Arsitektur monolitik vs layanan mikro: Mana yang paling cocok untuk Anda?

Pendekatan monolitik adalah model perangkat lunak tradisional. Layanan mikro mencerminkan pengembangan perangkat lunak selanjutnya, tetapi itu tidak menjadikan arsitektur monolitik usang.

Katakanlah Anda sudah mulai bekerja di sebuah perusahaan rintisan teknologi dan ditugaskan untuk mengimplementasikan rencana TI untuk perusahaan baru tersebut. Anda menghadapi banyak sekali keputusan, tetapi tidak ada yang mendasar atau berdampak luas seperti menyiapkan arsitektur monolitik atau arsitektur layanan mikro. Pemilihan arsitektur perangkat lunak tidak boleh dilakukan dalam ruang hampa atau tanpa pemahaman yang jelas tentang kebutuhan pemrosesan data awal dan akhir organisasi Anda, karena pendekatan arsitektur apa pun yang dipilih akan memiliki efek yang mendalam pada kemampuan organisasi untuk melaksanakan tujuan bisnisnya secara bermakna.

Jadi, taruhannya cukup besar di sini. Dan karena Anda adalah Direktur TI yang baru diangkat, ini juga merupakan keputusan penting bagi Anda secara pribadi—salah satu keputusan yang dapat membawa Anda ke jalur emas kemajuan karier yang tak terbatas, jika Anda memilih dengan bijak.

Mana yang Anda pilih? Pertama, mari kita lihat pilihan Anda.

Seperti yang telah dinyatakan, arsitektur monolitik adalah model pengembangan perangkat lunak tradisional. Di dalamnya, satu basis kode menjalankan beberapa fungsi (yaitu fungsi bisnis). Kernel komputer mengontrol semua fungsi. Dalam aplikasi monolitik, semua kode yang diperlukan untuk seluruh aplikasi itu dipelihara dalam lokasi pusat.

Aplikasi monolitik biasanya berisi komponen berikut:

• Antarmuka pengguna (UI) sisi klien: "Sisi klien" berhubungan dengan apa yang ditampilkan pada perangkat komputasi pengguna. UI mengelola apa yang dilihat oleh pengguna, termasuk gambar, teks, dan apa pun yang dapat ditransmisikan melalui layar UI, seperti informasi yang terkait dengan tindakan browser.

• Basis data: Arsitektur monolitik menggunakan sistem manajemen basis data relasional (RDMS), sebuah jenis basis data yang mengatur data menjadi baris dan kolom. Baris dan kolom ini membentuk tabel di mana titik data terkait satu sama lain.

• Aplikasi sisi server: Aplikasi sisi server berurusan dengan sumber daya server seperti memori, CPU, dan penyimpanan.

Menggunakan arsitektur monolitik menghasilkan banyak manfaat:

• Pengembangan aplikasi yang tidak rumit: Aplikasi yang dibangun dengan basis kode tunggal lebih mudah dibuat dengan pengembangan yang lebih cepat.

• Penerapan dasar: Arsitektur monolitik bekerja dengan satu file atau direktori yang dapat dieksekusi, yang membuat penerapan menjadi lebih mudah. Arsitektur monolitik juga lebih mudah dirawat karena menggunakan komponen yang lebih sedikit.

• Debug sederhana: Operasi pengujian dan debug tidak terlalu terlibat dengan arsitektur monolitik. Operasi pengujian menyeluruh diberlakukan dari sistem pencatatan pusat.

• Peningkatan keamanan: Karena arsitektur monolitik adalah sistem tertutup, aktivitas pemrosesan datanya sepenuhnya terkendali dan terlindungi dari ancaman siber.

Penggunaan arsitektur monolitik juga menghadirkan masalah yang mungkin terjadi:

• Tahan terhadap teknologi baru: Karena aplikasi monolitik biasanya memiliki keterikatan erat, bisa jadi sulit untuk mengintegrasikan teknologi baru ke dalamnya.

