Ressourcen zuweisen.
Operative Auswirkungen: monolithische Architektur im Vergleich zu Microservices-Architektur
Microservices helfen Ihnen, schneller zu innovieren, Risiken zu reduzieren, die Markteinführung zu beschleunigen und die Gesamtbetriebskosten zu senken. Hier finden Sie eine Zusammenfassung der betrieblichen Vorteile der Microservice-Architektur.
Schneller innovieren
Eine monolithische Architektur schränkt die Fähigkeit eines Unternehmens ein, neue Geschäftsfunktionen und Technologien in bestehende Anwendungen einzuführen. Entwickler können bestimmte Teile der Codebasis nicht mit neuen technologischen Frameworks neu aufbauen, was Ihr Unternehmen bei der Übernahme moderner technologischer Trends verzögert.
Microservices sind dagegen unabhängige Softwarekomponenten, die Entwickler mit verschiedenen Frameworks und Softwaretechnologien erstellen können. Die lose Verkoppelung zwischen Microservices ermöglicht es Unternehmen, bestimmte Komponenten schneller zu innovieren.
Risiken reduzieren
Sowohl bei monolithischen Anwendungen als auch bei Microservices-Anwendungen treten Codekonflikte, Bugs und fehlgeschlagenen Aktualisierungen auf. Eine monolithische Anwendung birgt jedoch ein größeres Risiko, wenn Entwickler neue Aktualisierungen veröffentlichen, da die gesamte Anwendung einen einzigen Fehlerpunkt darstellt. Ein kleiner Fehler in der Codebasis kann dazu führen, dass die gesamte Anwendung fehlschlägt. Solche Vorfälle können zu schwerwiegenden Serviceausfällen führen und alle aktiven Benutzer betreffen.
Daher bevorzugen Entwickler die Entwicklung von Microservices-Anwendungen, um die Bereitstellungsrisiken zu minimieren. Wenn ein Microservice ausfällt, bleiben andere Microservices betriebsbereit, wodurch die Auswirkungen auf die Anwendung begrenzt werden. Entwickler verwenden darüber hinaus Tools, um Probleme, die sich auf Microservices auswirken, zu verhindern und zu beheben, um die Wiederherstellbarkeit der Anwendung zu verbessern.
Beschleunigung der Markteinführung
Der Softwareentwicklungsaufwand für monolithische Anwendungen nimmt mit zunehmender Codekomplexität exponentiell zu. Schließlich müssen Entwickler mehr Zeit für die Verwaltung und den Querverweis von Codedateien und Bibliotheken aufwenden, was auf Kosten der Entwicklung neuer Funktionen geht. Wenn Sie mit einer starren Infrastruktur entwickeln, verzögert sich der erwartete Zeitplan.
Umgekehrt können Unternehmen mit Microservices-Fachwissen digitale Produkte schneller entwickeln und veröffentlichen. In einer verteilten Softwarearchitektur konzentriert sich jeder Entwickler auf einen kleineren Codeabschnitt statt auf einen großen. Wenn Entwickler einen bestimmten Microservice erstellen, müssen sie nicht verstehen, wie andere Microservices funktionieren. Sie müssen nur die entsprechenden APIs verwenden, die schneller und einfacher zu erlernen sind.
Gesamtbetriebskosten reduzieren
Sowohl für Microservices als auch für monolithische Anwendungen fallen Kosten für Entwicklung, Bereitstellung und Wartung an. Der Microservice-Ansatz ist jedoch auf lange Sicht kostengünstiger.
Microservice-Anwendungen lassen sich horizontal skalieren, indem Sie Rechenressourcen nach Bedarf hinzufügen. Sie müssen nur Ressourcen für den einzelnen Dienst hinzufügen, nicht die gesamte Anwendung. Um monolithische Systeme zu skalieren, müssen Unternehmen die Speicher- und Rechenleistung für die gesamte Anwendung aufrüsten, was teurer ist.
