TOGAF ADM: 10 kỹ thuật hàng đầu – Phần 3: Mẫu Kiến trúc

Trong lĩnh vực kiến trúc doanh nghiệp, các mẫu kiến trúc là một công cụ quan trọng để xây dựng các giải pháp hiệu quả cho những vấn đề phổ biến. Các mẫu cung cấp cách thức đặt các khối xây dựng vào bối cảnh, và có thể cung cấp cho các kiến trúc sư bản thiết kế để thiết kế các giải pháp đã được chứng minh là hiệu quả trong quá khứ. Trong bài viết này, chúng tôi khám phá khái niệm về các mẫu kiến trúc trong bối cảnh TOGAF ADM, và đưa ra một ví dụ về mẫu kiến trúc trong bối cảnh phát triển ứng dụng kinh doanh.

Các mẫu kiến trúc là gì

Một “mẫu” đã được định nghĩa là: “một ý tưởng đã hữu ích trong một bối cảnh thực tế và có lẽ sẽ hữu ích trong những bối cảnh khác” (Nguồn: Phân tích Mẫu – Mô hình Đối tượng Có thể Sử dụng Lại, bởi M. Fowler).

Trong tiêu chuẩn TOGAF, các mẫu được coi là một cách để đặt các khối xây dựng vào bối cảnh; ví dụ, để mô tả một giải pháp có thể tái sử dụng cho một vấn đề. Các khối xây dựng là những gì bạn sử dụng: các mẫu có thể chỉ cho bạn cách sử dụng chúng, khi nào, tại sao và những thỏa hiệp nào bạn phải thực hiện khi làm vậy.

Các mẫu mang lại hứa hẹn giúp kiến trúc sư xác định được các tổ hợp các khối xây dựng Kiến trúc và/hoặc Giải pháp (ABBs/SBBs) đã được chứng minh là mang lại các giải pháp hiệu quả trong quá khứ, và có thể làm nền tảng cho các giải pháp hiệu quả trong tương lai.

Các kỹ thuật mẫu thường được công nhận là đã được thiết lập như một kỹ thuật thiết kế kiến trúc có giá trị bởi Christopher Alexander, một kiến trúc sư xây dựng, người đã mô tả cách tiếp cận này trong cuốn sách The Timeless Way of Building, xuất bản năm 1979. Cuốn sách này cung cấp một giới thiệu về những ý tưởng đằng sau việc sử dụng các mẫu, và Alexander đã tiếp tục với hai cuốn sách khác (A Pattern Language và The Oregon Experiment) trong đó ông mở rộng hơn về mô tả các đặc điểm và lợi ích của cách tiếp cận mẫu trong kiến trúc.

Các mẫu kiến trúc trong TOGAF ADM

Phương pháp Phát triển Kiến trúc (ADM) là một thành phần chính trong tiêu chuẩn TOGAF của Open Group, cung cấp một khung để tạo ra và quản lý kiến trúc doanh nghiệp. Trong ADM, các mẫu kiến trúc là một công cụ mạnh mẽ giúp các kiến trúc sư xác định các giải pháp đã được chứng minh là hiệu quả cho những vấn đề phổ biến và thúc đẩy quá trình phát triển các kiến trúc hiệu quả.

Ở cốt lõi, một mẫu kiến trúc đơn giản là một mô tả về một giải pháp có thể tái sử dụng cho một vấn đề đã được chứng minh là hiệu quả trong thực tế. Như định nghĩa trên gợi ý, một mẫu là một ý tưởng đã hữu ích trong một bối cảnh và có lẽ sẽ hữu ích trong những bối cảnh khác. Các mẫu có thể được sử dụng để mô tả các giải pháp ở các mức độ trừu tượng khác nhau, từ các mẫu kiến trúc cấp cao mô tả cấu trúc tổng thể của một hệ thống đến các mẫu thiết kế cấp thấp mô tả cách các thành phần riêng lẻ nên được triển khai.

Một trong những lợi ích chính khi sử dụng các mẫu kiến trúc là chúng có thể giúp các kiến trúc sư xác định được các tổ hợp các khối xây dựng Kiến trúc (ABBs) hoặc khối xây dựng Giải pháp (SBBs) đã được chứng minh là mang lại các giải pháp hiệu quả trong quá khứ. Điều này có thể tiết kiệm thời gian và công sức bằng cách cung cấp một điểm khởi đầu cho việc phát triển kiến trúc, thay vì bắt đầu từ đầu với mỗi dự án mới.

