Опускные колодцы

Метод используется, в основном, для строительства правильных в плане подземных сооружений, чаще всего прямоугольных и круглых. Колодец представляет собой сборную, монолитную или сборно-монолитную замкнутую по периметру конструкцию, открытую сверху и снизу.

Опускной колодец имеет габариты будущего котлована и, в общем случае, может обладать произвольной формой в плане, внутри колодца допустимы перегородки. Прочие размеры колодца определяются проектным способом, а также зависят от несущей способности грунтов основания. При этом более рациональной считается круглая в плане форма.

Стены колодца сооружаются либо на всю проектную высоту, либо, при реализации глубоких котлованов, их наращивают по мере погружения колодца в грунт. Нижний торец стены колодца выполняется с режущим краем.

Погружение в грунт происходит либо под действием силы собственной тяжести (в случае массивных колодцев), либо под действием дополнительной внешней нагрузки при постепенной выемке грунта изнутри колодца. По достижении проектной глубины устраивается плита основания, формируются плиты перекрытий и плита нулевого уровня.

Конструкция колодца

Технологически колодцы подразделяются на несколько видов:

• Монолитные. Выполняются на строительной площадке из монолитного высокопрочного железобетона В35-В40. При заливке бетона необходимо соблюдать проектный класс прочности и водонепроницаемости бетона, поскольку опускные колодцы часто располагаются ниже уровня грунтовых вод.
• Сборные. Из железобетонных панелей заводского изготовления.
• Сборно-монолитные. Как правило, подразумевается, что ножевая часть имеет монолитную конструкцию, а стены выполнены из железобетонных блоков заводского изготовления.

Вне зависимости от технологии формирования колодец состоит из следующих элементов:

• Ножевая часть (консоль) — монолитный нож с металлической кромкой.
• Стены – собственно, ограждающая конструкция – чаще всего выполнены из монолита, с заранее выполненными закладными и консолями для монтажа межъярусных перекрытий, манжет и пр. Также возможно формирование стенок из заводских железобетонных блоков.

Устройство опускных колодцев

Геометрия в плане

Форма колодца в плане определяется геометрией проектируемой фундаментной плиты. Но технологически целесообразно использовать только круглые и прямоугольные формы со скруглением углов. Это связано, в первую очередь, с обеспечением равномерности погружения колодца в грунт. Прямоугольные (без скруглений) в плане колодцы допускается рассматривать только в случаях, когда надо преодолеть слой легкопроходимого грунта на глубину не более 10 м.

Для придания конструкции колодца горизонтальной жесткости (для компенсации изгибающих моментов со стороны боковых грунтов) возможно устройство внутренних перегородок на достаточном расстоянии друг от друга для свободной разработки грунта выбранным методом. Такие перегородки выполняются вертикальными, но их нижняя часть должна находиться выше торца внешней стены на 0,5 м или на 2 м выше ножа, формируя технологические проемы для сообщения между секциями колодца.

Монолитный опускной колодец

Монолитные железобетонные колодцы заливаются непосредственно на строительной площадке, начиная с ножа. Стены формируются на всю высоту, либо, в случаях глубоких колодцев, последовательно при погружении колодца в грунт. При этом ширина режущей кромки принимается с учетом массо-габаритных параметров колодца и плотности проходимых грунтов (не менее 150–400 мм, как правило). Уклон консоли обычно составляет 1:100. Режущую часть оформляют стальным уголком.

Толщину стенок монолитных колодцев принимают не только из условия прочности, а также из условия веса, необходимого для преодоления сил трения при погружении. В крупных по размерам колодцах, погружаемых без тиксотропной рубашки (см. ниже), толщина стен может достигать 2,5 м и более.

Сборный опускной колодец

Выполняется из панелей заводского изготовления с толщиной стенки 0,4–0,8 м, длиной 12 м и шириной 1,4–2,0 м. Снизу заводской панели уже предусмотрен нож (консоль). На строительной площадке панели соединяют между собой с помощью закладных и стальных тяжей. Технология подходит для изготовления опускных колодцев диаметром 8–24 м и глубиной 25 м и более, но не рекомендуется для применения в водонасыщенных грунтах.

Сборно-монолитный опускной колодец

В этом варианте монолитным выполняется нож колодца, а стены наращиваются постепенно по мере процесса его погружения. Примером материала для стен служат пустотные блоки, скрепляемые между собой и заполняемые бетоном. Применение пустотных блоков позволяет регулировать вес колодца, в том числе неравномерным заполнением пустот, что может потребоваться для вертикального выравнивания колодца при его перекосах, а также для предотвращения всплытия колодца.

