A megbízhatóságot támogató architektúratervezési minták

Számítási feladatok architektúráinak tervezésekor olyan iparági mintákat kell használnia, amelyek megoldják a gyakori kihívásokat. A minták segíthetnek szándékos kompromisszumokat hozni a számítási feladatokon belül, és optimalizálni a kívánt eredményt. Emellett segíthetnek az adott problémákból eredő kockázatok csökkentésében, ami hatással lehet a biztonságra, a teljesítményre, a költségekre és a műveletekre. Ha nem csökkentik, ezek a kockázatok végül megbízhatósági problémákat okoznak. Ezeket a mintákat valós élmények biztosítják, felhőbeli méretezési és üzemeltetési modellekhez tervezték, és eredendően szállítói agnosztikusak. A jól ismert minták használata a számítási feladatok tervezésének szabványosítására a működési kiválóság egyik összetevője.

Számos tervezési minta közvetlenül támogat egy vagy több architektúraoszlopot. A megbízhatósági pillért támogató tervezési minták rangsorolják a számítási feladatok rendelkezésre állását, az önmegőrzést, a helyreállítást, az adatok és a feldolgozási integritást, valamint a hibák elszigetelését.

Az alábbi táblázat a megbízhatósági célokat támogató architektúratervezési mintákat foglalja össze.