Hơn nữa, các mẫu kiến trúc có thể giúp đảm bảo rằng các kiến trúc là nhất quán và mạch lạc. Bằng cách sử dụng các mẫu để mô tả các giải pháp cho những vấn đề phổ biến, các kiến trúc sư có thể tạo ra một ngôn ngữ chung và một tập hợp các khái niệm có thể được sử dụng trên toàn tổ chức. Điều này có thể giúp tránh hiểu lầm và đảm bảo rằng mọi người đều đang hướng tới một tầm nhìn chung về kiến trúc.

Các kỹ thuật mẫu đã được thiết lập như một kỹ thuật thiết kế kiến trúc có giá trị bởi Christopher Alexander, một kiến trúc sư xây dựng, người đã mô tả cách tiếp cận này trong cuốn sách The Timeless Way of Building. Những ý tưởng của Alexander sau đó đã được mở rộng trong hai cuốn sách khác, A Pattern Language và The Oregon Experiment.

Trong bối cảnh kiến trúc doanh nghiệp, có một số loại mẫu kiến trúc khác nhau có thể được sử dụng. Một số loại phổ biến nhất bao gồm:

1. Kiến trúc tham chiếu – Chúng mô tả cấu trúc tổng thể của một hệ thống hoặc ứng dụng, và cung cấp điểm khởi đầu cho việc phát triển kiến trúc.
2. Mẫu giải pháp – Chúng mô tả cách giải quyết các vấn đề cụ thể bằng cách kết hợp các ABBs và SBBs.
3. Mẫu quy trình – Chúng mô tả các thực hành tốt nhất và các luồng công việc phổ biến để phát triển và triển khai kiến trúc.
4. Mẫu thiết kế – Chúng mô tả cách các thành phần riêng lẻ nên được thiết kế và triển khai, và có thể giúp đảm bảo tính nhất quán và khả năng bảo trì trên toàn kiến trúc.

Các mẫu kiến trúc là một công cụ mạnh mẽ cho các kiến trúc sư muốn phát triển các kiến trúc doanh nghiệp hiệu quả và hiệu suất cao. Bằng cách xác định các giải pháp đã được chứng minh cho những vấn đề phổ biến, các kiến trúc sư có thể tiết kiệm thời gian và công sức trong khi đảm bảo rằng các kiến trúc là nhất quán, mạch lạc và phù hợp với các mục tiêu và mục đích tổ chức.

Mẫu để tài liệu hóa các mẫu kiến trúc

1. Tên mẫu

Tên mô tả cho mẫu, cần truyền đạt rõ ràng vấn đề đang được giải quyết.

2. Vấn đề

Mô tả về vấn đề hoặc thách thức mà mẫu nhằm giải quyết. Điều này cần rõ ràng và cụ thể, và cung cấp bối cảnh cho mẫu.

3. Bối cảnh

Mô tả về bối cảnh mà mẫu được dự định sử dụng. Điều này nên bao gồm thông tin về tổ chức, hệ thống hoặc ứng dụng đang được phát triển, và bất kỳ ràng buộc hoặc giới hạn nào liên quan.

4. Giải pháp

Mô tả về giải pháp mà mẫu cung cấp. Điều này cần rõ ràng và cụ thể, và giải thích cách mẫu có thể được sử dụng để giải quyết vấn đề được mô tả ở phần 2.

5. Lợi ích

Mô tả về lợi ích khi sử dụng mẫu. Điều này cần giải thích cách mẫu có thể giúp giải quyết vấn đề, và cung cấp bằng chứng để hỗ trợ tính hiệu quả của nó.

6. Các thỏa hiệp

Một mô tả về bất kỳ thỏa hiệp hoặc thỏa thuận nào phải được thực hiện khi sử dụng mẫu. Điều này nên bao gồm các giới hạn hoặc nhược điểm của mẫu, cũng như các rủi ro cần được quản lý.

7. Triển khai

Một mô tả về cách triển khai mẫu. Điều này nên bao gồm hướng dẫn về cách áp dụng mẫu, và các ví dụ hoặc trường hợp sử dụng liên quan.

8. Các mẫu liên quan

Danh sách các mẫu liên quan có thể hữu ích khi kết hợp với mẫu hiện tại. Điều này nên bao gồm các mẫu có liên quan chặt chẽ hoặc có thể được sử dụng cùng với mẫu hiện tại.