Neben den Infrastrukturkosten steigen auch die Kosten für die Wartung monolithischer Anwendungen mit den sich ändernden Anforderungen. Beispielsweise müssen Entwickler manchmal veraltete monolithische Software auf neuerer Hardware ausführen. Dies erfordert kundenspezifisches Wissen, und Entwickler müssen die Anwendung neu erstellen, damit sie betriebsbereit bleibt. Microservices werden dagegen unabhängig von bestimmter Hardware und Plattformen ausgeführt, was Unternehmen vor kostspieligen Upgrades bewahrt.
Wann sollte eine monolithische Architektur, wann eine Microservices-Architektur verwendet werden?
Sowohl die monolithische Architektur als auch die Microservices-Architektur helfen Entwicklern, Anwendungen mit unterschiedlichen Ansätzen zu erstellen. Es ist wichtig zu verstehen, dass Microservices die Komplexität einer Anwendung nicht reduzieren. Stattdessen offenbart die Microservices-Struktur die zugrunde liegenden Komplexitäten auf und ermöglicht es Entwicklern, große Anwendungen effizienter zu erstellen, zu verwalten und zu skalieren.
Wenn Sie sich zwischen der Entwicklung einer Microservices-Architektur oder einer monolithischen Architektur entscheiden, können Sie die folgenden Faktoren berücksichtigen.
Größe der Anwendung
Der monolithische Ansatz eignet sich eher für den Entwurf einer einfachen Anwendung oder eines Prototyps. Da monolithische Anwendungen eine einzige Codebasis und ein einziges Framework verwenden, können Entwickler die Software erstellen, ohne mehrere Services zu integrieren. Microservice-Anwendungen können erheblichen Zeit- und Designaufwand erfordern, was die Kosten und den Nutzen sehr kleiner Projekte nicht rechtfertigt.
Im Gegensatz dazu eignet sich die Microservices-Architektur besser für den Aufbau eines komplexen Systems. Sie bietet eine solide Programmiergrundlage für Ihr Team und unterstützt es dabei, flexibel weitere Funktionen hinzuzufügen. Netflix verwendet beispielsweise AWS Lambda, um seine Streaming-Infrastruktur zu skalieren und Entwicklungszeit zu sparen.
Lesen Sie, wie Netflix Lambda verwendet »
Teamkompetenz
Trotz ihrer Flexibilität erfordert die Entwicklung mit Microservices anderes Wissen und ein anderes Denken hinsichtlich des Entwurfs. Im Gegensatz zu monolithischen Anwendungen erfordert die Entwicklung von Microservices ein Verständnis der Cloud-Architektur, APIs, Containerisierung und anderer Fachkenntnisse, die für moderne Cloud-Anwendungen spezifisch sind. Darüber hinaus kann die Fehlerbehebung bei Microservices für Entwickler, die mit der verteilten Architektur noch nicht vertraut sind, eine Herausforderung darstellen.
Infrastruktur
Eine monolithische Anwendung läuft auf einem einzigen Server, Microservices-Anwendungen profitieren jedoch stärker von der Cloud-Umgebung. Es ist zwar möglich, Microservices von einem einzigen Server aus auszuführen, aber Entwickler hosten Microservices in der Regel bei Cloud-Serviceanbietern, um Skalierbarkeit, Fehlertoleranz und hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten.
Sie benötigen die richtige Infrastruktur, bevor Sie mit Microservices beginnen können. Es ist mehr Aufwand nötig, um die Tools und den Workflow für Microservices einzurichten, sie sind für die Erstellung einer komplexen und skalierbaren Anwendung jedoch vorzuziehen.
Übergang von der monolithischen zur Microservices-Architektur
Die Migration monolithischer Anwendungen auf eine Microservices-Architektur ist möglich, erfordert jedoch eine sorgfältige Planung und Implementierung. Es ist wichtig, die Schritte anhand von konsistentem Feedback der Stakeholder zu planen. Als allgemeine Richtlinie können Sie diese Schritte befolgen.
Einen Plan machen
Entwickeln Sie eine Migrations- und Bereitstellungsstrategie, die die betrieblichen Risiken, das Kundenerlebnis, die technologischen Fähigkeiten, den Zeitplan und die Geschäftsziele berücksichtigt.
