Technische Architectuurbeschrijving: Nieuwjaarswensen Gezondheid Systeem

Dit document beschrijft de technische architectuur voor een systeem dat nieuwjaarswensen gerelateerd aan gezondheid implementeert. Het is ontworpen met schaalbaarheid, betrouwbaarheid en onderhoudbaarheid in gedachten. Als lead architect met 10 jaar ervaring, heb ik gekozen voor een microservices-architectuur met een event-driven benadering.

1. Architectuur Overzicht

De architectuur volgt het principe van "separation of concerns" en maakt gebruik van een microservices architectuur. Elke microservice is verantwoordelijk voor een specifieke functionaliteit, waardoor het systeem veerkrachtiger en gemakkelijker te onderhouden is. We gebruiken een event-driven architectuur om de services te koppelen en asynchrone communicatie te faciliteren. Dit zorgt voor betere schaalbaarheid en vermindert de afhankelijkheden tussen services.

2. Componenten en Interacties

De belangrijkste componenten van het systeem zijn:

• Frontend Service: Verantwoordelijk voor de gebruikersinterface (UI) en de interactie met de gebruiker. Gebruikt frameworks zoals React of Angular.
• Wensen Service: Beheert de creatie, opslag en retrieval van nieuwjaarswensen gerelateerd aan gezondheid. Deze service kan worden gebruikt voor het implementeren van functionaliteiten met betrekking tot nieuwjaarswensen gezondheid tips.
• Gezondheidstips Service: Biedt relevante gezondheidstips en informatie. Deze data is essentieel voor het verrijken van de nieuwjaarswensen. De service is gebouwd op basis van nieuwjaarswensen gezondheid feiten.
• Gebruikers Service: Beheert gebruikersaccounts, authenticatie en autorisatie.
• Notificatie Service: Verantwoordelijk voor het versturen van notificaties, zoals e-mails of push-meldingen, met de nieuwjaarswensen.
• Analytics Service: Verzamelt en analyseert gegevens over het gebruik van het systeem, inclusief populaire wensen en gezondheidstips.
• API Gateway: Fungeert als een single entry point voor alle clients en routeert requests naar de juiste services.
• Event Bus: Een message broker (zoals Kafka of RabbitMQ) die wordt gebruikt voor asynchrone communicatie tussen de microservices.

Dataflow Diagram:

 [Gebruiker] --> [Frontend Service] --> [API Gateway] --> [Wensen Service] [Wensen Service] --Event--> [Notificatie Service] [Wensen Service] --> [Gezondheidstips Service] [Frontend Service] --> [Gebruikers Service] Alle Services --> [Analytics Service] 

3. Architecturale Patronen

We maken gebruik van de volgende architecturale patronen:

• Microservices: Verdeelt de applicatie in kleine, onafhankelijke services.
• Event-Driven Architecture: Gebruikt events om services te koppelen en asynchrone communicatie te faciliteren.
• API Gateway: Fungeert als een single entry point voor alle clients en biedt functies zoals authenticatie, autorisatie en rate limiting.
• CQRS (Command Query Responsibility Segregation): Scheidt de lees- en schrijfbewerkingen om de prestaties te verbeteren. Dit is cruciaal voor de nieuwjaarswensen gezondheid voordelen, om data op te vragen en te updaten zonder conflicts.
• Circuit Breaker: Voorkomt dat een service die faalt, het hele systeem in gevaar brengt.

4. API Design Overwegingen

De API's tussen de microservices zijn ontworpen met RESTful principes in gedachten. We gebruiken JSON voor de data-uitwisseling en HTTP-statuscodes om het resultaat van de requests aan te geven. De API's zijn idempotent waar mogelijk, zodat requests veilig kunnen worden herhaald in geval van fouten. API versies worden gebruikt om compatibiliteit te garanderen tijdens het doorvoeren van wijzigingen. Voor interne services wordt gRPC overwogen voor hogere prestaties en type safety. Authentication en autorisatie wordt geimplementeerd met behulp van JWT (JSON Web Tokens).

Voorbeelden:

• Wensen Service API:
• POST /wensen: Creëert een nieuwe wens.
• GET /wensen/{id}: Haalt een wens op basis van ID.
• PUT /wensen/{id}: Update een wens.
• DELETE /wensen/{id}: Verwijdert een wens.
• Gezondheidstips Service API:
• GET /gezondheidstips/{id}: Haalt een gezondheidstip op basis van ID.
• GET /gezondheidstips/random: Haalt een willekeurige gezondheidstip op.