9. Tài liệu tham khảo

Danh sách các tài liệu tham khảo và nguồn được sử dụng trong việc phát triển mẫu. Điều này nên bao gồm các ấn phẩm, bài viết hoặc các nguồn tài liệu liên quan khác.

Bằng cách sử dụng mẫu này, các kiến trúc sư có thể tạo ra các Mẫu Kiến trúc rõ ràng và hiệu quả, có thể dễ dàng chia sẻ và tái sử dụng trong các dự án và bối cảnh khác nhau.

Một ví dụ về Mẫu Kiến trúc trong bối cảnh kinh doanh

Hãy cùng xem xét một ví dụ về Mẫu Kiến trúc trong bối cảnh phát triển ứng dụng kinh doanh.

Giả sử một công ty cần phát triển một ứng dụng dựa trên web mới để quản lý quan hệ khách hàng. Một trong những thách thức chính mà họ phải đối mặt là làm sao đảm bảo ứng dụng có thể mở rộng và xử lý được một lượng lớn người dùng đồng thời.

 

Sử dụng mẫu Mẫu Kiến trúc được nêu ở trên, chúng ta có thể tạo ra một mẫu để giải quyết vấn đề này:

1. Tên mẫu:Ứng dụng Web có thể mở rộng

2. Vấn đề:Phát triển một ứng dụng dựa trên web để quản lý quan hệ khách hàng có thể xử lý được một lượng lớn người dùng đồng thời.

3. Bối cảnh:Một công ty cần phát triển một ứng dụng dựa trên web mới để quản lý quan hệ khách hàng. Ứng dụng sẽ được truy cập bởi một lượng lớn người dùng và phải có khả năng mở rộng để xử lý các thời điểm sử dụng cao điểm.

4. Giải pháp:Mẫu Ứng dụng Web có thể mở rộng cung cấp giải pháp để phát triển một ứng dụng dựa trên web có thể xử lý được một lượng lớn người dùng đồng thời. Các yếu tố chính của mẫu bao gồm:

• Cân bằng tải: phân phối các yêu cầu đến từ nhiều máy chủ để đảm bảo không có máy chủ nào bị quá tải.
• Bộ nhớ đệm: sử dụng bộ nhớ đệm trong bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu thường được truy cập và giảm tải cho cơ sở dữ liệu.
• Mở rộng ngang: thêm các máy chủ bổ sung vào hạ tầng để xử lý tải tăng thêm.
• Chia nhỏ cơ sở dữ liệu: chia nhỏ cơ sở dữ liệu thành các phân vùng nhỏ hơn để phân tán tải lên nhiều máy chủ.

5. Lợi ích:Bằng cách sử dụng mẫu Ứng dụng Web có thể mở rộng, công ty có thể đảm bảo rằng ứng dụng của họ có thể xử lý được một lượng lớn người dùng đồng thời mà không gặp các vấn đề về hiệu suất hay ngừng hoạt động. Điều này có thể cải thiện sự hài lòng của khách hàng và tăng doanh thu bằng cách đảm bảo ứng dụng luôn sẵn sàng.

6. Các thỏa hiệp:Mẫu Ứng dụng Web có thể mở rộng yêu cầu hạ tầng và tài nguyên bổ sung để triển khai, điều này có thể làm tăng chi phí. Ngoài ra, việc triển khai cân bằng tải và bộ nhớ đệm có thể làm tăng độ phức tạp của kiến trúc ứng dụng.

7. Triển khai: Để triển khai mẫu kiến trúc Ứng dụng Web có thể mở rộng, công ty nên cân nhắc sử dụng bộ cân bằng tải như NGINX, triển khai bộ nhớ đệm bằng công nghệ như Redis hoặc Memcached, và mở rộng ngang ứng dụng bằng nền tảng đám mây như AWS hoặc Azure. Việc chia nhỏ cơ sở dữ liệu có thể được thực hiện bằng công nghệ cơ sở dữ liệu như MongoDB.

8. Các mẫu liên quan: Các mẫu liên quan có thể hữu ích khi kết hợp với mẫu kiến trúc Ứng dụng Web có thể mở rộng bao gồm:

• Kiến trúc vi dịch vụ: chia nhỏ ứng dụng thành các dịch vụ nhỏ hơn, dễ quản lý hơn, có thể mở rộng độc lập.
• Cổng API: cung cấp một điểm vào duy nhất để truy cập các dịch vụ của ứng dụng và quản lý lưu lượng.