По имеющейся информации, применение таких колодцев-оболочек, способствует значительному сокращению объемов работ, обеспечивает при хорошо освоенной технологии снижение на 10–25% стоимости ограждающей конструкции и уменьшение трудоемкости в 1,5–3 раза относительно полностью монолитного колодца.

Методика

Последовательность выполнения работ при применении монолитного опускного колодца:

1. Устройство форшахты. При этом нижняя отметка пионерного котлована должна располагаться на 0,5–1 м выше уровня грунтовых вод, для чего может потребоваться возведение временного основания – насыпи.
2. Закрепление основных осей колодца посредством обносок.
3. Формирование консоли. При этом для выравнивания давления на грунт устраивается временное основание для отливаемого ножа в виде песчано-щебеночных призм, деревянных или железобетонных подкладок, железобетонных, монолитных или сборных колец.
4. Формирование нижней секции стены.
5. Погружение колодца. Последовательно разбирается временное основание и начинается выработка грунта от центра к ножу. Погружение может производиться как с водоотливом, так и без него; выемка грунта происходит по мере погружения и осуществляется с помощью различных строительных машин. Вертикальность перемещения колодца контролируется инструментально.
6. Итерационное формирование последующих секций колодца и его погружение на проектную глубину. При проектировании необходимо учитывать, что нож должен опираться на слой грунта с достаточной несущей способностью, при этом для обеспечения водонепроницаемости ограждения и уменьшения вертикальных перемещений при дальнейшей эксплуатации нож необходимо заглубить на 1–2 м ниже дна котлована.
7. Формирование фундаментной плиты. По достижении колодцем проектной глубины формируется, как правило, монолитное днище. Его бетонирование, в зависимости от условий, может проводиться как в осушенном колодце, так и без предварительного водоотлива. В данном случае важно следовать выбранной технологии бетонирования.

Способы снижение трения

Для снижения трения колодца о грунтовую стенку применяется несколько способов:

1. Стены колодца выполняются меньшего габарита в поперечнике, чем консольная часть. Это достигается либо формированием одного или нескольких уступов (каждая новая секция имеет меньший размер в плане, чем консольная часть), либо формированием внешней образующей стены колодца с уклоном внутрь. Таким образом, контакт колодца с грунтом при нормальном опускании происходит только в пределах ножевой части и по небольшой площади.
2. В случае погружения больших в плане колодцев, а также легких колодцев, применяются тиксотропные рубашки, а в глинистых грунтах используется электроосмос. Тиксотропные рубашки представляют собой глинистые растворы, которые, с одной стороны, предотвращают обрушение грунтовых стен, а с другой – способствуют надежному, без «зависаний», погружению колодца или его секции, что, свою очередь, позволяет уменьшить толщину стенок колодца. Применение тиксотропной рубашки особенно актуально для легких тонкостенных колодцев-оболочек. В этом случае колодец изготовляют с одним уступом, расположенным в его нижней части, и вертикальной боковой поверхностью независимо от размеров и глубины погружения колодца в грунт.
   Тиксотропная рубашка нагнетается через специальную трубу в процессе погружения колодца в пространство между наружной поверхностью колодца и грунтом. Применение такой технологии позволяет снизить толщину стен колодцев до 0,4–0,6 м.

Выемка грунта

Выбор технологии выемки грунта зависит от его характеристик, гидрогеологии, а также способа погружения и размеров колодца. Толщина разрабатываемого за каждую итерацию грунта определяется его деформационными свойствами, но обычно варьируется в пределах 1,5–2 м. Обычно применяется три варианта разработки грунта:

• Экскаваторами или бульдозерами изнутри с выдачей кранами и бадьями (при разработке рыхлых песков, легких супесей, галечника).
• Грейферная разработка с поверхности (при малых в плане колодцах и под водой).
• Гидромеханическая разработка или гидравлическая выработка в легко размываемых грунтах (пески, супеси, мелкие суглинки).

На обводненной территории или в грунтах с высоким уровнем подземных вод предварительно производят водопонижение или откачку воды.

Задавливание

При достаточной собственной массе колодец погружается самостоятельно в процессе выборки грунта. Принудительное погружение актуально, как правило, в случаях небольшого веса колодца. Для этого применяют различные типы опорных конструкций и используют гидравлические домкраты. Погружение колодцев задавливанием может осуществляться как без водоотлива, так и в осушенных грунтах. Этот способ целесообразно применять при возведении сооружений, заглубляемых на 20 м и более, в тех случаях, когда необходимо обеспечить их строгую вертикальность, а также когда работы ведутся вблизи существующих строений и коммуникаций. Также в этом случае актуально применение антифрикционных покрытий.

