۱. معماری Monolithic (یکپارچه) چیست؟

معماری مونولیتیک به معنای آن است که تمام اجزای یک نرم‌افزار (مانند رابط کاربری، منطق تجاری، و دسترسی به داده‌ها) در یک واحد واحد و یکپارچه قرار دارند و به عنوان یک سیستم واحد اجرا و مستقر می‌شوند. این ساختار مانند یک ساختمان بزرگ و واحد است که تمام اتاق‌ها (ماژول‌ها) در آن به هم وابسته بوده و منابع مشترکی مانند یک پایگاه داده واحد را استفاده می‌کنند.

مزایای Monolithic

• سادگی توسعه و استقرار: از آنجایی که کل برنامه یک واحد است، توسعه‌دهندگان می‌توانند به راحتی کد را درک و تغییر دهند. استقرار نیز تنها شامل یک فایل یا دایرکتوری بزرگ است که این امر عملیات Deployment را بسیار ساده می‌کند.

• آزمون و اشکال‌زدایی آسان‌تر: با متمرکز بودن کد و لاگ‌ها در یک مکان، اجرای تست‌های End-to-End و پیدا کردن خطا (Debugging) سریع‌تر و ساده‌تر از یک سیستم توزیع‌شده است.

• عملکرد سریع‌تر (در برخی موارد): به دلیل اینکه ارتباطات بین ماژول‌ها از طریق فراخوانی‌های داخلی در حافظه انجام می‌شود، در مقایسه با فراخوانی‌های شبکه در سیستم‌های توزیع‌شده، می‌تواند عملکرد سریع‌تری داشته باشد.

• مدیریت تراکنش‌های ساده‌تر: مدیریت تراکنش‌های ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) در یک پایگاه داده متمرکز بسیار آسان‌تر است.

• هزینه اولیه کمتر: این معماری معمولاً در مراحل اولیه نیاز به منابع و زیرساخت‌های کمتری دارد.

معایب Monolithic

• مقیاس‌پذیری محدود: مقیاس‌دهی (Scaling) تنها به صورت عمودی (Vertical Scaling) با افزودن منابع به سرور واحد انجام می‌شود که هزینه بالایی دارد. امکان مقیاس‌دهی جداگانه برای هر ماژول وجود ندارد.

• پیچیدگی در پروژه‌های بزرگ: با بزرگ شدن کد و تیم توسعه، درک و مدیریت کدبیس به یک چالش جدی تبدیل می‌شود (به عنوان "Monolithic Hell" شناخته می‌شود).

• عدم انعطاف‌پذیری تکنولوژی: کل سیستم به یک زبان برنامه‌نویسی و چارچوب خاص محدود می‌شود. هر گونه تغییر در فناوری کل برنامه را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

• وابستگی متقابل (Tight Coupling): یک خطا در یک ماژول کوچک می‌تواند کل سیستم را دچار مشکل کرده و قابلیت اطمینان (Reliability) کل سیستم را کاهش دهد.

• استقرار مجدد کل سیستم: حتی برای یک تغییر کوچک، باید کل برنامه دوباره مستقر (Redeploy) شود که فرآیندی زمان‌بر و پرخطر است.

۲. سیستم‌های Distributed (توزیع‌شده) چیست؟

سیستم‌های توزیع‌شده (که معماری Microservices یا سرویس‌های کوچک یکی از محبوب‌ترین انواع آن است) نرم‌افزار را به مجموعه‌ای از سرویس‌های کوچک، مستقل و مجزا تقسیم می‌کنند. هر سرویس مسئولیت یک عملکرد تجاری خاص را بر عهده دارد و به طور مستقل توسعه، استقرار و اجرا می‌شود. این سرویس‌ها از طریق یک شبکه با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. (مانند یک شهر که خانه‌ها، اداره‌ها و فروشگاه‌ها هر کدام وظیفه‌ای مستقل دارند و از طریق جاده‌ها با هم ارتباط دارند).