• Penurunan skalabilitas: Meskipun jumlah penskalaan yang diperlukan relatif kecil (seperti menyesuaikan satu fungsi), Anda mungkin harus membongkar dan membangun kembali sistem secara efektif untuk mencerminkan perubahan baru. Ini bisa terbukti memakan waktu dan padat karya.

Model pengembangan perangkat lunak lainnya, layanan mikro, adalah gaya arsitektur cloud native. Dengan layanan mikro, aplikasi didasarkan pada beberapa komponen atau layanan terpisah dengan keterikatan minimal. Aplikasi layanan mikro memiliki tumpukan teknologi mereka sendiri, yang merupakan kumpulan teknologi yang bekerja sama untuk menyelesaikan pekerjaan tertentu.

Keuntungan utama dari layanan mikro adalah bagaimana sistem dapat dengan mudah diperbarui untuk mengatasi kemampuan bisnis baru dalam aplikasi tanpa memengaruhi seluruh sistem. Ini berarti penghematan besar dalam waktu dan tenaga kerja.

Keuntungan layanan mikro sangat banyak. Mereka mengakomodasi pertumbuhan bisnis yang konstan dan perubahan teknologi baru:

• Peningkatan skalabilitas: Layanan mikro unggul dalam hal skalabilitas dibandingkan dengan arsitektur monolitik. Layanan individu dalam arsitektur layanan mikro dipecah menjadi modul dan satu instruksi untuk menskalakan dapat ditransmisikan ke beberapa layanan secara bersamaan. Selain itu, layanan mikro sangat cocok untuk menangani aplikasi besar dan kompleks.

• Siap untuk otomatisasi: Layanan mikro yang digunakan memungkinkan organisasi untuk mengotomatiskan proses integrasi berkelanjutan/pengiriman konstan (CI/CD). Ini memungkinkan pengembangan pembaruan kode yang terjadi sesuai dengan jadwal berkelanjutan.

• Operasi independen: Arsitektur layanan mikro membagi setiap layanan ke dalam sel operasional. Dengan jenis operasi independen ini, tidak ada bahaya alur kerja untuk satu aplikasi layanan mikro yang mengganggu alur kerja aplikasi layanan mikro lainnya.

Layanan mikro menawarkan manfaat yang pasti, tetapi kompleksitasnya memang menciptakan masalah tertentu:

• Rintangan pengujian: Dengan layanan mikro, operasi debug tidak dimulai sampai berbagai bagian aplikasi telah diuji. Ini termasuk memeriksa dependensi, aktivitas caching, dan akses data.

• Potensi paparan keamanan: Pertukaran data yang terjadi di antara berbagai proses dalam sistem layanan mikro menggunakan antarmuka pemrograman aplikasi (API) gateway. API gateway dapat membuat kerentanan keamanan dalam autentikasi dan aktivitas penting lainnya.

• Peningkatan latensi: Layanan mikro meningkatkan aplikasi secara mengesankan, tetapi hal ini dapat menimbulkan masalah dengan jeda dan latensi tambahan. Setiap kali dinaikkan ke atas, sistem meningkatkan kompleksitas dan jumlah data yang ditransfer, dan ini dapat memperlambat pemrosesan.

Sebelum perbandingan langsung arsitektur monolitik dan arsitektur layanan mikro, kita harus menambahkan detail historis pada perbandingan ini untuk memberikan konteks yang lebih luas.

Dalam beberapa hal, sulit untuk melacak asal-usul arsitektur monolitik ke satu tanggal; semakin rumit teknologi, semakin sulit pula untuk menentukan dengan tepat pengiriman pasti teknologi tersebut. Begitu pula dengan arsitektur monolitik, yang mulai dikembangkan sekitar pertengahan abad ke-20.