Оценка метода

Метод опускного колодца чаще всего применяется для устройства глубоких инженерных сооружений (более 5–8 м) на грунтах с достаточной несущей способностью. На метод стоит обратить внимание в случае невозможности или нецелесообразности крепления стен прочих ОКК, в этом случае его стоит рассматривать наравне с ограждениями при помощи свай, а выбор делать на основе технико-экономического анализа.

Опускные колодцы не рекомендуется применять в городской черте во избежание возможного движения грунтов на прилегающих к строительной площадке территориях с застройкой.

Монолитные колодцы относительно просты в изготовлении, но требуют относительно продолжительного времени на изготовление в условиях строительной площадки, а также времени на приобретение прочности бетоном (особенно это ощутимо при методике с наращиванием стенок).

Сборные колодцы лишены временного недостатка, но слишком легки для самостоятельного погружения (без применения задавливания). По этой же причине требуется фиксация колодца в водонасыщенных грунтах для удержания от всплытия.

Сборно-монолитные конструкции чаще используют при строительстве крупных опускных колодцев с глубиной погружения 30–40 м и при диаметре более 20 м.

Основные сложности

Недостаточность инженерно-геолологических изысканий может привести к «встрече» ножа колодца с включениями твердых пород. Это чревато возникновением перекоса колодца из-за неравномерности его опускания, а следовательно, возможны «зависания» и даже разрушения консоли или стенок. Особенно это неприятно при проведении работ в водонасыщенных грунтах – для разрушения препятствий придется проводить осушение.

Заключение

Достоинством фундаментов из опускных колодцев является возможность их погружения без использования сложного технологического оборудования. Целесообразность применения того или иного вида колодцев определяется исходя из результатов сравнения стоимости работ и затрат труда. При небольших объемах работ монолитные, бетонируемые на месте погружения колодцы применяют более часто, так как доставка сборных конструкций или их изготовление вблизи объекта во многих случаях связаны с необходимостью значительных дополнительных затрат средств и времени.

Монолитный колодец своими руками из бетона

С появлением централизованного водоснабжения колодцы должны были уйти в прошлое, но этого не случилось. Потому что каждый, кто хоть раз пил воду из настоящего колодца, знает, что на вкус ее нельзя сравнивать с водопроводной.

Схема работы монолитного колодца

Если сделать на даче монолитный колодец своими руками, не будет проблем в случае перебоев с водоснабжением и несчастных случаев. Может показаться, что сделать колодец своими руками от и до очень сложно, но это не так.

Для изготовления понадобятся:

• лопата;
• доски для опалубки;
• песок и щебень или галька для фильтра;
• бетонный раствор;
• насос.

Как правильно выбрать место для колодца?

Определить место для колодца поможет анализ грунтовых вод: слои глины и песка на определенной глубине являются водоносными. Проведя ствол колодца через несколько таких слоев, можно будет получить доступ к горизонту, на котором находится вода, пригодная для питья. Основной ресурс для питания подземных вод – это атмосферные осадки и ближайшие природные крупные источники воды, такие как реки, озера, родники, пруды.

Подземные воды подразделяются на 3 группы:

Схема погружения колодца задавливанием: 1 – консольные упоры; 2 – домкраты; 3 – наружная опалубка; 4 – внутренняя опалубка; 5 – опускной колодец.

1. Верховодка залегает близко от поверхности и имеет низкое качество. В качестве питьевой воды ее не используют. При строительстве колодца верховодку в случае обнаружения приходится изолировать, чтобы она не загрязняла чистую воду.
2. Чаще всего в колодцах используется грунтовая вода. Она очень приятная на вкус и чистая. Но уровень ее зависит от количества осадков, и во время длительной засухи она может исчезнуть совсем. В засушливые периоды вода становится хуже на вкус.
3. Артезианская вода находится на большой глубине, и своими руками без спецтехники колодец на такую глубину вряд ли получится построить. На таких больших глубинах, как правило, имеется значительное давление, так как происходит непрерывное сдавливание другими горизонтами. Часто наверх вода вырывается мощным фонтаном.

Подсказкой, где же расположить свой монолитный колодец, может стать расположение ближайших колодцев и их наличие. Если рядом колодцев нет совсем, возможно, имеет смысл обратиться к гидрологам.

Не рекомендуется начинать рытье колодца исключительно по народным признакам.