5. Schaalbaarheid

De microservices architectuur maakt het mogelijk om elke service onafhankelijk te schalen. De services kunnen horizontaal worden geschaald door meerdere instanties van de service te draaien. We gebruiken load balancers om het verkeer over de instanties te verdelen. De database wordt ook geschaald met behulp van replicatie en sharding. De event bus helpt bij het verwerken van grote hoeveelheden events. Caching wordt gebruikt om de belasting van de database te verminderen.

6. Resilience

De volgende resilience mechanismen zijn geïmplementeerd:

• Circuit Breaker: Voorkomt dat een service die faalt, het hele systeem in gevaar brengt.
• Retry Mechanismen: Probeert requests opnieuw in geval van tijdelijke fouten.
• Timeouts: Voorkomt dat requests te lang duren en resources blokkeren.
• Health Checks: Monitor de status van de services en start nieuwe instanties indien nodig.
• Backup en Recovery: Regelmatige backups van de database en de configuratiebestanden.

7. Datastorage

De datastorage is afhankelijk van de behoeften van de specifieke service. De Wensen Service maakt gebruik van een relationele database (zoals PostgreSQL of MySQL) voor het opslaan van de wensen. De Gezondheidstips Service kan gebruik maken van een NoSQL database (zoals MongoDB) voor het opslaan van de gezondheidstips. De Gebruikers Service maakt gebruik van een relationele database voor het opslaan van de gebruikersaccounts. De Analytics Service maakt gebruik van een data warehouse (zoals Snowflake of BigQuery) voor het opslaan en analyseren van de data.

8. Deployment

De services worden geïmplementeerd met behulp van containers (Docker) en georkestreerd met Kubernetes. Dit maakt het mogelijk om de services gemakkelijk te schalen en te beheren. We gebruiken een CI/CD pipeline (Continuous Integration/Continuous Deployment) om de services automatisch te bouwen, te testen en te deployen.

9. Monitoring en Logging

We gebruiken een gecentraliseerde logging oplossing (zoals ELK stack of Splunk) om de logs van alle services te verzamelen en te analyseren. We gebruiken metrics (zoals Prometheus) om de prestaties van de services te monitoren. We gebruiken dashboards (zoals Grafana) om de metrics te visualiseren. Alerts worden ingesteld om ons te waarschuwen bij problemen.

10. Beveiliging

De beveiliging van het systeem is van cruciaal belang. We gebruiken HTTPS voor alle communicatie. Authenticatie en autorisatie wordt geïmplementeerd met behulp van JWT (JSON Web Tokens). We gebruiken vulnerability scanning tools om de services te scannen op beveiligingslekken. We volgen de OWASP top 10 best practices. Dit systeem zou in staat zijn om informatie omtrent de nieuwjaarswensen gezondheid geschiedenis veilig te bewaren en te tonen.

11. Technische Beslissingen en Rechtvaardiging

• Microservices Architectuur: Gekozen voor schaalbaarheid, onafhankelijke deployments en fault isolation.
• Event-Driven Architecture: Gekozen voor losse koppeling en asynchrone communicatie.
• RESTful API's: Gekozen voor eenvoud, interoperabiliteit en wijdverspreide ondersteuning.
• Docker en Kubernetes: Gekozen voor containerisatie, schaalbaarheid en deployment automatisering.
• CI/CD Pipeline: Gekozen voor snelle en betrouwbare deployments.

12. Optimale Architectuurprincipes voor Duurzame Systemen

De volgende architectuurprincipes zijn essentieel voor het bouwen van duurzame systemen:

• Schoonheid van Simpliciteit: Streven naar eenvoud in ontwerp en implementatie.
• Schaalbaarheid: Ontwerpen met schaalbaarheid in gedachten.
• Betrouwbaarheid: Implementeren van resilience mechanismen.
• Onderhoudbaarheid: Schrijven van duidelijke en goed gedocumenteerde code.
• Beveiliging: Implementeren van beveiligingsmaatregelen om de data te beschermen.
• Observeerbaarheid: Implementeren van monitoring en logging om de prestaties te meten en problemen op te sporen.
• Automatisering: Automatiseren van zoveel mogelijk taken, zoals deployments en tests.