9. Tài liệu tham khảo: Một số tài liệu tham khảo có thể hữu ích trong việc phát triển mẫu kiến trúc Ứng dụng Web có thể mở rộng bao gồm:

• High Scalability (blog):
• Xây dựng Các Trang Web Có Thể Mở Rộng (sách) của Cal Henderson

Bằng cách sử dụng mẫu kiến trúc này, công ty có thể tiết kiệm thời gian và công sức trong việc phát triển một ứng dụng web có thể mở rộng để quản lý mối quan hệ khách hàng. Mẫu kiến trúc cung cấp một giải pháp đã được kiểm chứng cho một vấn đề phổ biến và có thể dễ dàng điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu và giới hạn cụ thể của công ty.

Ví dụ về một Mẫu Kiến trúc trong bối cảnh Đăng nhập Đơn nhất

Dưới đây là một ví dụ về Mẫu Kiến trúc trong bối cảnh Đăng nhập Đơn nhất (SSO):

1. Tên mẫu: Đăng nhập Đơn nhất (SSO)

2. Vấn đề: Nhiều ứng dụng trong tổ chức yêu cầu người dùng xác thực riêng biệt, dẫn đến trải nghiệm người dùng kém và tăng thêm gánh nặng hành chính trong việc quản lý tài khoản người dùng.

3. Bối cảnh: Một tổ chức có nhiều ứng dụng yêu cầu người dùng xác thực riêng biệt, gây ra sự bực bội và nhầm lẫn cho người dùng. Tổ chức muốn cung cấp trải nghiệm người dùng liền mạch bằng cách cho phép người dùng xác thực một lần và truy cập tất cả các ứng dụng mà không cần nhập lại thông tin đăng nhập.

4. Giải pháp: Mẫu Đăng nhập Đơn nhất cung cấp giải pháp cho phép người dùng xác thực một lần và truy cập nhiều ứng dụng mà không cần nhập lại thông tin đăng nhập. Các yếu tố chính của mẫu bao gồm:

• Cung cấp danh tính (IdP): một dịch vụ tập trung thực hiện xác thực người dùng và cung cấp các mã thông báo hoặc tuyên bố có thể dùng để truy cập các ứng dụng khác.
• Cung cấp dịch vụ (SP): một ứng dụng hoặc dịch vụ dựa vào IdP để xác thực người dùng và cung cấp quyền truy cập dựa trên các mã thông báo hoặc tuyên bố do IdP cung cấp.
• Các giao thức chuẩn: sử dụng các giao thức chuẩn ngành như SAML, OAuth hoặc OpenID Connect để cho phép giao tiếp giữa IdP và SP.

5. Lợi ích: Bằng cách sử dụng mẫu Đăng nhập Đơn nhất, tổ chức có thể cung cấp trải nghiệm người dùng liền mạch và giảm gánh nặng hành chính trong việc quản lý tài khoản người dùng. Người dùng chỉ cần xác thực một lần, sau đó có thể truy cập tất cả các ứng dụng mà không cần nhớ nhiều bộ thông tin đăng nhập. Điều này có thể cải thiện sự hài lòng của người dùng và giảm chi phí hỗ trợ từ bộ phận trợ giúp.

6. Các thỏa hiệp: Việc triển khai mẫu Đăng nhập Đơn nhất đòi hỏi thêm hạ tầng và nguồn lực để thực hiện, có thể làm tăng chi phí. Ngoài ra, việc tích hợp với các ứng dụng hiện có có thể yêu cầu phát triển hoặc cấu hình tùy chỉnh, làm tăng độ phức tạp.

7. Triển khai: Để triển khai mẫu kiến trúc Đăng nhập đơn nhất, tổ chức nên chọn một Nhà cung cấp xác thực hỗ trợ các giao thức tiêu chuẩn ngành như SAML, OAuth hoặc OpenID Connect. Các Nhà cung cấp Dịch vụ nên được cấu hình để dựa vào IdP cho xác thực và ủy quyền. Các ứng dụng hiện có có thể cần được tích hợp với IdP, điều này có thể yêu cầu phát triển tùy chỉnh hoặc cấu hình.