Приметы с течением времени могут сильно изменится, и никто не даст гарантии, что сразу же получится выйти на водоносный слой с качественной водой. Непосредственно строительство начинать лучше всего только после точного выбора места и получения всех необходимых разрешений.

В зависимости от устройства их ствола существует 2 конструктивных вида колодца: шахтный и трубчатый. Исключительно своими руками, т.е. с помощью лопаты можно сделать шахтный вариант, трубчатый же потребует специальных буровых установок. Оба вида прекрасно справляются со своей непосредственной задачей, какой из них возможно будет реализовать в каждой конкретной местности, заранее знать нельзя.

Вернуться к оглавлению

Строительство шахты колодца

Схема шахтного колодца.

Колодец делается на 60-80 см выше уровня земли, но отмостку сразу не делают, так как в течение следующих 3-х лет земля может давать усадку.

Шахту – главный элемент любого колодца – изготовить можно из различных материалов: бетон, дерево или пластик. Высокие гигиенические показатели и износостойкость у бетонных шахт, которые могут успешно противостоять целому ряду разрушительных факторов.

Бетонный колодец бывает нескольких типов: монолитный, из бетонных колец или пластин.

Устройство монолитного колодца своими руками начинают с того, что в вырытую шахту устанавливается опалубка, которая впоследствии бетонируется. В неглубоких шахтах монолит из бетона возводится целиком в созданной шахте, опалубка заливается раствором, для этого нужна наружная и внутренняя опалубка. Если шахта имеет большую глубину, при этом используется отпускной метод. В этом случае бетонируется шахта на минимальную глубину, а опалубка и крепления выведены выше уровня земли. Бетонную шахту медленно осаживают, а на нижней ее части присутствует специальный башмак, оснащенный ножом.

Колодцы для питьевой воды нельзя строить из обыкновенного цемента, так как в этом случае со временем его ствол размоется и мусор начнет загрязнять воду. Часто для строительства колодцев используется портландцемент высокого качества, прочие материалы для бетона должны быть столь же высококачественными.

Для составления бетонной смеси материалы используют в следующих пропорциях: на 1 часть цемента 2 части песка и 3 части щебня (щебень можно заменить гравием). Укрепление бетона арматурой обязательно, для этого берут высококачественную сталь без признака ржавчины. При работе нужно загибать концы арматуры вовнутрь: это предотвратит растрескивание бетона при возникающих нагрузках и бетонный ствол будет устойчивее.

Схема герметичного колодца.

Гораздо проще конструкция из бетонных колец, которые уже в готовом виде просто опускаются в ствол. Так как соединение колец должно быть максимально потным, для этого используют специальные скобы Z-образной формы.

Колодец из бетонных колец похож по способу создания на деревянную конструкцию. Весит каждая из пластин примерно 35 кг, прочность кладки достигается при помощи самого обыкновенного цементно-бетонного раствора. Углы обязательно армируются сваркой.

Шахту колодца так же можно выложить природным камнем, такие конструкции удобнее делать округлой формы. Как материал можно использовать сланец, песчаник, известняк. Камень сортируется по размеру, так как из одинаковых по размеру камней кладку делать удобнее. Камни укладываются на раствор, а с внешней стороны дополнительно досыпается щебень. Слой раствора нужно делать не слишком толстым, чтобы камни не выступали за уровень шахты внутрь или наружу.

Интересная особенность этой кладки в том, чтобы класть все камни узкой частью внутрь, так как в противном случае давление может выдавить их из уже готовой стены. Можно такой колодец своими руками сложить из красного кирпича хорошего качества, высокой плотности.

Деревянные колодцы чаще всего имеют форму квадрата, реже – треугольника. Сложить такой колодец своими руками можно 3-мя способами. Сборка сруба (опалубка не используется) может начинаться со дна, способ этот хорош для неглубоких колодцев. Можно начинать сборку снизу, по очень сложной технологии, которая используется для очень глубоких колодцев. В этом варианте делают венцы с «пальцем» и домкратом прижимают к верхнему венцу. Можно весь сруб собрать на поверхности и установить в шахту целиком.

Вернуться к оглавлению

Донный фильтр: как сделать и для чего?

Изготовление и установка донного фильтра – важный момент для строительства колодца. Когда в процессе рытья доходит до уровня грунтовых вод и в шахту проникает вода, она будет очень мутной. Правильно сделанный донный фильтр обеспечит чистоту воды. Устройство его не представляет собой ничего сложного и состоит из нескольких слоев щебня или галечника.

Для фильтра достаточно 3-х слоев:

Нижний, или донный, толщиной 10-20 см состоит из самых больших камней;

Следующие 2 так же имеют высоту 10-20 см и выкладываются сначала из средних, затем совсем мелких камней по очереди.

