Näin siirryt mikropalveluarkkitehtuuriin verkkokaupassa

18 syys 2024 • Teknologia ja digitaalinen kehitys

Verkkokauppa-alustojen arkkitehtuurimuutokset ovat ajankohtaisia monille yrityksille, jotka haluavat parantaa suorituskykyään, skaalautuvuuttaan ja kilpailukykyään. Yksi vaikuttavimmista askelista on siirtyminen perinteisestä monoliittisesta arkkitehtuurista kohti mikropalvelupohjaista rakennetta. Mutta miten tämä siirtymä toteutetaan hallitusti ja minkälaisia strategiavaihtoehtoja tähän on? Katsotaanpa tarkemmin.

Milloin monoliitista kannattaa pyristellä eroon?

Monoliittinen verkkokauppa-arkkitehtuuri viittaa ns. perinteiseen ratkaisuun, jossa kaikki keskeiset palvelut, kuten tuotehallinta, maksuominaisuudet, kampanjatyökalut ja hakutoiminto, on kehitetty samaan koodipohjaan. Keskeisten palvelujen lisäksi monoliittisiin ratkaisuihin sisältyy esityskerros, johon kuuluu esim. verkkokaupan käyttöliittymä. Tällainen rakenne toimii erityisesti pienille ja keskikokoisille yrityksille, mutta sen haitat tulevat yleensä esiin, kun skaalautuvuuden ja joustavuuden tarve kasvaa.

Monoliittinen arkkitehtuuri hankaloittaa verkkokaupan kehitystä etenkin kahdesta syystä

• Tiiviit integroinnit: Esityskerros on usein mallinnettu ja tiukasti sidottu verkkokauppa-alustan logiikkaan ja tietokantaan, mikä rajoittaa muokkaus- ja räätälöintimahdollisuuksia.
• Huono skaalautuvuus: Jos haluaisit esimerkiksi varautua resurssipiikkeihin, sinun tulisi skaalata monoliitissa koko sovellus. Tämä jos jokin on tehotonta ja kallista.

Miksi siirtyä mikropalveluiden maailmaan?

Mikropalvelulla tarkoitetaan pientä, itsenäistä ohjelmistokomponenttia, joka suorittaa vain yhtä tiettyä tehtävää ja kommunikoi muiden mikropalveluiden kanssa API-rajapintojen kautta. Verkkokaupassa mikropalvelut voivat siis hoitaa esimerkiksi tuotehallinnan, maksamisen ja tuotehaun toimintoja.  

Keskeisimpiä mikropalveluarkkitehtuurin etuja

1. Parempi skaalautuvuus ja joustavuus:

Mikropalveluarkkitehtuurissa jokainen komponentti voidaan skaalata itsenäisesti. Tämä tarkoittaa, että esimerkiksi Black Fridayn aikana voit skaalata maksujärjestelmää ilman, että koko verkkokauppasi tarvitsee ylimääräistä tehostusta.

2. Nopeampi kehitys ja käyttöönotto:

Mikropalveluissa uusia ominaisuuksia voidaan kehittää, testata ja ottaa käyttöön ilman, että koko järjestelmää tarvitsee päivittää. Tämä nopeuttaa markkinoille pääsyä ja parantaa innovointimahdollisuuksia.

3. Kustannussäästöt ja tehokkuus:

Voit kohdistaa resurssit niihin palveluihin, jotka todella tarvitsevat lisätehoa. Näin voit pitää kustannukset kurissa ja parantaa liiketoiminnan kannattavuutta.

Kuinka valmistautua mikropalveluarkkitehtuuriin siirtymiseen?

1. Koodipohjan analysointi

Ennen siirtymistä on tärkeää ymmärtää, kuinka nykyinen monoliittinen järjestelmäsi toimii. Tämä auttaa tunnistamaan mahdolliset pullonkaulat ja riskit, jotka voivat vaikuttaa siirtymäprosessiin. Työkaluna kartoituksessa voi käyttää joko staattista analysointityökalua tai manuaalista tarkastelua.

2. Kriittisten komponenttien tunnistaminen

Analysoi koodipohjan rakenne ja tunnista kriittiset komponentit, jotka vaikuttavat eniten liiketoimintaan. Tämä auttaa määrittämään, minkä toiminnallisuuksien osalta mikropalveluiden käyttöönotto kannattaa aloittaa, jotta siirtymästä saadaan eniten arvoa liiketoiminnalle. Arviointityön avuksi voit laatia käsitteellisen kartan komponenttien välisistä suhteista.