Pattern Összefoglalás
Nagykövet A hálózati kommunikáció beágyazása és kezelése a hálózati kommunikációhoz kapcsolódó horizontális feladatok kiszervezésével. Az eredményként kapott segítő szolgáltatások az ügyfél nevében kezdeményeznek kommunikációt. Ez a közvetítési pont lehetővé teszi megbízhatósági minták hozzáadását a hálózati kommunikációhoz, például újrapróbálkozást vagy pufferelést.
Háttérrendszerek az előtérrendszerekhez A számítási feladatok szolgáltatási rétegét egy adott előtérbeli felületre kizárólagos, különálló szolgáltatások létrehozásával személyre szabottá alakítja. Az elkülönítés miatt előfordulhat, hogy az egyik ügyfelet támogató szolgáltatási réteg meghibásodása nem befolyásolja egy másik ügyfél hozzáférésének rendelkezésre állását. Ha különböző ügyfeleket kezel, a megbízhatósági erőfeszítéseket a várt ügyfélhozzáférési minták alapján rangsorolhatja.
Válaszfal Szándékos és teljes szegmentálást vezet be az összetevők között, hogy elkülönítse a meghibásodások robbanási sugarát. Ez a hibaelkülönítési stratégia csak a problémát tapasztaló válaszfal hibáit próbálja meg tartalmazni, megakadályozva a többi válaszfalra gyakorolt hatást.
Gyorsítótár-feltöltés Optimalizálja a gyakran olvasható adatokhoz való hozzáférést egy igény szerint feltöltött gyorsítótár bevezetésével. Ezt követően a gyorsítótárat ugyanazon adatok későbbi kéréseihez használja a rendszer. A gyorsítótárazás adatreplikálást hoz létre, és korlátozott módon használható a gyakran használt adatok rendelkezésre állásának megőrzésére, ha a forrásadattár átmenetileg nem érhető el. Emellett, ha a gyorsítótár hibásan működik, a számítási feladat visszaeshet a forrásadattárba.
Megszakító Megakadályozza a hibás vagy nem elérhető függőségekre irányuló folyamatos kéréseket. Ezzel a mintával megelőzheti a hibás függőségek túlterhelését. Ezt a mintát felhasználhatja arra is, hogy zavartalan degradációt idézzen elő a terhelésben. Az áramkör-megszakítókat gyakran automatikus helyreállítással párosítják, hogy önmegőrzést és öngyógyítást is biztosítsanak.
Igény ellenőrzés Elkülöníti az adatokat az üzenetkezelési folyamattól, így külön lekérheti az üzenethez kapcsolódó adatokat. Az üzenetbuszok nem ugyanazt a megbízhatóságot és vészhelyreállítást biztosítják, mint amelyek gyakran a dedikált adattárakban találhatók, így az adatok elkülönítése az üzenettől nagyobb megbízhatóságot biztosíthat a mögöttes adatok számára. Ez az elkülönítés lehetővé teszi az üzenetsorok vészhelyreállítási megközelítését is.
Kompenzáló tranzakció Mechanizmust biztosít a hibák utáni helyreállításhoz a korábban alkalmazott műveletek hatásának megfordításával. Ez a minta kompenzációs műveletek használatával kezeli a kritikus számítási feladatok elérési útjaiban fellépő hibákat, amelyek olyan folyamatokat is magukban foglalhatnak, mint például az adatok közvetlen visszaállítása, a tranzakciózárolások feltörése vagy akár a natív rendszer viselkedésének végrehajtása a hatás megfordítása érdekében.
Versengő fogyasztók Elosztott és egyidejű feldolgozást alkalmaz az üzenetsor elemeinek hatékony kezelésére. Ez a modell redundanciát épít ki az üzenetsor-feldolgozásban úgy, hogy replikaként kezeli a fogyasztókat, így a példányhiba nem akadályozza meg, hogy más felhasználók feldolgozhassák az üzenetsor-üzeneteket.
Peremhálózati számítási feladatok konfigurálása Az elosztott peremhálózati számítási feladatok konfigurációját úgy kezeli, hogy a felhőt a kívánt igazságforrásként kezeli, miközben biztosítja, hogy a konfiguráció helyileg elérhető maradjon a kapcsolat megszakadása esetén. Ez a minta javítja a megbízhatóságot azáltal, hogy támogatja a konfigurációegyeztetést, az eltérésészlelést és a visszaállítást a részleges frissítések vagy érvénytelen konfigurációk helyreállítása érdekében.
Event Sourcing Az állapotváltozást események sorozataként kezeli, és egy nem módosítható, hozzáfűzhető naplóban rögzíti őket. Ezt a mintát akkor használhatja, ha a változások megbízható előzményei kulcsfontosságúak egy összetett üzleti folyamatban. Az állapotrekonstrukciót is megkönnyíti, ha szükség esetén helyre kell állítania az állapot tárolókat.
Üzembehelyezési bélyegzők Elkülöníti a bérlőket vagy munkaterhelési egységeket olyan független egységekké, amelyek közös sors nélkül működnek. Az egyik példány meghibásodása arra a példányra korlátozódik, és nem érinti a többi példány bérlőit. A bélyegek régiók közötti üzembe helyezése a redundancia és a helyreállítási tervezés alapja is.
Összevont identitás Átruházza a bizalmat egy olyan identitásszolgáltatóra, amely külső a munkaterheléshez képest a felhasználók kezelésére és az alkalmazás hitelesítésének biztosítására. A felhasználók felügyeletének és hitelesítésének kiszervezése átruházza az ezen összetevők megbízhatóságát az identitásszolgáltatóra, amely általában magas szintű SLA-val rendelkezik. Emellett a számítási feladatok vészhelyreállítása során a hitelesítési összetevőket valószínűleg nem kell kezelni a számítási feladat helyreállítási tervének részeként.
Átjáróösszesítés Leegyszerűsíti az ügyfél és a számítási feladat közötti interakciót azáltal, hogy egyetlen kérelemben több háttérszolgáltatás hívásait összesíti. Ez a topológia lehetővé teszi, hogy az átmeneti hibakezelést az ügyfelek között elosztott implementációról központosított implementációra váltsa.
Átjáró tehermentesítése A kérelem feldolgozásának terhét áthelyezi egy átjáró eszközre a kérelem háttércsomópontra történő továbbítása előtt és után. Ennek a felelősségnek az átjáróra való kiszervezése csökkenti az alkalmazáskód összetettségét a háttércsomópontokon. Bizonyos esetekben a kiszervezés teljesen lecseréli a funkciókat egy megbízható platform által biztosított funkcióra.