International Business Machines (IBM) adalah pemain utama dalam pengembangan awal yang penting itu. Menurut kontributor DZone, Pier-Jean Malandrino, "... perusahaan seperti IBM berperan penting dalam mendefinisikan arsitektur perangkat lunak awal melalui pengembangan komputer mainframe mereka pada tahun 1960-an dan 1970-an."¹

Arsitektur monolitik tidaklah sempurna, arsitektur ini sering kali ditulis dalam bahasa yang sangat sederhana dan dimaksudkan untuk dibaca oleh satu mesin. Karena hanya satu mesin yang berisi seluruh sistem, semua komponen komputer sangat bergantung satu sama lain. Penskalaan tidak ada atau hampir tidak mungkin, biasanya membutuhkan pembangunan kembali sistem secara lengkap.

Atau, jika arsitektur monolitik dahulu tampak primitif, itu sebagian karena ini adalah arsitektur pendahulu, sebelum munculnya sistem arsitektur perangkat lunak lainnya. Dan arsitektur ini terbukti bermanfaat secara konsisten, bahkan tangguh, dari waktu ke waktu. Fakta bahwa arsitektur monolitik masih digunakan tujuh dekade setelah diperkenalkan menunjukkan tangguhnya arsitektur ini di industri di mana satu-satunya hal yang biasanya bertahan adalah perubahan tanpa henti.

Arsitektur monolitik telah bertahan tetapi itu bukan lagi satu-satunya opsi sejak lama. Setelah tahun 1980-an, rekayasa perangkat lunak mengalami dorongan menuju modularitas dan penggunaan bahasa pemrograman berorientasi objek. Pada 1990-an, panggung didominasi sistem terdistribusi yang mungkin memanfaatkan kemajuan terbaru dalam komputasi jaringan.

Tren akhirnya mengarah ke pengembangan layanan mikro yang mulai digunakan secara luas setelah dimulainya komputasi cloud dan teknologi kontainerisasi pada tahun 2000-an. Arsitektur layanan mikro diciptakan untuk meningkatkan model monolitik dengan menyesuaikannya untuk penskalaan yang cepat dan sistem terdesentralisasi.

Sekarang, pada tahun 2020-an, pengembangan perangkat lunak berputar antara arsitektur monolitik atau layanan mikro. Berdasarkan apa yang kami perkirakan dari perubahan teknologi, pemikiran awal kami mungkin berasumsi bahwa teknologi yang hadir baru-baru ini lebih unggul, dan dalam beberapa keadaan memang benar.

Namun, membuat pernyataan menggeneralisasi semacam itu berbahaya, sebagian besar karena itu tidak benar. Masih ada banyak situasi komputasi yang mendapat manfaat dari kesederhanaan model arsitektur monolitik.

Kedua arsitektur perangkat lunak memiliki kelebihan dan kekurangan, dan perusahaan perlu mengevaluasi kedua jenis dengan cermat dan mempertimbangkan kebutuhan pengembangan aplikasi yang diproyeksikan sebelum mengadopsi satu sistem atau sistem lain.

Bagaimana perbandingan antara arsitektur monolitik dan arsitektur layanan mikro jika dilihat melalui prisma tahapan operasional utama?

• Pembuatan: Perbedaan utama antara kedua format arsitektur ini dimulai sejak awal, dengan membangun konsep tentang sistem yang diinginkan. Sistem monolitik lebih mudah dibangun karena mereka menggunakan desain yang lebih mendasar. Layanan mikro jauh lebih kompleks dan membutuhkan lebih banyak perencanaan untuk dieksekusi.

• Struktur: Arsitektur monolitik dirancang dan dibangun sebagai satu kesatuan. Arsitektur layanan mikro mendukung gagasan modularitas dengan menggunakan kumpulan aplikasi lebih kecil yang dapat diterapkan yang memungkinkan operasi layanan independen.

• Kompleksitas: Semakin rumit sebuah sistem, semakin cocok sistem tersebut dengan arsitektur layanan mikro. Layanan mikro modular menyambut berbagai fitur dan teknologi baru yang cenderung menyertakan kompleksitas tambahan.