3. Riippuvuuksien arviointi

Koodipohjan sisäisten komponenttien ja ulkoisten järjestelmien välisten riippuvuuksien kartoitus helpottaa siirtymisen suunnittelua ja vähentää yllätyksiä, kun komponentteja irrotetaan ja muokataan.

4. Tiimin koulutus ja tarvittavien työkalujen valinta

Tiimisi tulee olla valmistautunut mikropalveluarkkitehtuurin toimintaperiaatteisiin. Monesti tarvitaan koulutusta uusista teknologioista, kuten kontituksesta (esim. Docker) ja orkestroinnista (esim. Kubernetes) sekä uusien kehitystyökalujen, kuten CI/CD-järjestelmien (esim. Jenkins, GitLab CI), omaksumista.

5. Arkkitehtuurisuunnitelman laatiminen

Laadi yksityiskohtainen arkkitehtuurisuunnitelma, jossa määritellään, miten monoliitti puretaan ja miten mikropalvelut integroidaan.

6. Muista viestiä

Tiedota säännöllisesti suunnitelmistasi ja edistymisestäsi tiimillesi ja sidosryhmillesi, jotta kaikki pysyvät ajan tasalla muutoksista ja niiden vaikutuksista.

Suosituimmat siirtymisstrategiat

Mikropalveluihin siirtyminen voidaan tehdä eri strategioilla. Tässä kolme yleistä lähestymistapaa:

1. Strangler pattern

Tämä siirtymismalli saa hurjan nimensä kuristajaviikunasta, loispuulajista, joka kasvattaa hiljalleen juurensa isäntäpuun ympärille nitistäen sen lopulta kokonaan. Strangler pattern tarkoittaa siis vanhan monoliittisen järjestelmän asteittaista korvaamista mikropalveluilla.

Strangler patternin avulla voit modernisoida yrityksesi IT-arkkitehtuurin joustavasti ja hallitusti, mikä vähentää riskejä ja pitää verkkokauppasi koko siirtymäprosessin ajan toimintakykyisenä.

Jos päätät noudattaa tätä strategiaa, aloita valitsemalla jokin pieni mutta tärkeä komponentti, kuten maksupalvelu, joka voidaan irrottaa arkkitehtuurista ensimmäisenä. Rakenna sen rinnalle uusi, samaa toimintoa suorittava mikropalvelu ja ota se käyttöön vaiheittain. Kun uusi komponentti todetaan toimivaksi, voit vähitellen siirtää liikenteen siihen ja poistaa vanhan monoliittiosan käytöstä. Toista tätä prosessia, kunnes koko järjestelmä koostuu mikropalveluista.

2. Modulaarinen pilotointi

Tässä strategiassa irrotetaan yksi tarkkaan rajattu osa monoliittia, kuten asiakaskäyttäytymisen seuranta, ja toteutetaan se mikropalveluna. Tämä on hyvä tapa testata mikropalveluarkkitehtuurin toimivuutta pienemmässä mittakaavassa ennen laajempia muutoksia.

Tämän tyyppinen strategia on strangler patternin tavoin hallittu, joustava ja matalariskinen, minkä lisäksi se antaa tiimisi oppia mikropalveluarkkitehtuurin prosesseista ja hioa käytäntöjä pienemmässä mittakaavassa ennen isompia siirtymiä.

Modulaarinen pilotointiprosessi aloitetaan eristämällä valittu palvelu monoliitista niin, että sen toiminnallisuudet voidaan toteuttaa itsenäisesti. Sitten kehitetään mikropalvelu, joka toteuttaa samat toiminnot, mutta itsenäisesti ja optimoituna mikropalveluarkkitehtuurin periaatteiden mukaisesti. Uusi mikropalvelu otetaan ensin käyttöön rajatussa pilotissa, jolloin vain esimerkiksi osa asiakasryhmistä tai organisaatiosi toiminnoista käyttää sitä. Mikropalvelun toimivuutta ja suorituskykyä seurataan ja otetaan laajempaan käyttöön, kun se on todettu toimivaksi. Tämän jälkeen muita palveluita aletaan siirtää samalla tavalla.  

3. Hybridiratkaisu:

Monoliitti ja mikropalvelut voivat myös toimia rinnakkain siirtymävaiheessa. Tällöin kehitetään uusi mikropalvelu, joka toteuttaa tietyn toiminnallisuuden, ja liikennettä ohjataan sekä monoliitille että mikropalvelulle. Tämä mahdollistaa asteittaisen siirtymän, verkkokaupan jatkuvan toimintakunnon ja saumattomana pysyvän asiakaskokemuksen ilman, että vanha järjestelmä täytyisi poistaa kertarysäyksellä käytöstä.