Cloud-Partner finden
Arbeiten Sie mit einem zuverlässigen Cloud-Anbieter zusammen und containerisieren Sie die monolithische Anwendung. Dies ist ein notwendiger Prozess, der die Abhängigkeit der Anwendung von bestimmten Hardware- und Softwareanforderungen beseitigt. Dann können Ihre Entwickler damit beginnen, die große Codebasis in mehrere Microservices zu partitionieren.
DevOps-Methoden anwenden
Nehmen Sie die DevOps-Kultur in Ihrem Unternehmen an und verwenden Sie Tools für kontinuierliche Integration und kontinuierliche Bereitstellung (CI/CD), um die Migrationsbemühungen zu unterstützen. DevOps ist eine Softwarepraxis, die mit Automatisierungstools einen kürzeren Entwicklungslebenszyklus ermöglicht.
Entwickeln von Microservices
Erstellen und implementieren Sie die Microservices in der Cloud-Infrastruktur. Verwenden Sie geeignete Tools, um den Zustand, den Verkehr und die Sicherheit der Microservices zu überwachen und umgehend auf Probleme zu reagieren. Wenn Sie interessiert sind, können Sie ein Tutorial lesen, um eine monolithischeAnwendung in Microservices zu unterteilen.
Zusammenfassung der Unterschiede: monolithische Architektur und Microservice-Architektur
| Kategorie |
Monolithische Architektur |
Microservices-Architektur |
| Design |
Eine einzige Codebasis mit mehreren voneinander abhängigen Funktionen. |
Unabhängige Softwarekomponenten mit eigenständiger Funktionalität, die über APIs miteinander kommunizieren. |
| Entwicklung |
Erfordert zu Beginn weniger Planung, wird aber immer komplexer zu verstehen und zu verwalten. |
Erfordert zu Beginn mehr Planung und Infrastruktur, wird aber mit der Zeit einfacher zu verwalten und zu warten. |
| Bereitstellung |
Die gesamte Anwendung wird als eine einzige Einheit bereitgestellt. |
Jeder Microservice ist eine unabhängige Softwareeinheit, die eine individuelle containerisierte Bereitstellung erfordert. |
| Debugging |
Verfolgen Sie den Codepfad in derselben Umgebung. |
Erfordert fortschrittliche Debugging-Tools, um den Datenaustausch zwischen mehreren Microservices nachzuverfolgen. |
| Modifikation |
Kleine Änderungen bergen größere Risiken, da sie sich auf die gesamte Codebasis auswirken. |
Sie können einzelne Microservices ändern, ohne die gesamte Anwendung zu beeinträchtigen. |
| Skalierbarkeit |
Sie müssen die gesamte Anwendung skalieren, auch wenn nur bestimmte Funktionsbereiche eine erhöhte Nachfrage verzeichnen. |
Sie können einzelne Microservices nach Bedarf skalieren, wodurch Sie insgesamt Skalierungskosten sparen. |
| Investition |
Geringe Anfangsinvestitionen auf Kosten eines erhöhten Betriebs- und Wartungsaufwands. |
Zusätzliche Zeit- und Kosteninvestitionen für den Aufbau der erforderlichen Infrastruktur und den Aufbau der Teamkompetenz. Langfristige Kosteneinsparungen, Wartung und Anpassungsfähigkeit. |
Wie kann AWS Ihre Anforderungen an die Microservices-Architektur unterstützen?
Sie können moderne Anwendungen auf Amazon Web Services (AWS) mit modularen Architekturmustern, Serverless-Betriebsmodellen und agilen Entwicklungsprozessen entwickeln. Wir bieten eine komplette Plattform für den Aufbau hochverfügbarer Microservices jeden Umfangs und jeder Größenordnung.
Sie können diese AWS-Services beispielsweise verwenden, um eine Microservice-Architektur einzurichten und zu verwalten:
- Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS) um sichere Microservices in verwalteten Containern zu erstellen, zu isolieren und zu betreiben, um den Betrieb zu vereinfachen und den Verwaltungsaufwand zu reduzieren
- AWS Lambda, um Ihre Microservices ohne Bereitstellung und Verwaltung von Servern auszuführen
- AWS App Mesh, um Microservices zu überwachen und zu steuern
- AWS X-Ray, um Fehler bei komplexen Microservice-Interaktionen zu überwachen und zu beheben
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