За пределами ядра: Освоение вспомогательных представлений модели C4

Введение в вспомогательные представления модели C4

Такой модель C4 широко признана за свои четыре иерархических основных уровня: контекст системы, контейнеры, компоненты и код.

Эти уровни отлично подходят для предоставления статического, структурного анализа одной программной системы. Однако современная архитектура предприятия часто требует большего контекста, чем может предоставить одна иерархия системы. Именно здесь на помощь приходят вспомогательные представлениявступают в действие.

Три вспомогательных представления —Ландшафт системы, Динамические, и Развертываниедиаграммы — дополняют статическую структуру, демонстрируя более широкую организационную экосистему, поведение во время выполнения и физическую инфраструктуру. В этом руководстве рассматриваются эти важные представления, описывая, как они обеспечивают необходимый контекст для обеспечения безопасности, эксплуатации и согласованности предприятия.

Ключевые понятия

Прежде чем приступать к рассмотрению конкретных диаграмм, крайне важно понять основные термины, которые отличают эти вспомогательные представления от основной иерархии C4.

• Граница предприятия: В отличие от границы программной системы, которая охватывает одно приложение, граница предприятия охватывает всю организацию. Она определяет область, в пределах которой люди и несколько программных систем функционируют и взаимодействуют.
• Статическое и динамическое моделирование: Основные диаграммы C4 в основном статичны; они показывают чтосуществует (структуры). Динамическое моделирование фокусируется на когдаикакпроисходят события (взаимодействия и поведение во время выполнения).
• Узлы инфраструктуры: Это физические или виртуальные аппаратные средства, на которых работает программное обеспечение, например, веб-серверы, кластеры баз данных, мобильные устройства или облачные экземпляры, такие как бакеты Amazon S3.
• Живая документация Практика хранения диаграмм архитектуры под контролем версий и генерации из кода (например, PlantUML), чтобы обеспечить их развитие вместе с программным обеспечением.

Четыре поддерживающих вида

1. Диаграмма ландшафта системы

Диаграмма ландшафта системы предлагает самый высокий уровень абстракции, предоставляя обзор «общей картины» организационной экосистемы. В то время как диаграмма контекста системы уровня 1 фокусируется на непосредственных зависимостях одной системы, диаграмма ландшафта расширяет охват.

Цель: Она визуализирует Границу предприятия, показывая, как несколько внутренних и внешних программных систем взаимодействуют с различными Лицами (пользователи, роли или клиенты) по всему предприятию.

Аналогия: Если диаграмма контекста системы — это карта одного района, то диаграмма ландшафта — это карта всего города. Она показывает, как различные деловые районы (подразделения) и сети услуг (общие службы) соединяются на всем предприятии.

2. Динамическая диаграмма (и диаграмма последовательности)

Архитектура — это не только структура; это также поведение. Динамическая диаграммаДинамическая диаграмма устраняет ограничения статических представлений, иллюстрируя взаимодействия во время выполнения.

Цель: Этот взгляд демонстрирует, как контейнеры или компоненты взаимодействуют для выполнения конкретного сценария использования или пользовательской истории.

Реализация: Эти диаграммы часто имеют вид диаграмм последовательности UML или диаграмм взаимодействия. Они детализируют конкретные обмены сообщениями, например, вызов веб-приложением метода PaymentService.processPayment() за которым следует обновление базы данных.

3. Диаграмма развертывания

Диаграмма развертывания закрывает разрыв между логической архитектурой программного обеспечения и физической инфраструктурой.

Цель: Она отображает контейнеры (развертываемые единицы, такие как образы Docker или файлы JAR) на узлы инфраструктуры. Этот взгляд отвечает на вопрос: «Где на самом деле работает это программное обеспечение?»

Стратегическое значение: Эта диаграмма незаменима для обзоров безопасности и эксплуатации. Визуализируя маршруты сетевого взаимодействия, требования к брандмауэрам и точки входа, команды могут выявлять уязвимости и эффективнее планировать пропускную способность.

Руководящие принципы реализации

Чтобы максимально повысить ценность этих вспомогательных представлений, следуйте этим пошаговым рекомендациям:

1. Начните с обзора: Перед тем как углубиться в конкретный проект, убедитесь, что у вас есть диаграмма высокого уровня. Это помогает выявить общие службы и предотвратить создание изолированных систем.
2. Ограничьте динамические диаграммы критическими путям: Не пытайтесь отобразить каждый отдельный путь кода. Создавайте динамические диаграммы только для сложных, высокорисковых или критически важных сценариев использования (например, «Процесс оформления заказа» или «Аутентификация пользователя»).
3. Поддерживайте синхронизацию диаграмм развертывания: Диаграммы развертывания быстро устаревают при изменении инфраструктуры. Убедитесь, что ваши диаграммы развертывания отражают текущее состояние производственных или тестовых сред.
4. Используйте ИИ для обеспечения согласованности: Используйте инструменты, такие как генератор диаграмм C4 с поддержкой ИИ от Visual Paradigm. Поскольку ИИ следует официальным стандартам C4, он гарантирует, что при добавлении контейнера в динамическое представление он будет идеально соответствовать вашей статической модели контейнеров.

Советы и хитрости

Оптимизируйте документацию по архитектуре с помощью этих практических стратегий:

• Автоматизируйте с помощью преобразования текста в диаграмму: Используйте инструменты ИИ для генерации сложных потоков взаимодействия из естественного языка. Например, описание «процесса оформления заказа, включающего несколько микросервисов» на Visual Paradigm может мгновенно отобразить диаграмму последовательности, соответствующую C4.
• Примите подход «Документация как код»: Отобразите свои диаграммы в PlantUML. Это позволяет хранить диаграммы в системе контроля версий (Git) и интегрировать их в пайплайны CI/CD. Это делает вашу архитектуру «живой документацией», которую легко обновлять.
• Сопоставление безопасности: Используйте диаграмму развертывания специально для моделирования угроз. Раскрасьте узлы в зависимости от уровня их доступа к безопасности (например, красный — для публичных, зелёный — для внутренних), чтобы визуально выделить границы доверия.
• Учитывайте аудиторию: Покажите ландшафт системы неспециалистам (генеральным директорам, менеджерам продуктов), чтобы объяснить бизнес-влияние, а динамические и диаграммы развертывания оставьте для разработчиков и инженеров DevOps.