Hybridisiirtymä aloitetaan kehittämällä uusi mikropalvelu, joka toteuttaa monoliitin rinnalla tiettyä funktiota, kuten tilausten käsittelyä tai käyttäjäprofiilin hallintaa. Mikropalvelu voi tarvittaessa kommunikoida monoliitin kanssa API-kutsujen kautta. Kun mikropalvelu on valmis, se integroidaan järjestelmään siten, että liikenne voidaan ohjata tarvittaessa sekä monoliitille että mikropalvelulle. Tämä voi vaatia API gatewayn tai muun reitityksen määrityksen. Uutta mikropalvelua käytetään aluksi rajatusti, esimerkiksi tietyllä asiakasryhmällä tai osassa toimintoja. Tämä mahdollistaa uuden mikropalvelun toimivuuden ja suorituskyvyn testaamisen. Kun se on todettu toimivaksi, käyttöä laajennetaan asteittain samalla, kun vastaavan monoliittisen toiminnon käyttöä vähennetään tai lopetetaan kokonaan. Uudet toiminnot voidaan jatkossa kehittää suoraan mikropalveluina, jolloin monoliitti voi jäädä ylläpitämään vain niiden kriittisten toiminnallisuuksien osia, joita ole vielä siirretty.

Mikropalveluarkkitehtuurin haasteet ja parhaat käytännöt niiden taklaamiseksi

Tietoturva ja tunnistautuminen

Hajautettu mikropalveluarkkitehtuuri kasvattaa hyökkäyspinta-alaa, mikä tekee tietoturvan hallinnasta entistäkin kriittisempää. Jokainen mikropalvelu tarvitsee omat tunnistautumisen ja käyttöoikeuksien hallintaratkaisunsa, mikä on keskitettyyn monoliittiin verrattuna monimutkaisempaa.

Tietoturvan ja tunnistautumisen hallintaan kannattaa soveltaa seuraavia suositeltavia käytäntöjä:

• Zero Trust -periaate: Toteuta tietoturva kerroksellisella mallilla, jossa jokaisessamikropalvelussa tarkistetaan käyttöoikeudet riippumatta siitä, mistä pyynnöt tulevat.
• Standardoidut ratkaisut: Hyödynnä olemassa olevia tietoturvaratkaisuja kuten OAuth2 ja JWT, jotka tarjoavat vahvan autentikoinnin ja auktorisoinnin.
• Event sourcing ja CQRS: Käytä tapahtumapohjaisia malleja ja Command Query Responsibility Segregation (CQRS) -mallia, jotka auttavat tietojen synkronoinnissa ja konsistenssin ylläpidossa.
• Tietojen jakaminen: Määrittele selkeät rajapinnat tietojen jakamiseen mikropalvelujen välillä. Pyri pitämään jokaisen mikropalvelun tietomalli mahdollisimman itsenäisenä.

Lokitus, monitorointi ja riippuvuuksien hallinta:

Mikropalveluarkkitehtuuri tuo esiin seurannan ja vianmäärityksen suhteen haasteita, koska palvelut ovat hajautettuja ja kommunikoivat keskenään verkon yli. Lisäksi huomattavat riippuvuudet mikropalvelujen välillä voivat monimutkaistaa järjestelmien päivityksiä ja ylläpitoa.

Näitä haasteita voi hallita seuraavilla käytännöillä:

• Keskitetty lokitus: Ota käyttöön keskitetty lokitusratkaisu, kuten ELK-stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) tai Splunk, joka kerää ja indeksoi lokitiedot kaikista mikropalveluista.
• Monitorointi: Hyödynnä valvontatyökaluja, kuten Prometheus ja Grafana, jotka tarjoavat reaaliaikaisen näkemyksen mikropalvelujen suorituskykyyn ja toimintatilaan.
• Riippuvuuksien kartoitus: Laadi selkeä kuvaus mikropalvelujen välisistä riippuvuuksista ja pidä sitä ajantasaisena. Työkaluksi tähän sopii esimerkiksi Kubernetes, joka auttaa hallitsemaan mikropalvelujen käyttöönottoa ja riippuvuuksia.

Yhteenveto

Verkkokaupan järjestelmäarkkitehtuurin siirtäminen monoliittisesta mikropalveluihin on merkittävä muutos, joka tuo mukanaan lukuisia hyötyjä, kuten parannetun skaalautuvuuden, joustavuuden ja nopeamman innovoinnin. Onnistunut siirtymä vaatii kuitenkin huolellista valmistautumista, tiimin koulutusta ja oikeita työkaluja. Yksityiskohtainen suunnittelu ja sopivien strategioiden valinta varmistavat, että muutos sujuu hallitusti ja liiketoiminnan keskeytykset minimoidaan.