Таким образом можно получить прямой фильтр. Если укладывать камни в обратном порядке: сперва самые мелкие, а затем самые большие – этот фильтр называется обратным. Толщина фильтра целиком не должна быть меньше 40 см, но и делать его толще 60 см нецелесообразно.

Схема работы донного фильтра.

Перед тем как выкладывать фильтр, понадобится откачать воду с помощью насоса, образовавшуюся на дне жижу поднять ведрами. Дно после этого выравнивают и насыпают чистый речной песок слоем 20-30 см, а затем по вышеописанной схеме щебень и галька. И песок и щебень перед использованием промываются от глинистых и гумусовых примесей.

Когда донный фильтр будет сделан, набравшуюся воду снова придется откачать. В процессе откачки прибывать она будет постоянно, откачивать ее следует раз в сутки, пока не пойдет совершенно чистая. После этого откачку прекращают, но еще примерно 2 недели вода должна использоваться только для хозяйственных нужд, не для питья. По прошествии 2-х недель образец воды можно сдать в СЭС, и по результатам – пить или же нет.

Вернуться к оглавлению

Как правильно пользоваться личным колодцем?

Чтобы сделанный своими руками с огромным трудом колодец служил долго, вода всегда была чистой и не было никаких дополнительных проблем, следует запомнить несколько правил.

1. Обязательное ограждение от маленьких детей и домашних животных.
2. Присутствие крышки и привычка закрывать ее на замок, чтобы избегать посторонних предметов.
3. Во избежание попадания мусора ствол колодца должен быть закрытым.
4. Если в колодец упало животное, воду следует откачать, даже если спасти его уже нельзя. Также обязательна дезинфекция колодца.
5. При возникновении необходимости спуститься в шахту делать это нужно только со страховкой. Перед спуском нужно проверить степень загазованности. Сделать это легко даже без наличия специальных приборов. В шахту опускается горящая свеча, и если пламя тухнет, спуск смертельно опасен. Если пламя разгорается как факел, то концентрация газа невысокая, а если горит как обычно, можно смело начинать спуск.

Вернуться к оглавлению

Плановые чистки и дезинфекции колодца

Правильное и безопасное использование подразумевает проведение обслуживающих мероприятий.

Схема септика из трех колодцев.

1. Чистку производят веником и щеткой. Убирается мусор, мох, грязь со стен, затем все это промывается чистой водой, фильтр на дне так же необходимо хорошо вымыть или даже заменить.
2. Вода сливается полностью и производится хлорная дезинфекция. Приготовление раствора происходит по следующим расчетам: на 1 л холодной воды 200 мг хлорной извести, раствор должен стоять еще 2 часа. Затем раствор выливают в колодец и на 12 часов закрывают крышкой для концентрации хлора.
3. Операцию повторяют дважды, все это время пользоваться колодцем нельзя. Затем воду меняют еще раз, чтобы отбить запах хлорки.

Исчерпывающе точные данные по составу воды может дать только химический анализ.

Шаблон монолитной архитектуры

Микросервисная архитектура

Поддерживается Kong

шаблон архитектура приложения

---

Контекст

Вы разрабатываете серверное корпоративное приложение. Он должен поддерживать множество различных клиентов, включая настольные браузеры, мобильные браузеры и собственные мобильные приложения. Приложение также может предоставлять API для использования третьими лицами. Он также может интегрироваться с другими приложениями через веб-службы или брокер сообщений. Приложение обрабатывает запросы (HTTP-запросы и сообщения), выполняя бизнес-логику; доступ к базе данных; обмен сообщениями с другими системами; и возврат ответа HTML/JSON/XML. Существуют логические компоненты, соответствующие разным функциональным областям приложения.

Проблема

Какова архитектура развертывания приложения?

Силы

• Над приложением работает команда разработчиков
• Новые члены команды должны быстро стать продуктивными
• Приложение должно быть простым для понимания и модификации
• Вы хотите попрактиковаться в непрерывном развертывании приложения
• Вы должны запустить несколько экземпляров приложения на нескольких компьютерах, чтобы удовлетворить требования масштабируемости и доступности
• Вы хотите использовать новые технологии (фреймворки, языки программирования и т. д.)

Решение

Создайте приложение с монолитной архитектурой. Например:

• один файл Java WAR.
• единая иерархия каталогов кода Rails или NodeJS

Пример

Давайте представим, что вы создаете приложение электронной коммерции, которое принимает заказы от клиентов, проверяет запасы и доступный кредит и отправляет их. Приложение состоит из нескольких компонентов, включая StoreFrontUI, который реализует пользовательский интерфейс, а также некоторые серверные службы для проверки кредита, ведение складских запасов и заказов на отгрузку.