Átjáró útválasztása A bejövő hálózati kéréseket különböző háttérrendszerekhez irányítja a kérési szándékok, az üzleti logika és a háttérbeli rendelkezésre állás alapján. Az átjáró-útválasztás lehetővé teszi, hogy a forgalmat csak kifogástalan állapotú csomópontokra irányozza át a rendszerben.
Geoda Aktív-aktív rendelkezésre állási módban működő rendszereket helyez üzembe több földrajzi régióban. Ez a minta adatreplikálással támogatja azt az ideált, hogy bármely ügyfél bármely földrajzi példányhoz csatlakozhasson. Segíthet a számítási feladatnak ellenállni egy vagy több regionális kimaradásnak.
Állapotvégpont monitorozása Lehetővé teszi a rendszer állapotának vagy egészségi állapotának monitorozását egy kifejezetten erre a célra tervezett végpont biztosításával. Ezzel a végponttal kezelheti a számítási feladat állapotát, valamint riasztásokat és irányítópultokat készíthet. Ön ezt jelként is használhatja öngyógyító helyreállításhoz.
Indextábla Optimalizálja az adatok lekérését az elosztott adattárakban azáltal, hogy lehetővé teszi az ügyfelek számára a metaadatok keresését, hogy az adatok közvetlenül lekérhetők legyenek, elkerülve a teljes adattárvizsgálatot. Mivel az ügyfelek egy keresési eljáráson keresztül jutnak el a szegmensükhöz, partíciójukhoz vagy végpontjukhoz, ez a minta megkönnyíti az adathozzáférés feladatátvételi megközelítését.
Vezető választás Egy elosztott alkalmazás példányainak vezetőjét hozza létre. A vezető koordinálja a cél elérésével kapcsolatos feladatokat. Ez a minta a munka megbízható átirányításával mérsékli a csomóponthibák hatását. A feladatátvételt konszenzusos algoritmusokkal is megvalósítja, ha egy vezető hibásan működik.
Csövek és szűrők Az összetett adatfeldolgozást önálló szakaszok sorozatára bontja, hogy konkrét eredményt érjen el. Az egyes szakaszok önálló felelőssége lehetővé teszi a koncentrált figyelmet, és elkerüli a zavaró tényezőket az összevonásos adatfeldolgozásban.
Prioritási üzenetsor Biztosítja, hogy a magasabb prioritású elemek feldolgozása és befejezése az alacsonyabb prioritású elemek előtt történik. Az üzleti prioritás alapján elválasztó elemek lehetővé teszik, hogy a megbízhatósági erőfeszítéseket a legkritikusabb munkára összpontosítsa.
Publisher/Előfizető Leválasztja az architektúra összetevőit úgy, hogy a közvetlen ügyfél-szolgáltatás közötti vagy ügyfél-szolgáltatások közötti kommunikációt egy köztes üzenetközvetítőn vagy eseménybuszon keresztüli kommunikációra cseréli.
Várólistán alapuló terheléselosztás A bejövő kérések vagy feladatok szintjét úgy szabályozza, hogy puffereli őket egy üzenetsorba, és lehetővé teszi, hogy az üzenetsor-feldolgozó szabályozott ütemben kezelje őket. Ez a megközelítés rugalmasságot biztosíthat a hirtelen megnövekedett kereslet ellen azáltal, hogy leválasztja a tevékenységek érkezését a feldolgozásukról. Elkülönítheti az üzenetsor-feldolgozás hibáit is, hogy ne befolyásolják a bevitelt.
Sebességkorlátozás Szabályozza az ügyfélkérések sebességét a szabályozási hibák csökkentése és a nem kötött újrapróbálkozási forgatókönyvek elkerülése érdekében. Ez a taktika azzal védi az ügyfelet, hogy elismeri a szolgáltatással való kommunikáció korlátait és költségeit, ha a szolgáltatás úgy van kialakítva, hogy ne érje el a megadott korlátokat. Úgy működik, hogy egy adott időszakban a szolgáltatásnak küldött műveletek számát és/vagy méretét szabályozza.
Újrapróbálkozás Elhárítja az átmeneti vagy időszakos hibákat bizonyos műveletek újrapróbálásával, szabályozott módon. Az elosztott rendszerek átmeneti hibáinak enyhítése kulcsfontosságú módszer a számítási feladatok rugalmasságának javításához.
Saga elosztott tranzakciók Koordinálja a hosszú ideig futó és potenciálisan összetett tranzakciókat úgy, hogy a munkát kisebb, független tranzakciók sorozatába bontja. Minden tranzakciónak kompenzáló műveletekkel is rendelkeznie kell a végrehajtás hibáinak megfordítása és az integritás fenntartása érdekében. Mivel a monolitikus tranzakciók több elosztott rendszeren általában lehetetlenek, ez a minta konzisztenciát és megbízhatóságot biztosít az atomitás és a kompenzáció implementálásával.
Ütemező ügynök felügyelő Hatékonyan osztja el és terjeszti a feladatokat a rendszerben megfigyelhető tényezők alapján. Ez a minta állapotmetrikákat használ a hibák észlelésére és a feladatok kifogástalan ügynökhöz való átirányítására a hibás működés hatásainak csökkentése érdekében.
Szekvenciális konvoj Egyidejű üzenetküldési bejövő forgalmat tart fenn, ugyanakkor támogatja a meghatározott sorrendben történő feldolgozást is. Ez a minta kiküszöbölheti a nehezen elhárítható versenyfeltételeket, a vitatott üzenetkezelést vagy a helytelenül rendezett üzenetek kezelésére vonatkozó egyéb kerülő megoldásokat, amelyek hibás működéshez vezethetnek.
Shardelés A terhelést egy adott logikai célhelyre irányítja az adott kérés kezeléséhez, lehetővé téve az optimalizálást. Mivel az adatok vagy a feldolgozás a szegmenshez van elkülönítve, az egyik szegmens meghibásodása el van különítve a szegmenstől.
Strangler füge Lehetővé teszi a futó rendszer összetevőinek szisztematikus cseréjét új összetevőkre, gyakran a rendszer migrálása vagy modernizálása során. Ez a minta fokozatos megközelítése segíthet csökkenteni a kockázatokat az átmenet során.
Szabályozás Korlátozza az erőforrásra vagy összetevőre irányuló bejövő kérelmek sebességét vagy átviteli sebességét. A korlátokat úgy tervezheti meg, hogy megelőzze az erőforrás-kimerülést, amely hibás működéshez vezethet. Ezt a mintát vezérlő mechanizmusként is használhatja egy kecses degradálási tervben.

Következő lépések

Tekintse át a többi Azure Well-Architected-keretrendszer pillérét támogató architektúratervezési mintákat:

  • Last updated on