Arquitetura nativa da nuvem:o futuro do desenvolvimento

A nuvem nativa já provou ser o futuro do desenvolvimento de software. Até 2025, 80% dos aplicativos corporativos se tornarão baseados em nuvem ou em processo de transferência para aplicativos nativos da nuvem.

Os departamentos de TI estão migrando para a nuvem para economizar dinheiro e manter seus projetos seguros fora do local. Antes de começar a pensar em tal switch, certifique-se de entender a arquitetura por trás de tais aplicativos.

O que é arquitetura nativa da nuvem?

Os aplicativos nativos da nuvem consistem em microsserviços empacotados em contêineres executados na infraestrutura de computação em nuvem. Esses aplicativos são desenvolvidos, testados e implantados na nuvem. Portanto, eles são executados em uma infraestrutura privada, pública, híbrida ou multinuvem.

Um aplicativo nativo da nuvem tem um design de arquitetura de microsserviços – uma coleção de serviços fracamente acoplados que funcionam juntos. Cada serviço tem sua funcionalidade e representa um componente independente. Um sistema de orquestração de contêineres gerencia esses modelos de funcionalidade reutilizáveis, resilientes e escaláveis. Com esse sistema instalado, um aplicativo nativo da nuvem pode dimensionar recursos horizontalmente adicionando ou removendo-os quando necessário.

Desenvolver e executar um aplicativo usando a arquitetura nativa da nuvem implica que ele seja compatível com várias plataformas e provedores de nuvem. Isso dá à sua empresa a flexibilidade necessária, bem como uma ampla gama de recursos que ela pode utilizar. Por exemplo, o Bare Metal Cloud da phoenixNAP é uma plataforma IaaS nativa da nuvem que você pode usar e integrar à sua infraestrutura existente.

Esse sistema fornece aos desenvolvedores uma plataforma com a qual eles podem garantir integração e entrega contínuas. Ao configurar um aplicativo seguindo os princípios da arquitetura nativa da nuvem, os desenvolvedores trabalham para melhorar a experiência do usuário e adicionar novos recursos sem se preocupar com tempo de inatividade ou disponibilidade.

Tipos de designs nativos da nuvem

• Básico. O design básico nativo da nuvem faz backup periodicamente do sistema na nuvem. Você se conecta a um aplicativo via DNS. O DNS acessa um dos balanceadores de carga que leva você ao aplicativo. Os dados de chave são mantidos no banco de dados mestre e escravo que se comunicam com o aplicativo.
• Multi-nuvem. Um componente de aplicativo pode ser executado em várias plataformas de nuvem. Você acessa via DNS. Essa configuração não requer sistemas duplicados. Os dados são armazenados em sua plataforma enquanto os componentes funcionam em vários ambientes.
• Híbrido. Acesse seu aplicativo via DNS. O DNS se conecta a um dos balanceadores de carga que leva você ao aplicativo. Enquanto o aplicativo é enviado para um banco de dados mestre, as réplicas são armazenadas em um banco de dados escravo, em outra plataforma de nuvem ou em seu prédio.

5 princípios da arquitetura nativa da nuvem

Projetar e executar um aplicativo baseado na arquitetura nativa da nuvem implica seguir certos princípios para garantir desempenho otimizado e entrega rápida.

Contêineres Autossuficientes

A arquitetura nativa da nuvem consiste em contêineres que contêm tudo o que é necessário para um microsserviço específico – bibliotecas, dependências e um tempo de execução leve. Com todos os requisitos empacotados dentro do contêiner isolado, os desenvolvedores podem movê-lo rapidamente de um ambiente para outro.

Tal mobilidade e independência também são resultados de uma configuração externalizada. O próprio contêiner possui infraestrutura imutável configurada para um ambiente específico.

A tecnologia de contêiner mais usada é o Docker, enquanto o Kubernetes é usado para implantar, dimensionar e gerenciar aplicativos em contêiner.

Serviços gerenciados projetados para interação e colaboração

Os serviços nativos da nuvem precisam se comunicar entre si e com aplicativos de terceiros. Um aplicativo nativo da nuvem usa APIs, como API RESTful, para estabelecer uma comunicação entre um serviço e um aplicativo externo ou programa legado.