• Pertumbuhan: Baik arsitektur monolitik maupun layanan mikro bisa efektif selama penggunaan awal mereka. Tetapi pertumbuhan mengubah segalanya, terutama ketika organisasi menyadari bahwa mereka akan segera berkembang melampaui sistem awal mereka. Pada titik ini, perusahaan membutuhkan tahap operasi yang lebih besar dan layanan mikro memungkinkannya dengan menyediakan lebih banyak cara untuk meningkatkan operasi daripada arsitektur monolitik.

• Penyiapan produk: Metrik utama ini memainkan peran penting dalam perdagangan dengan mengukur jumlah waktu yang diperlukan untuk memproduksi barang dan memasukkannya ke saluran distribusi. Penyiapan produk adalah area di mana arsitektur monolitik unggul melampaui layanan mikro. Dengan hanya menggunakan satu basis kode, pengembang dapat menghindari waktu dan tenaga ekstra untuk menggabungkan perangkat lunak dari berbagai sumber.

• Skalabilitas: Arsitektur layanan mikro dibangun di atas layanan terpisah yang dapat dikotak-kotakkan dalam bentuk modular dan mendapat manfaat dari keterikatan minimal dan komunikasi internal yang dicapai dengan menggunakan API. Di sisi lain, arsitektur monolitik menampilkan kemampuan adaptasi yang kurang secara keseluruhan karena memiliki struktur inti yang tersusun tebal dan perangkat lunak dengan ketergantungan tinggi.

• Debug: Debug adalah proses menggunakan perangkat lunak untuk merasakan dan menemukan masalah pengodean, kemudian memperbaiki masalah tersebut. Arsitektur monolitik menangani debug lebih baik daripada layanan mikro karena lebih sederhana dan lebih mudah. Melakukan debug pada arsitektur layanan mikro berlangsung jauh lebih lambat, lebih kompleks, dan padat karya.

Ada contoh penggunaan yang hampir tidak terbatas yang dapat dicapai dengan menggunakan arsitektur monolitik atau layanan mikro. Berikut ini adalah beberapa yang paling umum.

• Perusahaan rintisan: Perusahaan yang baru memulai bisnisnya membutuhkan dua hal: fleksibilitas dan pendanaan awal (dan dalam jumlah besar untuk kedua hal ini). Arsitektur monolitik adalah cara terbaik untuk memulai bisnis tahap awal. Selanjutnya, arsitektur dapat dibangun oleh tim pengembangan ramping dengan cara yang hemat biaya yang tidak memaksakan kurva pembelajaran yang terlalu curam pada tim kecil tersebut.

• Proyek dasar: Memiliki basis kode tunggal akan memberikan keuntungan dalam hal kenyamanan, terutama untuk proyek dengan cakupan yang belum sempurna. Ketika perangkat lunak dapat melalui proses pengembangan tanpa perlu memasukkan data dari berbagai sumber, itu adalah kemenangan bagi organisasi.

• Platform hiburan: Menjalankan platform hiburan internasional membutuhkan kemampuan untuk mengatasi gelombang perubahan beban kerja, baik permintaan tersebut berubah menjadi beban kerja ringan atau beban kerja berat. Dalam kasus Netflix, raksasa video streaming ini bertransisi dari arsitektur monolitik ke arsitektur layanan mikro berbasis cloud. Backend Netflix baru berisi banyak dukungan penyeimbang beban yang membantu upayanya untuk mengoptimalkan beban kerja.