8. Các mẫu liên quan: Các mẫu liên quan có thể hữu ích khi kết hợp với mẫu Đăng nhập đơn nhất bao gồm:

• Xác thực liên kết: mở rộng mẫu Đăng nhập đơn nhất để hỗ trợ xác thực giữa các tổ chức hoặc miền.
• Kiểm soát truy cập dựa trên thuộc tính: sử dụng các thuộc tính người dùng do IdP cung cấp để kiểm soát truy cập vào tài nguyên trong các ứng dụng.

9. Tài liệu tham khảo: Một số tài liệu tham khảo có thể hữu ích khi phát triển mẫu Đăng nhập đơn nhất bao gồm:

• Đăng nhập đơn nhất (SSO) (Wikipedia)
• Tổng quan kỹ thuật SAML (OASIS)

Bằng cách sử dụng mẫu kiến trúc này, tổ chức có thể cải thiện trải nghiệm người dùng và giảm gánh nặng quản lý hành chính bằng cách triển khai giải pháp đăng nhập đơn nhất, cho phép người dùng truy cập nhiều ứng dụng mà không cần nhập lại thông tin đăng nhập. Mẫu kiến trúc này cung cấp một giải pháp đã được chứng minh cho một vấn đề phổ biến và có thể dễ dàng điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu và giới hạn cụ thể của tổ chức.

Các mẫu kiến trúc doanh nghiệp so với các mẫu kiến trúc phần mềm

Các mẫu kiến trúc doanh nghiệp và các mẫu kiến trúc phần mềm là những khái niệm liên quan nhưng khác biệt.

Các mẫu kiến trúc phần mềm tập trung vào thiết kế và triển khai các hệ thống phần mềm hoặc ứng dụng riêng lẻ. Chúng cung cấp một bộ hướng dẫn và thực hành tốt nhất để thiết kế và triển khai các thành phần phần mềm của một hệ thống, chẳng hạn như các module, giao diện và tương tác.

Ngược lại, các mẫu kiến trúc doanh nghiệp tập trung vào thiết kế và đồng bộ hóa nhiều hệ thống phần mềm và ứng dụng trong một tổ chức. Chúng cung cấp một bộ hướng dẫn và thực hành tốt nhất để thiết kế và triển khai kiến trúc tổng thể của doanh nghiệp, bao gồm các quy trình kinh doanh, cấu trúc dữ liệu và cơ sở hạ tầng công nghệ.

Các mẫu kiến trúc doanh nghiệp thường giải quyết các vấn đề như tích hợp hệ thống, khả năng tương tác và khả năng mở rộng, những vấn đề thường không được các mẫu kiến trúc phần mềm đề cập. Chúng cũng xem xét bối cảnh kinh doanh rộng lớn hơn trong đó các hệ thống phần mềm được triển khai, và nhằm mục đích đồng bộ hóa các hệ thống CNTT với các mục tiêu và mục đích tổ chức.

Ví dụ về các mẫu kiến trúc doanh nghiệp bao gồm Kiến trúc hướng dịch vụ (SOA), Quản lý quy trình kinh doanh (BPM) và Các mẫu tích hợp doanh nghiệp (EIP), trong khi ví dụ về các mẫu kiến trúc phần mềm bao gồm Mô hình-View-Controller (MVC), Microservices và Kiến trúc lớp.

Các mẫu kiến trúc phần mềm

Tóm tắt

Các mẫu kiến trúc là một kỹ thuật thiết kế quý giá trong kiến trúc doanh nghiệp, cung cấp cho các kiến trúc sư cách thức thiết kế các giải pháp hiệu quả cho những vấn đề phổ biến. Bằng cách cung cấp một bản vẽ thiết kế cho các giải pháp đã được chứng minh là hiệu quả trong quá khứ, các mẫu kiến trúc có thể giúp các kiến trúc sư tiết kiệm thời gian và nguồn lực, đồng thời nâng cao chất lượng tổng thể của giải pháp. Trong bài viết này, chúng tôi đã đưa ra một ví dụ về một mẫu kiến trúc trong bối cảnh phát triển ứng dụng doanh nghiệp, cụ thể là trong bối cảnh Đăng nhập đơn nhất (SSO). Bằng cách sử dụng mẫu Đăng nhập đơn nhất, các tổ chức có thể cung cấp trải nghiệm người dùng liền mạch và giảm chi phí quản lý tài khoản người dùng, đồng thời cải thiện sự hài lòng của người dùng và giảm chi phí hỗ trợ từ bộ phận trợ giúp kỹ thuật.