Приложение развернуто как единое монолитное приложение. Например, веб-приложение Java состоит из одного файла WAR, который выполняется в веб-контейнере, таком как Tomcat. Приложение Rails состоит из одной иерархии каталогов, развернутой с использованием, например, Phusion Passenger на Apache/Nginx или JRuby на Tomcat. Вы можете запускать несколько экземпляров приложения за балансировщиком нагрузки, чтобы масштабировать и повышать доступность.

Результирующий контекст

Это решение имеет ряд преимуществ:

• Простота разработки — целью современных средств разработки и IDE является поддержка разработки монолитных приложений
• Простота развертывания — вам просто нужно развернуть файл WAR (или иерархию каталогов) в соответствующей среде выполнения
• Простота масштабирования — приложение можно масштабировать, запустив несколько копий приложения за балансировщиком нагрузки

Однако по мере того, как приложение становится большим, а команда растет, этот подход имеет ряд недостатков, которые становятся все более значительными:

• Большая монолитная кодовая база отпугивает разработчиков, особенно новичков в команде. Приложение может быть трудно понять и изменить. В результате развитие обычно замедляется. Кроме того, поскольку жестких границ модулей нет, модульность со временем нарушается. Более того, из-за того, что может быть сложно понять, как правильно реализовать изменение, качество кода со временем снижается. Это нисходящая спираль.

• IDE перегружена — чем больше кодовая база, тем медленнее IDE и тем менее продуктивны разработчики.

• Перегруженный веб-контейнер — чем больше приложение, тем больше времени требуется для его запуска. Это оказало огромное влияние на производительность разработчиков из-за потери времени на ожидание запуска контейнера. Это также влияет на развертывание.

• Непрерывное развертывание затруднено — большое монолитное приложение также является препятствием для частых развертываний. Чтобы обновить один компонент, необходимо повторно развернуть все приложение. Это прервет фоновые задачи (например, задания Quartz в приложении Java), независимо от того, затронуты ли они изменением, и, возможно, вызовут проблемы. Существует также вероятность того, что компоненты, которые не были обновлены, не запустятся правильно. В результате возрастает риск, связанный с повторным развертыванием, что препятствует частым обновлениям. Это особенно проблема для разработчиков пользовательского интерфейса, поскольку им обычно приходится быстро выполнять итерации и часто повторно развертывать.

• Масштабирование приложения может быть затруднено — монолитная архитектура такова, что оно может масштабироваться только в одном измерении. С одной стороны, он может масштабироваться с увеличением объема транзакций за счет запуска большего количества копий приложения. Некоторые облака могут даже динамически регулировать количество экземпляров в зависимости от нагрузки. Но с другой стороны, эта архитектура не может масштабироваться с увеличением объема данных. Каждая копия экземпляра приложения будет иметь доступ ко всем данным, что снижает эффективность кэширования и увеличивает потребление памяти и трафик ввода-вывода. Кроме того, разные компоненты приложения имеют разные требования к ресурсам — один может интенсивно использовать ЦП, а другой — интенсивно использовать память. В монолитной архитектуре мы не можем масштабировать каждый компонент независимо

• Препятствие для масштабируемой разработки. Монолитное приложение также является препятствием для масштабируемой разработки. Как только приложение достигает определенного размера, полезно разделить инженерную организацию на группы, которые сосредоточены на определенных функциональных областях. Например, мы можем захотеть иметь группу пользовательского интерфейса, группу бухгалтерии, группу инвентаризации и т. д. Проблема монолитного приложения в том, что оно не позволяет командам работать независимо. Команды должны координировать свои усилия по разработке и передислокации. Команде намного сложнее внести изменения и обновить производство.

• Требует долгосрочной приверженности стеку технологий — монолитная архитектура вынуждает вас работать со стеком технологий (а в некоторых случаях — с определенной версией этой технологии) вы выбрали в начале разработки. В случае монолитного приложения может быть сложно поэтапно внедрить новую технологию. Например, давайте представим, что вы выбрали JVM. У вас есть выбор языка, так как помимо Java вы можете использовать другие языки JVM, которые хорошо взаимодействуют с Java, такие как Groovy и Scala. Но компонентам, написанным на языках, отличных от JVM, не место в вашей монолитной архитектуре. Кроме того, если ваше приложение использует инфраструктуру платформы, которая впоследствии устаревает, может возникнуть проблема постепенного переноса приложения на более новую и лучшую инфраструктуру. Вполне возможно, что для того, чтобы принять более новую платформу платформы, вам придется переписать все приложение, что является рискованным предприятием.

