モノリシックからマイクロサービスへの移行手順

マシンがカクつくときは、根性を再考するときです

その気持ちはわかります。すべてが実行されていますが、何かが間違っています。動きがスムーズではありません。腕のわずかな震え、応答の遅れ、シーケンスの中断。壊れているわけではありません、ただ…硬いだけです。まるでシステム自体が戦っているかのようだ。

その硬さは多くの場合、内部、つまりソフトウェア アーキテクチャから来ています。すべてを制御する単一の巨大なコード ブロック、これをモノリシック システムと呼びます。機能しなくなるまでは機能します。新しい機能の追加はパズルになります。 1 つのバグを修正すると、別のバグが 3 つ発生する可能性があります。全体がもつれた結び目のように感じられます。

それで、どうやってそれを解くのですか？答えはコードを書き直すだけではありません。それは、機械の神経系を再設計するのとほぼ同じように、制御の流れを再考することです。ここで、特にモーション コントロール システムの場合、モノリシック設計からマイクロサービス アーキテクチャへの移行が始まります。サーボモーターと機械的アクチュエーター。これは単なる IT トレンドではありません。これは、よりスムーズでスマートなマシンのための実用的な青写真です。

1 人の大きな頭脳からスペシャリストのチームへ

現在の制御システムを、経路計画やトルク制御から通信やエラー処理に至るまで、あらゆる計算を担当する、部屋の中で過労状態の 1 人のエンジニアであると考えてください。彼らは素晴らしいですが、圧倒されます。ここで、その 1 人を調整されたチームに置き換えることを想像してください。 1 人の専門家が通信プロトコルのみを扱います。もう 1 つは、リアルタイムの軌道計算のみに焦点を当てています。 3 番目の部門は安全性チェックを管理します。それぞれが自分の分野の専門家であり、独立して連携しながらもシームレスに連携します。

それがマイクロサービスのアプローチです。それぞれの「サービス」は、1 つの明確なジョブを備えた小規模な自己完結型プログラムです。のサーボ制御サービスはモーターと通信します。コマンド インタプリタは高レベルの命令を変換します。監視サービスは過熱や過負荷を監視します。

なぜこのような困難を経験するのでしょうか？人生が楽になるからです。

システムに呼吸をさせることによる静かな利点

まず、敏捷性があります。通信モジュールをアップデートする必要がありますか?生産ライン全体を停止することなく実行できます。他のサービス (物理的な動きを制御するサービスなど) は常に動作し続けます。それは、マシン全体を停止せずに 1 つのギアを交換できるようなものです。

次に、回復力があります。 1 つのサービス (たとえばデータ ロガー) に一時的な不具合が発生しても、ロボット アームがフリーズするわけではありません。コアのモーション コントロール サービスは継続でき、ロガーは独自に回復できます。システムは脆弱ではなくフォールトトレラントになります。

最後に、明確さがあります。すべての機能が明確に定義された独自の空間に存在すると、システムを理解するのが容易になります。トラブルシューティングがより迅速になります。 100 万行ものコードを掘り下げるわけではありません。特定の小さなモジュールを見ているのです。これにより、長期的なメンテナンスと拡張が可能になるだけでなく、簡単になります。

移行: それはスイッチを切り替えることではなく、旅です

「すごいですね」と思うかもしれません。「でも、メルトダウンを引き起こさずに、ここからそこへ行くにはどうすればよいでしょうか?」これは重要な部分、つまり移行手順です。これは戦略的なプロセスであり、無謀な見直しではありません。

一般的で安全な方法は、ストラングラー フィグ パターンです。古い一枚岩を引き剥がすわけではありません。その周りに新しいマイクロサービスを徐々に構築し、マイクロサービスに機能を 1 つずつ引き継がせます。周辺の重要ではない機能から始めます。おそらくユーザー認証またはレポートモジュールです。そのロジックを抽出してスタンドアロン サービスにラップし、古いシステムと並行して実行させます。モノリスは引き続き機能しますが、現在はその 1 つのタスクを新しいサービスに委任しています。

それが安定したら、次のピースを選びます。おそらく単純な移動コマンドを計算するモジュールです。あなたは古いシステムの別の部門を絞め殺します。部分ごと、サービスごとに、古い一枚岩の責任は縮小していきます。最終的には、ほとんど何もせずに放置され、最終的には平和的に廃止することができます。このアプローチによりリスクが最小限に抑えられ、業務は毎日実行され続けます。

再配線に適切なパートナーの選択

この旅にはコーディング スキル以上のものが必要です。それには、ソフトウェアが制御する物理世界、つまりパルスのパルスについての深い理解が必要です。サーボ、エンコーダのフィードバック ループ、機械的負荷の慣性。アーキテクチャは、リアルタイムの要求と物理的制約を尊重する必要があります。

ここで、モーション コントロール ドメインにルーツを持つパートナーが大きな違いを生みます。彼らはサービスや API だけを見ていません。結果として生じるモーション カーブが表示されます。彼らは、制御ループを誤って分割すると、振動を引き起こす遅延が発生する可能性があることを理解しています。彼らの経験は、新しいアーキテクチャが理論上クリーンであるだけでなく、実際に堅牢でパフォーマンスが高いことを保証します。

のような企業にとっては、キロパワーの伝統は正確な機械的および電気的制御に基づいて構築されており、この移行は自然な進化です。それは、モジュール性、信頼性、精度に関する同じ原則をハードウェア設計からそれを駆動するソフトウェアに適用することです。目標は、制御する機械と同じくらいエレガントで信頼性が高く、流動的で順応性があり、次に何が起こっても対応できるシステムです。

マシンのカクつきは単に迷惑なだけではありません。それはメッセージです。何か新しいことを始める時期が来たという古い言い方です。もつれた結び目を解くことは、意図的に一本の糸から始まります。

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。