• E-commerce: E-commerce bergantung pada arsitektur layanan mikro untuk menciptakan keajaiban dalam menghidupkan pasar digital elektronik dengan pengalaman pengguna yang lancar. Dengan peritel yang ambisius seperti Amazon (AWS) yang mendorong penjualan dengan kenyamanan yang lebih baik dan pengiriman lebih cepat, tidak mengejutkan melihat nilai pasar penjualan e-commerce tahun 2023 yang mencapai USD 5,8 triliun.²

• Pekerjaan terberat: Penggunaan layanan mikro yang sedang berlangsung biasanya membutuhkan keterampilan implementasi dan administrasi dari tim DevOps terlatih yang dapat membuat layanan spesifik yang diperlukan untuk kerangka kerja arsitektur tersebut. Keterampilan tersebut sangat berguna ketika menghadapi aplikasi yang kompleks.

Setiap implementasi skala penuh arsitektur monolitik atau arsitektur layanan mikro pasti akan salah arah jika desainnya diselesaikan dalam ruang hampa yang efektif, tanpa terlebih dahulu mempertimbangkan bagian terpenting dari hubungan ini — kebutuhan khusus perusahaan rintisan teknologi Anda.

Sebagai Direktur TI, ini adalah kegiatan yang paling penting ketika merencanakan keputusan infrastruktur perangkat lunak Anda. Mengetahui kapan harus menggunakan gaya arsitektur sangat penting, seperti memahami sistem yang paling sesuai berdasarkan penggunaan yang Anda butuhkan.

Latihan analisis diri sangat berharga karena tugas Anda tidak hanya memilih sistem arsitektur yang optimal bagi organisasi, tetapi juga memperkirakan secara akurat sistem arsitektur yang akan dibutuhkan perusahaan Anda dalam beberapa bulan dan tahun mendatang. Dalam beberapa hal, Anda ditugaskan untuk memprediksi masa depan.

Jadi, meskipun arsitektur monolitik mungkin tampak sangat ideal untuk perusahaan rintisan Anda, memproyeksikan pertumbuhan masa depan bergantung pada Anda. Dan jika Anda memperkirakan ekspansi luas, mungkin lebih bijaksana untuk melanjutkan dengan dan berinvestasi dalam arsitektur layanan mikro. Ada banyak variabel yang perlu dipertimbangkan:

• Logika bisnis yang digunakan: Sama seperti logika komputer yang menentukan apa yang bisa dan tidak bisa dilakukan dengan komputer, logika bisnis didasarkan pada business rules yang mengatur bagaimana sebuah bisnis bisa dan tidak bisa dioperasikan. Secara teknis, ini berarti algoritma yang menentukan bagaimana informasi diteruskan antara basis data dan antarmuka pengguna.

• Pengembangan front-end: Pada awal perencanaan front-end arsitektur perangkat lunak, Anda perlu menentukan pendekatan arsitektur mana yang Anda ikuti, karena masing-masing memiliki struktur yang unik. Di arsitektur monolitik, aplikasi front-end berbentuk satu basis kode besar yang menampung semua kode aplikasi. Dalam aplikasi front-end layanan mikro, beberapa layanan mikro yang beroperasi secara independen dapat dioperasikan.

• Toleransi kesalahan: Pertimbangan lain yang harus dibuat adalah seberapa besar toleransi kesalahan yang diperkirakan akan diperlukan. Toleransi kesalahan adalah masalah yang sangat rumit, karena dapat menurunkan seluruh aplikasi jika hanya satu komponen dalam sistem itu yang gagal. Arsitektur monolitik tidak memiliki isolasi antara komponen dan itu dapat memperburuk kurangnya toleransi kesalahan dan menyebabkan periode waktu henti yang lama.

• Tingkat perubahan yang diharapkan: Pilihan antara arsitektur monolitik dan arsitektur layanan mikro bukan hanya masalah arsitektur perangkat lunak. Ini benar-benar pilihan antara dua pola pikir bisnis, hanya ingin beroperasi atau bersikeras untuk mencapai pertumbuhan bisnis yang signifikan. Pertumbuhan bisa rumit, tetapi akan didukung dengan baik oleh atribut arsitektur layanan mikro seperti siklus pengembangan yang lebih cepat dan skalabilitas yang ditingkatkan.