Архитектура микрослужб — это альтернативный шаблон, устраняющий ограничения монолитной архитектуры.

Известные виды использования

Известные интернет-сервисы, такие как Netflix, Amazon.com и eBay, изначально имели монолитную архитектуру. Большинство веб-приложений, разработанных автором, имели монолитную архитектуру.

Вариации

---

шаблон архитектура приложения

---

Follow @MicroSvcArch

Copyright © 2023 Chris Richardson • Все права защищены • При поддержке Kong.

О Microservices.io

Microservices.io представляет вам Крис Ричардсон. Опытный архитектор программного обеспечения, автор POJOs в действии, создатель оригинального CloudFoundry.com и автор шаблонов микросервисов.

Крис помогает клиентам по всему миру внедрить микросервисную архитектуру посредством консультаций и обучающих семинаров.

Сеанс удаленной консультации

Есть конкретный вопрос, связанный с архитектурой микросервиса? Например:

• Хотите знать, следует ли вашей организации внедрить микросервисы?
• Хотите узнать, как перенести монолит на микросервисы?
• Столкнулись со сложной проблемой проектирования микросервисной архитектуры?

Подумайте о том, чтобы записаться на двухчасовую специализированную консультационную сессию.

Виртуальный учебный курс: шаблоны распределенных данных в микросервисной архитектуре

Мой виртуальный буткемп, шаблоны распределенных данных в микросервисной архитектуре, теперь открыт для регистрации!

Он охватывает основные шаблоны управления распределенными данными, включая Saga, API Composition и CQRS.

Он состоит из видеолекций, лабораторий кода и еженедельной видеоконференции с вопросами о чем угодно, повторяющейся в нескольких часовых поясах.

Обычная цена составляет 395 долларов США на человека, но используйте купон KGBJMRAM для регистрации за 195 долларов США (действителен до 8 марта 2023 года). При покупке нескольких мест предусмотрены более глубокие скидки.

Узнайте, как создать шаблон службы и корпус микрослужбы

Взгляните на мой Manning LiveProject, который научит вас разрабатывать шаблон службы и микросервисное шасси.

Узнать больше

Подпишитесь на информационный бюллетень

УЗНАЙТЕ О микросервисах

Крис предлагает многочисленные ресурсы для изучения архитектуры микросервисов.

Учебные классы

Крис проводит комплексные семинары, учебные курсы и учебные курсы для руководителей, архитекторов и разработчиков, чтобы помочь вашей организации эффективно использовать микросервисы.

Избегайте ловушек при внедрении микросервисов и изучайте важные темы, такие как декомпозиция и проектирование сервисов, а также способы реорганизации монолита в микросервисы.

Доставка лично и дистанционно.

---

Получить книгу: Шаблоны микросервисов

Прочтите книгу Криса Ричардсона:

---

Примеры приложений микросервисов

Хотите увидеть пример? Ознакомьтесь с примерами приложений Криса Ричардсона. Посмотреть код

ПОСТРОЙКА микросервисов

Готовы начать использовать микросервисную архитектуру?

Консультационные услуги

Попросите Криса составить план внедрения микросервисов и помочь вам определить архитектуру микросервисов,

---

Платформа Eventuate

Используйте платформу Eventuate.io для решения задач управления распределенными данными в архитектуре микросервисов.

Eventuate — последний стартап Криса. Это упрощает использование шаблона Saga для управления транзакциями и шаблона CQRS для реализации запросов.

ОЦЕНИТЕ свою архитектуру

Оцените микросервисную архитектуру вашего приложения и определите, что нужно улучшить.

Консультационные услуги

Нанять Криса для проведения архитектурной оценки.

---

---

Присоединяйтесь к группе микросервисов google

Примечание: пометка находится в стадии разработки

анти-шаблоны   · API-интерфейс приложения   · архитектура приложения   · архитектура   · документация по архитектуре   · темная энергия и темная материя   · развертывание · связь во время разработки   · разработка ·   · докер · шестиугольная архитектура   · выполнение команд   · выполнение запросов   · межсервисная связь   · Слабая связь · микросервисная архитектура   · микросервисное шасси   · внедрение микросервисов   · обновления микросервисов   · образы Docker с несколькими архитектурами   · наблюдаемость · шаблон · рефакторинг в микросервисы   · устойчивость · саги · безопасность · сервис API   · сервисное сотрудничество   · сервисный дизайн   · обнаружение службы   · детализированность обслуживания   · шаблон услуги   · показатели доставки ПО   · треугольник успеха   · командные топологии   · управление транзакциями   · транзакционные сообщения

