Cloud Design-mönster
De här designmönstren är användbara när du vill skapa tillförlitliga, skalbara och säkra program i molnet.
Varje mönster beskriver problemet som mönstret är avsett att hantera, överväganden när du ska tillämpa mönstret och ett exempel baserat på Microsoft Azure. De flesta mönster innehåller kodexempel eller kodfragment som visar hur du implementerar mönstret i Azure. De flesta mönster är dock relevanta för alla distribuerade system, oavsett om de finns på Azure eller andra molnplattformar.
Molnarbetsbelastningar är utsatta för felaktigheter i distribuerad databehandling. Några exempel på molndesignfel är:
- Nätverket är tillförlitligt
- Svarstiden är noll
- Bandbredden är oändlig
- Nätverket är säkert
- Topologin ändras inte
- Det finns en administratör
- Komponentversioner är enkla
- Implementeringen av observerbarhet kan fördröjas
Designmönster eliminerar inte begrepp som dessa, men kan bidra till att öka medvetenheten, kompensationer och minskningar av dem. Varje molnmönster har sina egna kompromisser. Du måste vara mer uppmärksam på varför du väljer ett visst mönster än hur du implementerar det.
Utmaningar inom molnutveckling
 |
DatahanteringDatahantering är det viktigaste elementet i molnprogram och påverkar de flesta kvalitetsattributen. Data finns vanligtvis på olika platser och på flera servrar för prestanda, skalbarhet eller tillgänglighet. Detta kan innebära olika utmaningar. Till exempel måste data hållas konsekventa, och data behöver ofta synkroniseras mellan olika platser. |
 |
Design och implementeringGod design omfattar konsekvens och enhetlighet i komponentdesign och -distribution, underhållsbarhet för att förenkla administration och utveckling samt återanvändning så att komponenter och undersystem kan användas i andra program och scenarier. Beslut som fattas under design- och implementeringsfasen påverkar avsevärt kvaliteten och den totala ägandekostnaden för molnbaserade program och tjänster. |
 |
MeddelandenMolnprogrammens distribuerade karaktär kräver en meddelandeinfrastruktur som ansluter komponenterna och tjänsterna, helst löst kopplade för att maximera skalbarheten. Asynkrona meddelanden används ofta och ger många fördelar, men det medför även utmaningar som att beställa meddelanden, hantering av giftmeddelanden, idempotens med mera. |
Katalog med mönster
| Mönster | Sammanfattning | Kategori |
|---|---|---|
| Ambassadör | Skapa hjälpkomponenttjänster som skickar nätverksförfrågningar åt en konsumenttjänst eller ett konsumentprogram. | Design och implementering, Verksamhetsutveckling |
| Skyddande lager | Implementera en fasad eller adapterlager mellan ett modernt program och ett äldre system. | Design och implementering, Verksamhetsutveckling |
| Asynkront begäransvar | Frikoppla serverdelsbearbetning från en klientdelsvärd, där serverdelsbearbetning måste vara asynkron, men klientdelen fortfarande behöver ett klart svar. | Meddelanden |
| Serverdelar för klienter | Skapa separata serverdelstjänster som ska förbrukas av specifika program eller gränssnitt i klientdelen. | Design och implementering |
| Bulkhead | Isolera element i ett program i pooler så att de andra fortfarande fungerar om det skulle uppstå ett fel i ett element. | Tillförlitlighet |
| Cachereservera | Läs in data på begäran till en cache från ett datalager. | Datahantering, Prestandaeffektivitet |
| Koreografi | Låt varje tjänst bestämma när och hur en affärsåtgärd bearbetas i stället för att vara beroende av en central initierare. | Meddelanden, Prestandaeffektivitet |
| Kretsbrytare | Hantera fel som kan ta varierande lång tid att lösa vid anslutning till en fjärrtjänst eller fjärresurs. | Tillförlitlighet |
| Anspråkskontroll | Dela upp ett stort meddelande till en anspråkskontroll och en nyttolast för att undvika att överbelasta en meddelandebuss. | Meddelanden |
| Kompenserande transaktion | Ångra arbete som utförts i en serie steg och som tillsammans eventuellt definierar en konsekvent åtgärd. | Tillförlitlighet |
| Konkurrerande konsumenter | Gör så att flera samtidiga användare kan bearbeta meddelanden som tas emot på samma meddelandekanal. | Meddelanden |
| Konsolidering av beräkningsresurser | Konsolidera flera aktiviteter eller åtgärder i en enda beräkningsenhet. | Design och implementering |
| CQRS | Åtskilj åtgärder som läser data från åtgärder som uppdaterar data via separata gränssnitt. | Datahantering, Design och implementering, Prestandaeffektivitet |
| Distributionsstämplar | Distribuera flera oberoende kopior av programkomponenter, inklusive datalager. | Tillförlitlighet, Prestandaeffektivitet |
| Konfiguration av Edge-arbetsbelastning | Det stora utbudet av system och enheter på verkstadsgolvet kan göra arbetsbelastningskonfigurationen till ett svårt problem. | Design och implementering |
| Händelsekällor | Ett datalager med endast tilläggning används till att registrera en hel serie händelser som beskriver åtgärder på data i domänen. | Datahantering, Prestandaeffektivitet |
