แบบจำลองระบบและสถาปัตยกรรม

แบบจำลองสถาปัตยกรรมอธิบายว่าส่วนประกอบของระบบแบบกระจายตัวถูกจัดระเบียบอย่างไร และมีการแบ่งความรับผิดชอบสำหรับการประมวลผลและข้อมูลระหว่างส่วนประกอบเหล่านั้นอย่างไร

Definition

แบบจำลองสถาปัตยกรรมของระบบแบบกระจายตัวระบุประเภทของส่วนประกอบ (กระบวนการ) บทบาทที่ส่วนประกอบเหล่านั้นมี และรูปแบบการสื่อสารและการพึ่งพากันระหว่างส่วนประกอบเหล่านั้น โดยละเว้นรายละเอียดเกี่ยวกับเครื่องจักรทางกายภาพที่ส่วนประกอบเหล่านั้นทำงานอยู่

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมรูปแบบสถาปัตยกรรมหลักของระบบแบบกระจายตัว ได้แก่ ไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์, หลายชั้น (n-tier), เพียร์ทูเพียร์ และการจัดระเบียบแบบไฮบริด รวมถึงรูปแบบโครงสร้าง เช่น สถาปัตยกรรมแบบเลเยอร์, แบบอิงวัตถุ, แบบเน้นทรัพยากร (REST) และแบบอิงเหตุการณ์ นอกจากนี้ยังครอบคลุมถึงการจัดวางกระบวนการและการแลกเปลี่ยนในการแบ่งส่วน การจำลองแบบ และการแคชส่วนประกอบต่างๆ ข้ามเครื่องจักร

Core questions

• ควรแบ่งความรับผิดชอบสำหรับการประมวลผลและข้อมูลระหว่างส่วนประกอบต่างๆ อย่างไร?
• เมื่อใดที่การจัดระเบียบแบบเพียร์ทูเพียร์ดีกว่าแบบไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์?
• รูปแบบสถาปัตยกรรมใดที่สนับสนุนความสามารถในการปรับขนาดและความสามารถในการพัฒนาสำหรับปริมาณงานที่กำหนดได้ดีที่สุด?

Key theories

การจัดระเบียบแบบไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์และหลายชั้น

ส่วนประกอบถูกแบ่งออกเป็นไคลเอนต์ที่ร้องขอและเซิร์ฟเวอร์ที่ตอบสนอง และตรรกะของแอปพลิเคชันถูกจัดเรียงเป็นชั้นๆ ข้ามชั้นการนำเสนอ การประมวลผล และข้อมูล ซึ่งสามารถกระจายได้อย่างอิสระเพื่อปรับสมดุลโหลดและขนาด

เพียร์ทูเพียร์และการจัดระเบียบแบบกระจายอำนาจ

โหนดทั้งหมดมีฟังก์ชันการทำงานที่เทียบเท่ากันและทำหน้าที่ทั้งไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์ ทำให้สามารถสร้างเครือข่ายแบบจัดระเบียบตัวเองได้โดยไม่มีจุดควบคุมหรือจุดล้มเหลวส่วนกลาง แต่ต้องแลกมาด้วยกลไกการค้นหาและความสอดคล้องกันที่ซับซ้อนมากขึ้น

สถาปัตยกรรมเชิงทรัพยากร (REST)

Representational State Transfer จัดโครงสร้างระบบรอบทรัพยากรที่สามารถระบุตำแหน่งได้ ซึ่งถูกจัดการผ่านอินเทอร์เฟซที่เป็นมาตรฐานและไร้สถานะ ซึ่งเป็นรูปแบบสถาปัตยกรรมที่พัฒนาขึ้นเพื่ออธิบายและชี้นำความสามารถในการปรับขนาดของเว็บ

Clinical relevance

รูปแบบสถาปัตยกรรมเป็นการตัดสินใจเบื้องต้นที่มีผลกระทบสูงที่สุดในการออกแบบระบบ: เป็นตัวกำหนดความสามารถในการปรับขนาด การแยกข้อผิดพลาด และความสามารถในการพัฒนาส่วนประกอบของทีมได้อย่างอิสระ และเป็นพื้นฐานในการเลือกระหว่างการปรับใช้แบบโมโนลิธ, ไมโครเซอร์วิส และเพียร์ทูเพียร์

History

สถาปัตยกรรมแบบกระจายตัวมีการพัฒนาจากเมนเฟรมแบบรวมศูนย์ไปสู่การประมวลผลแบบไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์ในช่วงทศวรรษ 1980 ไปสู่ระบบองค์กรแบบหลายชั้นและเครือข่ายเพียร์ทูเพียร์ขนาดใหญ่ในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 และไปสู่สถาปัตยกรรมเว็บที่เน้นทรัพยากร ซึ่งหลักการเหล่านี้ได้รับการอธิบายโดยวิทยานิพนธ์ REST ของ Fielding ในปี 2000

Key figures

• Roy Fielding
• Andrew S. Tanenbaum
• Maarten van Steen

Seminal works

• tanenbaum2017
• fielding2000

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างแบบจำลองสถาปัตยกรรมและการปรับใช้ทางกายภาพคืออะไร?

แบบจำลองสถาปัตยกรรมอธิบายส่วนประกอบเชิงตรรกะและรูปแบบการโต้ตอบของส่วนประกอบเหล่านั้น ในขณะที่การปรับใช้ทางกายภาพจะแมปส่วนประกอบเหล่านั้นเข้ากับเครื่องจักรและเครือข่ายจริง แบบจำลองสถาปัตยกรรมหนึ่งแบบสามารถปรับใช้ได้ในหลายการกำหนดค่าทางกายภาพ