Детальная информация

Данная работа посвящена исследованию влияния архитектурной декомпозиции и способов межсервисного взаимодействия на производительность и устойчивость программной системы. В качестве предметной области выбрана система обработки финансовых операций, включающая аутентификацию пользователей, управление счетами, выполнение платежей, проведение транзакций и обработку возвратов. Целью работы являлась разработка экспериментального программного стенда и проведение сравнительного анализа трёх архитектурных вариантов системы: монолитной архитектуры, модульной сервисной архитектуры с укрупнёнными компонентами и микросервисной архитектуры. В рамках работы были рассмотрены два способа взаимодействия компонентов: синхронное взаимодействие с использованием REST API и асинхронное событийное взаимодействие с использованием Apache Kafka. Для оценки характеристик системы использовались метрики latency, throughput, error rate, success rate, recovery time, а также дополнительные инфраструктурные показатели: загрузка CPU, потребление памяти и сетевой трафик. В результате работы были разработаны архитектурные варианты системы, развёрнутые в контейнеризированной среде Docker, и проведены эксперименты при базовой нагрузке, росте нагрузки, моделировании сетевых задержек, частичной недоступности сервисов и восстановлении обработки сообщений Kafka. Полученные результаты показали, что монолитная архитектура обеспечивает минимальные задержки в базовом режиме, модульная сервисная архитектура демонстрирует наиболее сбалансированное поведение, а использование Kafka повышает устойчивость системы при отказах отдельных компонентов.

This work is devoted to the study of how architectural decomposition and inter-service communication methods affect the performance and resilience of a software system. A financial operation processing system was selected as the subject area. The system includes user authentication, account management, payment processing, transaction execution and refund processing. The purpose of the work was to develop an experimental software environment and compare three architectural variants: monolithic architecture, modular service architecture with coarse-grained components and microservice architecture. The work considered two communication approaches: synchronous interaction using REST API and asynchronous event-driven interaction using Apache Kafka. The system was evaluated using latency, throughput, error rate, success rate and recovery time metrics, as well as additional infrastructure metrics such as CPU usage, memory usage and network traffic. As a result, several architectural variants of the system were implemented and deployed in a Docker-based environment. The experiments covered normal load, increasing load, network latency, service unavailability and Kafka consumer recovery scenarios. The results showed that architectural decomposition increases communication overhead, while asynchronous event-driven interaction improves resilience under partial failures.