| Externt konfigurationslager | Flytta konfigurationsinformation utanför programpaketet för distribution till en central plats. | Design och implementering, Verksamhetsutveckling |
| Federerade identiteter | Delegera autentiseringen till en extern identitetsleverantör. | Säkerhet |
| Gatekeeper | Skydda program och tjänster med hjälp av en dedikerad värdinstans som fungerar som koordinator mellan klienter och programmet eller tjänsten, validerar och åtgärdar förfrågningar och skickar förfrågningar och data mellan dem. | Säkerhet |
| Gateway-samling | Använd en gateway för att slå samman flera enskilda förfrågningar till en enda begäran. | Design och implementering, Verksamhetsutveckling |
| Gateway-avlastning | Avlasta delade eller specialiserade tjänstfunktioner till en gateway-proxy. | Design och implementering, Verksamhetsutveckling |
| Gateway-routning | Dirigera förfrågningar till flera tjänster med hjälp av en enda slutpunkt. | Design och implementering, Verksamhetsutveckling |
| Geodes | Distribuera serverdelstjänster till en uppsättning geografiska noder, som var och en kan betjäna alla klientbegäranden i alla regioner. | Tillförlitlighet, Verksamhetsutveckling |
| Övervakning av slutpunktshälsa | Implementera funktionskontroller i ett program som externa verktyg kan komma åt via exponerade slutpunkter med jämna mellanrum. | Tillförlitlighet, Verksamhetsutveckling |
| Indextabell | Skapa index över fälten i datalager som ofta refereras i frågor. | Datahantering, Prestandaeffektivitet |
| Val av ledare | Samordna de åtgärder som utförs av en samling samverkande uppgiftsinstanser i ett distribuerat program genom att välja en instans som ska ansvara för att hantera de andra instanserna. | Design och implementering, Tillförlitlighet |
| Materialiserad vy | Generera förifyllda vyer över data i ett eller flera datalager när data inte har ett optimalt format för de frågeåtgärder som ska utföras. | Datahantering, Operational Excellence, Prestandaeffektivitet |
| Rör och filter | Dela upp en aktivitet som utför komplex bearbetningen i ett antal olika element som kan återanvändas. | Design och implementering, Meddelanden |
| Prioritetskö | Prioritera förfrågningar som skickas till tjänster så att förfrågningar med högre prioritet tas emot och bearbetas snabbare än de med lägre prioritet. | Meddelanden, Prestandaeffektivitet |
| Utgivare/prenumerant | Aktivera ett program för att informera flera intresserade kunder om evenemang asynkront, utan att koppla avsändarna till mottagarna. | Meddelanden |
| Köbaserad belastningsutjämning | Använd en kö som fungerar som en buffert mellan en aktivitet och en tjänst den anropar för att utjämna återkommande tunga belastningar. | Tillförlitlighet, Meddelanden, Återhämtning, Prestandaeffektivitet |
| Mönster för hastighetsbegränsning | Begränsande mönster som hjälper dig att undvika eller minimera begränsningsfel relaterade till dessa begränsningsgränser och för att hjälpa dig att mer exakt förutsäga dataflödet. | Tillförlitlighet |
| Försök igen | Gör så att ett program kan hantera förväntade, tillfälligt fel vid försök att ansluta till en tjänst eller en nätverksresurs, genom att transparent försöka utföra den misslyckade åtgärden igen. | Tillförlitlighet |
| Saga | Hantera datakonsekvens mellan mikrotjänster i distribuerade transaktionsscenarier. En saga är en sekvens med transaktioner som uppdaterar varje tjänst och publicerar ett meddelande eller en händelse för att utlösa nästa transaktionssteg. | Meddelanden |
| Scheduler-agentövervakare | Samordna en uppsättning åtgärder i en distribuerad uppsättning tjänster och andra fjärranslutna resurser. | Meddelanden, Tillförlitlighet |
| Sekventiell konvoj | Bearbeta en uppsättning relaterade meddelanden i en definierad ordning, utan att blockera bearbetningen av andra grupper av meddelanden. | Meddelanden |
| Horisontell partitionering | Dela upp ett datalager i en uppsättning horisontella partitioner eller delar. | Datahantering, Prestandaeffektivitet |
| Sidovagn | Distribuera komponenter i ett program i en separat process eller container för att ge isolering och inkapsling. | Design och implementering, Verksamhetsutveckling |
| Värddator för statiskt innehåll | Distribuera statiskt innehåll till en molnbaserad lagringstjänst som kan leverera innehållet direkt till klienten. | Design och implementering, Datahantering, Prestandaeffektivitet |
| Strangler-figur | Migrera ett äldre system stegvis genom att gradvis ersätta specifika delar av funktionerna med nya program och tjänster. | Design och implementering, Verksamhetsutveckling |
| Begränsning | Begränsa förbrukningen av resurser i en instans av ett program, en enskild klientorganisation eller i hela tjänsten. | Tillförlitlighet, Prestandaeffektivitet |
| Valet-nyckel | Använd en token eller nyckel som ger klienter begränsad direktåtkomst till en specifik resurs eller tjänst. | Datahantering, Säkerhet |