モノリシックなマイクロサービス アーキテクチャ

サーボ モーターが「モノリシック」マイクロサービス アーキテクチャに適合すると、なぜシンプルさがより信頼できるのでしょうか?

そんな経験はありませんか？ ——一見うまく設計された自動化システムでも、実行すると必ずつまずきます。特定のリンクが変更されると、生産ライン全体が停止して調整する必要があります。プログラムを書けば書くほど複雑になり、それを維持するのは混乱を解くような気分になります。それは、一連の矛盾した指示を実行するために精密なステアリングギアを使用しているような気分です。その結果、熱、ジッター、さらには障害が発生するだけです。

産業オートメーションの世界では、複雑なタスクに対処するために、常にモジュールを追加し、サービスを分割し、ミドルウェアを導入するという奇妙な循環に陥ることがよくあります。結果的にシステムそのものが最大の負担となる。これは、1 つの機能のために無数の構造が重ね合わされていて、私ですら理解できなかった初期の機械設計を思い出させます。

何が問題ですか?多くの場合、タスク自体がどれほど難しいかではなく、問題を解決する方法があまりにも「離散的」であることが原因です。情報は、終わりのない駅伝のように、異なるサービス間でやり取りされます。どれかが遅かったり失われたりすると、プロセス全体が停止します。リアルタイムの応答と機械の動きの正確な調整に依存するサーボ モーター制御にとって、この遅延と不安定性は致命的です。

その結果、一見「レトロ」だが非常に効果的なアイデア、モノリシック マイクロサービス アーキテクチャが舞台の中心に戻りました。名前に騙されないでください。これは、過去のモノリシックで不格好なシステムへの逆戻りではありません。むしろ、それは微妙な社会復帰です。

正確には何ですか?簡単に言うと「協力するときは組み合わせる」ということです。

ロボット アームを設計していると想像してください。手首の回転、爪の開閉、アームの伸縮はすべて独立したサーボモーターによって駆動されます。従来のマイクロサービス アーキテクチャでは、モーター、センサー、制御ロジックごとに独立したサービス ユニットをセットアップする場合があります。ネットワーク API を介して相互に呼び出します。

マイクロサービス アーキテクチャ全体では、ミリ秒レベルの同期を必要とするこれらの緊密に調整されたアクションを同じ「部屋」に置くべきかどうかを検討します。これは、高頻度、リアルタイム、強力な一貫性のコラボレーションを必要とする機能モジュールを、本質的に緊密に結合された「全体ユニット」にカプセル化します。このユニットは依然として外部との明確で標準的なインターフェイスを維持していますが、内部通信には「高速内部回線」が使用され、低速で信頼性の低いネットワーク ラウンドを経由する必要はなくなりました。

これは、ロボットの爪の正確な動きを制御するいくつかの主要なサーボを単一の統合ドライブ モジュールに統合するようなものです。内部信号が直結されており、応答速度が非常に速いです。外部的には、これはまだ標準的な「足コントロール」インターフェイスにすぎません。

これによりどのような違いが生じるのでしょうか?

• 反応が早く確実性が高い。最も直接的に感じるのは、システムがより「追従」しているということです。ネットワーク通信とシリアル化/逆シリアル化に当初費やされていた時間が大幅に圧縮されます。究極の同期を追求する複数のサーボモータの連携動作において、内部通信を効率化することで、より正確な軌道制御と累積誤差の低減を実現します。信頼性がネットワークの状態に過度に依存することがなくなりました。
• 操作やメンテナンスが簡単になり、安心感が増しました。デプロイ、監視、デバッグするオブジェクトが少なくなります。数十、数百の分散したサービス インスタンスを管理する必要はなくなり、完全に機能するいくつかの「全体ユニット」に集中できます。何か問題が発生した場合、調査範囲がより集中します。それは、無数の部品で構成される複雑なモデルの管理から、いくつかのコア機能モジュールの保守に移行するようなものです。
• 境界線が明確で開発がスムーズです。そのため、設計の開始時に慎重に考える必要があります。どの機能が自然に連携することになるのか?これにより、技術的な利便性ではなく、ビジネスの性質に沿ったモジュール境界が作成されます。開発チームは、完全でまとまりのある機能単位を中心に作業できるため、チーム間の調整の損失が軽減されます。

「これは一歩後退ではないのですか？」と疑問に思う人もいるかもしれません。これは事実ではありません。過去のモノリシック アーキテクチャは「混沌とした混乱」でしたが、モノリシック マイクロサービスは「思慮深い統合」でした。マイクロサービスの明確な境界の利点を吸収し、過剰な分散によって引き起こされる遅延と複雑さの問題を回避します。その核心は、ビジネスの自然な結合度に基づいてテクノロジーの結合度を決定することにあります。

どこで使用するかをどうやって決めるのですか？

どこでも適しているわけではありません。あなたのシステムについて考えてみましょう:

• 通話頻度が非常に高く、大量のデータ交換を行うサービスがいくつかありますか?
• あたかも分割できない全体であるかのように、強力なデータ一貫性を維持する必要がありますか?
• 彼らの失敗と成功は常に結びついて、一方が繁栄し、もう一方が苦しむのでしょうか？

答えが「はい」の場合、これらの部品は「モノリシック」アーキテクチャの優れた候補です。一般的なシナリオには、高リアルタイムのモーション コントロール調整 (マルチ サーボ モーター同期など)、高速応答センサー データ処理と意思決定ループ、トランザクション保証を必要とする密結合されたビジネス プロセスが含まれます。

これは、自動化システム用の強固な「コア キャビン」を構築するようなものです。キャビン内には、効率的な連携を備えた高度に統合された重要な生命維持システムが設置されています。キャビンの外では、標準インターフェイスを介して他の機能的なキャビン (資材管理、注文処理、その他の従来のマイクロサービスなど) に柔軟に接続されます。

存在するキロパワー、私たちはテクノロジーが結果をもたらすべきであり、手足を拘束するフレームワークではないと強く信じています。私たちは、あまりにも多くのプロジェクトが過剰なアーキテクチャによって本質を失っているのを見てきました。 、精密なモーション制御、機械的な調整、信頼性の高い自動化に関しては、私たちはこの実用的で効率的な「総合的な」設計哲学を採用する傾向があります。そこまで「オシャレ」ではないですが、非常に「信頼性」が高いです。これにより、システムの注意が集中すべきものに戻り、あらゆる物理的動作が正確に、安定して、タイムリーに完了することが可能になります。

結局のところ、最高のアーキテクチャでは、多くの場合、内部の複雑さが解消され、外部の世界にシンプルさが現れます。システム内の終わりのない通信を心配する必要がなくなると、次の機械的な動作を完璧にすることに集中できるようになります。

2005年に設立され、キロパワーは、中国広東省東莞に本社を置く、コンパクトモーションユニットの専門メーカーです。モジュラードライブテクノロジーのイノベーションを活用し、キロパワー高性能モーター、高精度減速機、マルチプロトコル制御システムを統合し、効率的でカスタマイズされたスマート ドライブ システム ソリューションを提供します。 Kpower は、スマート ホーム システム、自動エレクトロニクス、ロボティクス、精密農業、ドローン、産業オートメーションなどのさまざまな分野をカバーする製品で、世界中の 500 を超える企業クライアントにプロフェッショナルなドライブ システム ソリューションを提供してきました。