MSA

anonymous·2021년 9월 28일
microservice
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What are microservices?

  • Used to avoid problems from monolithic applications
  • Applictions are created as a suite of small independent services, each independently deployable, on a unique process, and communicate with each other using public APIs.
  • Benefits include resiliency of services, ease of deployment, and independent scaling

MSA 핵심 패턴

MSA 개발 패턴

㉠ 서비스 세분성 : 비즈니스 영역을 마이크로서비스로 분해해서 각 마이크로서비스가 적정 수준의 책임을 나눠 갖게 하는 방법은 무엇인가? 너무 넓게 나누면 유지보수와 변경에 어려움이 증가하고, 너무 좁게 나누면 복잡성이 증가합니다. 이에 대한 기준을 세우는 것이 중요한 이유이다.

㉡ 통신 프로토콜 : 마이크로서비스와 데이터 교환을 위한 XML이나 JSON, 아니면 Thrift 같은 바이너리 프로토콜을 사용하는가? JSON이 가장 이상적인 이유와 마이크로서비스와 데이터를 겨환하는데 일반적으로 선택되는 이유는 무엇일까?

㉢ 인터페이스 설계 : 개발자가 서비스 호출에 사용하는 실제 서비스 인터페이스를 설계하는 최선의 방법은 무엇인가? 서비스 의도를 전달하도록 서비스 URL을 구조화하는 방법은 무엇인가? 버전 관리는?

㉣ 서비스 간 이벤트 프로세싱 : 서비스 간 하드 코딩된 의존성을 최소화하고 애플리케이션 회복성을 높이기 위한 마이크로서비스를 분리하는 방법은 무엇인가?

서비스 디스커버리와 라우팅은 모든 대규모 마이크로서비스 애플리케이션의 핵심입니다.

마이크로서비스 라우팅 패턴

마이크로서비스 클라이언트 회복성 패턴

마이크로서비스를 사용하면 오작동하는 서비스에서 서비스 호출자를 보호해야 하며, 서비스 하나가 느려지거나 다운되면 해당 서비스 이상의 중단이 발생할 수 있다는 것을 기억해야합니다.

마이크로서비스 클라이언트 회복성 패턴

마이크로서비스 보안 패턴

토큰 기반의 보안 체계를 사용하면 클라이언트의 자격 증명을 전달하지 않고 서비스 인증과 인가를 구현할 수 있습니다.

㉠ 인증 : 서비스를 호출하는 서비스 클라이언트가 자신이라는 것을 어떻게 알 수 있을까?

㉡ 인가 : 마이크로서비스를 호출하는 서비스 클라이언트가 수행하려는 작업을 수행할 자격이 있는지 어떻게 알 수 있을까?

㉢ 자격증명 관리와 전파 : 서비스 클라이언트가 한 트랜잭션과 관련된 여러 서비스 호출에서 자격 증명을 항상 제지하지 않아도 될 방법은 무엇인가? 특히 OAuth와 자바스트립트 웹 토큰(JWT) 같은 토큰 기반 보안 표준을 사용해 토큰을 얻는 방법은 어떻게 처리되는가?

⑤ 마이크로서비스 로깅 및 추적 패턴

엄밀하게 설계된 로깅 및 추적 전략으로 여러 서비스와 연관된 트랜잭션을 관리할 수 있습니다.

㉠ 로그 상관관계 : 단일 트랜잭션에 대해 여러 서비스 간 생성된 모든 로그를 함께 연결하는 방법은 무엇인가?

㉡ 로그 수집 : 수집된 로그를 단일 데이터베이스로 취합할 수 있을까? 취합된 로그를 검색할 수 있을까?

㉢ 마이크로서비스 추적 : 트랜잭션과 연관된 모든 서비스에서 클라이언트 트랜잭션 흐름을 시각화하고 서비스 성능을 측정할 수 있을까?

⑥ 마이크로서비스 빌드 및 배포 패턴

마이크로서비스와 마이크로서비스가 실행되는 서버의 배포가 환경 간 하나의 원자 산출물이 되어야 합니다.

㉠ 빌드 및 배포 파이프라인 : 조직의 모든 환경에서 원클릭 빌드와 배포를 강조하는 반복 가능한 빌드 및 배포 프로세스를 어떻게 구현할까?

㉡ 코드형 인프라스크럭처 : 소스 제어를 사용해 실행하고 관리할 수 있는 코드로 서비스 프로비저닝을 처리하는 방법은 무엇인가?

㉢ 불변 서버 : 마이크로서비스 이미지를 생성하고 배포한 후 변경하지 못하게 하려면 어떻게 해야 하는가?

㉣ 피닉스 서버 : 서버가 오래 실행될수록 구성 편차가 발생할 가능성이 높아니는데 마이크로서비스를 실행하는 서버를 정기적으로 종료하고 불변 이미지를 재생성하려면 어떻게 해야 하는가?