Quanto à comunicação e gestão interna, os microsserviços oferecem a possibilidade de adicionar uma camada de infraestrutura dedicada que trata de toda a comunicação interna. Essa camada é chamada de malha de serviço. Sua função principal é conectar, proteger e observar serviços dentro da arquitetura nativa da nuvem. Há uma ampla variedade de implementações de malha de serviço de código aberto, sendo o Istio a escolha mais popular.

Componentes sem estado e escalonáveis

A arquitetura nativa da nuvem requer que um aplicativo tenha componentes independentes de estado. Isso significa que ele armazena o estado externamente, para que qualquer instância do serviço possa processar uma determinada solicitação. Ao projetar um aplicativo nativo de nuvem distribuída, você deseja o maior número possível de componentes sem estado.

Sem manter a persistência de dados ou sessões, o sistema pode facilmente dimensionar, reparar, reverter e balancear a carga. Dependendo da carga de trabalho, um aplicativo nativo da nuvem é dimensionado horizontalmente, adicionando e removendo instâncias quando necessário. Além disso, sua natureza sem estado permite que os desenvolvedores reparem as instâncias existentes com tempo de inatividade mínimo, criando substituições. Com componentes sem estado, também é mais simples reverter para uma versão mais antiga do aplicativo, bem como balancear a carga entre instâncias.

Processos automatizados e pipeline de CI/CD

Uma das principais vantagens dos sistemas nativos da nuvem é que sua infraestrutura é mais fácil de automatizar. Os desenvolvedores podem utilizar a automação por meio de um pipeline de CI/CD para reparos, dimensionamento e implantação mais rápidos. Portanto, a construção, teste e implantação devem ser automatizados. Além disso, reversões, implantações canário, escalonamento vertical, monitoramento e recuperação são processos que podem ser automatizados.

Arquitetura resiliente

Um foco principal no desenvolvimento de aplicativos é projetar um aplicativo resiliente. Envolve construir e configurar um sistema, com alta disponibilidade e um plano de recuperação de desastres eficiente. Como as falhas são inevitáveis, a melhor maneira de lidar com possíveis problemas no futuro é planejar com antecedência.

A arquitetura nativa da nuvem centrada em microsserviços fornece um sistema forte que garante resiliência. Com recuperação automatizada e componentes escalonáveis ​​sem estado, várias instâncias podem assumir tarefas quando necessário. Portanto, você pode minimizar o tempo de inatividade e manter o aplicativo em execução para fornecer a melhor experiência do usuário.

Benefícios e desvantagens da arquitetura nativa em nuvem

Depois de aprender sobre os princípios básicos e a arquitetura de aplicativos nativos da nuvem, examine suas principais vantagens e possíveis dificuldades.

Benefícios:

• Com microsserviços fracamente acoplados, os desenvolvedores trabalham em cada microsserviço de forma independente, sem afetar todo o aplicativo.
• O uso de uma plataforma de orquestração de contêineres, como o Kubernetes, simplifica a solução de problemas, pois os desenvolvedores podem encontrar bugs sem desmontar todo o aplicativo.
• Como os microsserviços são independentes de plataforma, eles podem ser escritos na linguagem e na estrutura que melhor atendem aos requisitos do aplicativo.
• Um orquestrador de contêiner central melhora o desempenho gerenciando o agendamento automático e a alocação de recursos com base na demanda.
• As empresas não precisam depender de um único fornecedor. A arquitetura de microsserviços permite que eles empreguem uma estratégia multinuvem ou de nuvem híbrida.

Desvantagens:

• A equipe precisa estabelecer e se adaptar a um pipeline de DevOps para garantir o CI/CD dos microsserviços.
• Os microsserviços precisam ser monitorados e gerenciados devido aos riscos de segurança do escalonamento rápido e à natureza dinâmica da arquitetura nativa da nuvem.
• Alguns microsserviços podem exigir recursos específicos que os tornam dependentes de um sistema operacional ou máquina.

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