مزایای Distributed Systems

• مقیاس‌پذیری بالا (Horizontal Scaling): مهم‌ترین مزیت این معماری است. هر سرویس می‌تواند به طور مستقل مقیاس‌دهی شود. در صورت افزایش تقاضا برای یک ماژول خاص (مثلاً سرویس سفارشات)، فقط همان سرویس بزرگتر می‌شود و نیازی به ارتقای کل سیستم نیست.

• قابلیت اطمینان و تحمل خطا (Fault Tolerance): اگر یک سرویس از کار بیفتد، سایر سرویس‌ها همچنان به کار خود ادامه می‌دهند و کل سیستم متوقف نمی‌شود.

• استقلال تکنولوژی: هر سرویس می‌تواند با زبان برنامه‌نویسی و پایگاه داده مناسب خود پیاده‌سازی شود، که انعطاف‌پذیری بالایی در انتخاب تکنولوژی فراهم می‌کند.

• توسعه و استقرار مستقل: تیم‌ها می‌توانند بر روی سرویس‌های کوچک خود تمرکز کرده و آن‌ها را به طور مستقل و سریع مستقر کنند.

• بهبود سازماندهی کد: به دلیل کوچک بودن هر سرویس، درک و نگهداری کدبیس برای تیم‌های بزرگ آسان‌تر است.

معایب Distributed Systems

• پیچیدگی عملیاتی بالا: مدیریت، نظارت (Monitoring)، استقرار (Deployment) و اشکال‌زدایی در محیطی با ده‌ها یا صدها سرویس مجزا بسیار پیچیده است.

• چالش‌های شبکه و تأخیر (Latency): ارتباطات بین سرویس‌ها از طریق شبکه انجام می‌شود که همواره قابل اطمینان نیست و می‌تواند منجر به تأخیر (Latency) شود. همچنین باید به مغالطات سیستم‌های توزیع‌شده (مانند قابل اطمینان بودن شبکه و صفر بودن تأخیر) توجه کرد.

• مدیریت تراکنش‌های توزیع‌شده: تضمین سازگاری داده‌ها و اجرای تراکنش‌های بین‌سرویسی (که چندین پایگاه داده را درگیر می‌کند) بسیار دشوار و پیچیده است.

• هزینه زیرساخت و عملیات: به دلیل نیاز به ابزارهای هماهنگ‌سازی (مانند Service Mesh)، ثبت سرویس (Service Registry) و منابع بیشتر برای اجرای چندین سرویس، هزینه‌های زیرساخت و عملیاتی بالاتر است.

• اشکال‌زدایی دشوار: ردیابی یک درخواست در چندین سرویس مختلف و عیب‌یابی آن، نیاز به ابزارهای پیچیده (مانند Distributed Tracing) دارد.

۳. نتیجه‌گیری و زمان انتخاب

انتخاب بین معماری Monolithic و Distributed (Microservices) یک معامله (Trade-off) است و هیچ پاسخ قطعی وجود ندارد که کدام یک به طور مطلق بهتر است.

چه زمانی Monolithic را انتخاب کنیم؟

• • برای پروژه‌های کوچک تا متوسط که نیاز به راه‌اندازی سریع دارند.

  • زمانی که تیم توسعه کوچک است و تجربه کمتری در معماری‌های پیچیده دارد.

  • زمانی که نیاز به مقیاس‌پذیری بالا در کوتاه مدت وجود ندارد.

• چه زمانی Distributed Systems را انتخاب کنیم؟

  • برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده که انتظار رشد و مقیاس‌پذیری بالایی در آینده دارند.

  • زمانی که تیم توسعه بزرگ است و نیاز به استقلال در کار بر روی ماژول‌های مختلف دارد.

  • زمانی که نیاز به استفاده از تکنولوژی‌های مختلف برای سرویس‌های مجزا وجود دارد.

در نهایت، بسیاری از شرکت‌ها با یک معماری مونولیتیک شروع می‌کنند و در صورت نیاز و زمانی که پیچیدگی و حجم کار افزایش می‌یابد، به سمت معماری توزیع‌شده (Microservices) مهاجرت می‌کنند. این امر تضمین می‌کند که پیچیدگی عملیاتی فقط زمانی پذیرفته می‌شود که مزایای مقیاس‌پذیری، ارزش این هزینه را داشته باشند.