사용

Config Server

1 Add dependencies springboot, security, cloudconfig

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-config-server</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

2 Make Config class that pulls all the required setup through auto-configure annotation @EnableConfigServer

@SpringBootApplication
@EnableConfigServer
public class ConfigServer {
    
    public static void main(String[] arguments) {
        SpringApplication.run(ConfigServer.class, arguments);
    }
}

3 Configure server port on which server is listening and a Git-url for config content. 

server.port=8888
spring.cloud.config.server.git.uri=ssh://localhost/config-repo
spring.cloud.config.server.git.clone-on-start=true
spring.security.user.name=root
spring.security.user.password=s3cr3t

4 Make Git Repository as Config. Storage.
Git, SVN, filesystem can all be used for config server.

$> git init
$> echo 'user.role=Developer' > config-client-development.properties
$> echo 'user.role=User'      > config-client-production.properties
$> git add .
$> git commit -m 'Initial config-client properties'

5 Query Config. Now we can start server. Git-backend config API made by server can be queried.
[label] placeholder = Git Branch
[application] = Client App name
[profile] = Client's current active app. profile

/{application}/{profile}[/{label}]
/{application}-{profile}.yml
/{label}/{application}-{profile}.yml
/{application}-{profile}.properties
/{label}/{application}-{profile}.properties

curl http://root:s3cr3t@localhost:8888/config-client/development/master

6 Make Client app.
This has REST Controller and one GET method.
Config. is placed in bootstrap.application.

@SpringBootApplication
@RestController
public class ConfigClient {
    
    @Value("${user.role}")
    private String role;

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConfigClient.class, args);
    }

    @GetMapping(
      value = "/whoami/{username}",  
      produces = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE)
    public String whoami(@PathVariable("username") String username) {
        return String.format("Hello! 
          You're %s and you'll become a(n) %s...\n", username, role);
    }
}

Put active profile and connection-details in bootstrap.properties

spring.application.name=config-client
spring.profiles.active=development
spring.cloud.config.uri=http://localhost:8888
spring.cloud.config.username=root
spring.cloud.config.password=s3cr3t

curl http://localhost:8080/whoami/Mr_Pink

7 Encryption
8 CSRF
9 (encrypt)Key management

Discovery

Make way for all servers to find each other.
A central address registry can serve as an application address lookup. Setup Eureka discovery server.

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
</dependency>

Add properties to bootstrap.properties

spring.cloud.config.name=discovery
spring.cloud.config.uri=http://localhost:8081

Add discovery.properties to Git repository

spring.application.name=discovery
server.port=8082

eureka.instance.hostname=localhost

eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8082/eureka/
eureka.client.register-with-eureka=false
eureka.client.fetch-registry=false

Result

DiscoveryClient_CONFIG/10.1.10.235:config:8081: registering service...
Tomcat started on port(s): 8081 (http)
DiscoveryClient_CONFIG/10.1.10.235:config:8081 - registration status: 204

Gateway

With config and discovery issues resolved, we need clients access all applications.
A gaeway server will act as reverse proxy, shuttling requests from client to the backend servers.

  • Allows all responses to originate from a single host
  • This eliminates need for CORS and makes authentication convenient.

Add zulu dependency

    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-zuul</artifactId>
</dependency>

Add 2 property files
gateway.properties

spring.application.name=gateway
server.port=8080

eureka.client.region = default
eureka.client.registryFetchIntervalSeconds = 5

zuul.routes.book-service.path=/book-service/**
zuul.routes.book-service.sensitive-headers=Set-Cookie,Authorization
hystrix.command.book-service.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds=600000

zuul.routes.rating-service.path=/rating-service/**
zuul.routes.rating-service.sensitive-headers=Set-Cookie,Authorization
hystrix.command.rating-service.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds=600000

zuul.routes.discovery.path=/discovery/**
zuul.routes.discovery.sensitive-headers=Set-Cookie,Authorization
zuul.routes.discovery.url=http://localhost:8082
hystrix.command.discovery.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds=600000

zulu routes property allows us to define an applicaiton to route certain requests based on URL matcher.

Result

Fetching config from server at: http://10.1.10.235:8081/
...
DiscoveryClient_GATEWAY/10.1.10.235:gateway:8080: registering service...
DiscoveryClient_GATEWAY/10.1.10.235:gateway:8080 - registration status: 204
Tomcat started on port(s): 8080 (http)

Sample Application

main.class

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RestController
@RequestMapping("/books")
public class BookServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(BookServiceApplication.class, args);
    }

    private List<Book> bookList = Arrays.asList(
        new Book(1L, "Baeldung goes to the market", "Tim Schimandle"),
        new Book(2L, "Baeldung goes to the park", "Slavisa")
    );

    @GetMapping("")
    public List<Book> findAllBooks() {
        return bookList;
    }

    @GetMapping("/{bookId}")
    public Book findBook(@PathVariable Long bookId) {
        return bookList.stream().filter(b -> b.getId().equals(bookId)).findFirst().orElse(null);
    }
}

book POJO

public class Book {
    private Long id;
    private String author;
    private String title;

    // standard getters and setters
}

Update property file

spring.cloud.config.name=book-service
spring.cloud.config.discovery.service-id=config
spring.cloud.config.discovery.enabled=true

eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8082/eureka/

Add book-service.properties to Git repo

spring.application.name=book-service
server.port=8083

eureka.client.region = default
eureka.client.registryFetchIntervalSeconds = 5
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8082/eureka/

Result

DiscoveryClient_BOOK-SERVICE/10.1.10.235:book-service:8083: registering service...
DiscoveryClient_BOOK-SERVICE/10.1.10.235:book-service:8083 - registration status: 204
Tomcat started on port(s): 8083 (http)

REF

https://www.baeldung.com/spring-cloud-configuration

https://mariadb.com/resources/blog/how-to-create-microservices-and-set-up-a-microservice-architecture-with-mariadb-docker-and-go/

https://github.com/bstaijen/mariadb-for-microservices/blob/master/photo-service/app/models/photo.go

https://www.baeldung.com/spring-cloud-bootstrapping

https://waspro.tistory.com/451

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