Весь контент

---

Шаблоны

Как применять шаблоны

Шаблоны архитектуры приложений

• Монолитная архитектура
• Микросервисная архитектура

Декомпозиция

• Декомпозиция по бизнес-возможностям
• Разложить по субдоменам
• Автономный сервисновый
• Сервис на командуnew

Рефакторинг для микросервисовnew

• Приложение для удушения
• Уровень защиты от коррупции

Управление данными

• База данных на службу
• Общая база данных
• Сага
• Состав API
• CQRS
• Событие домена
• Источник событий

Транзакционный обмен сообщениями

• Транзакционный исходящий ящик
• Завершение журнала транзакций
• Издатель опроса

Тестирование

• Тест сервисного компонента
• Тест потребительского контракта
• Тест контракта на стороне потребителя

Шаблоны развертывания

• Несколько экземпляров службы на хост
• Экземпляр службы на хост
• Экземпляр службы на ВМ
• Экземпляр службы на контейнер
• Бессерверное развертывание
• Платформа развертывания службы

Поперечные концевики

• Микросервисное шасси
• Шаблон службы
• Внешняя конфигурация

Стиль общения

• Удаленный вызов процедуры
• Обмен сообщениями
• Специфичный для домена протокол
• Идемпотентный потребитель

Внешний API

• Шлюз API
• Бэкенд для внешнего интерфейса

Обнаружение службы

• Обнаружение на стороне клиента
• Обнаружение на стороне сервера
• Сервисный реестр
• Самостоятельная регистрация
• Регистрация третьей стороны

Надежность

• Автоматический выключатель

Безопасность

• Маркер доступа

Наблюдаемость

• Агрегация журналов
• Показатели приложения
• Журнал аудита
• Распределенная трассировка
• Отслеживание исключений
• API проверки работоспособности
• Журнал развертываний и изменений

Шаблоны пользовательского интерфейса

• Состав фрагмента страницы на стороне сервера
• Состав пользовательского интерфейса на стороне клиента

Плюсы и минусы монолитного приложения по сравнению с монолитным.

Микросервисы

 

В течение долгого времени монолитная архитектура была стандартом, когда речь шла о разработке приложений, но по мере перехода цифровой экономики к модели, в большей степени основанной на подписке, она начинает выглядеть устаревшей.

Источник изображения

Вместо этого многие компании обращаются к архитектуре микросервисов для своих приложений. Amazon AWS, например, уже принял это, назвав гибкость и простоту развертывания ключевыми преимуществами.

Что все это значит для вас и вашего бизнеса? В этом руководстве мы расскажем об основных функциях, преимуществах и ограничениях каждой архитектуры, чтобы помочь вам ориентироваться в новой эре микросервисов.

Что такое монолитное приложение?

Монолитные системы строятся в виде единого блока (иначе известного как «монолит»). Таким образом создается монолитное приложение, которое будет функционировать как единое целое с такими вещами, как API, базы данных, службы и балансировщики нагрузки, объединенными в единую структуру приложения.

Тем временем микросервисы берут каждый аспект приложения и разбивают его на независимые сервисы, которые взаимодействуют через API. За каждый сервис обычно отвечают отдельные команды.

Монолитная архитектура по сравнению с микросервисами

Когда речь идет о монолитной архитектуре по сравнению с микросервисами, заманчиво предположить, что чем новее, тем лучше. Однако вопрос монолитного приложения и микросервисов немного сложнее, чем просто сравнение старого и нового.

В зависимости от того, что вам нужно, монолитная или микросервисная архитектура может стать ключом к раскрытию потенциала вашей организации.

Давайте подробнее рассмотрим их сравнительные преимущества и недостатки.

Преимущества монолитной архитектуры

Хорошее монолитное веб-приложение имеет множество преимуществ. Вот лишь некоторые из них:

Простота разработки

Если вы хотите разработать целое приложение и быстро вывести его на рынок, монолитная архитектура имеет множество преимуществ.

Небольшой группе легко собраться вместе и создать исполняемое приложение, используя монолитную систему. Это делает монолитную архитектуру идеальной для стартапов без больших бюджетов на разработку программного обеспечения.

Простое развертывание

Монолитная технология не так сложна, как микросервисная технология. В монолитных приложениях меньше движущихся частей, поэтому меньше компонентов, которыми нужно управлять и чинить вместе.

В целом автономный характер монолитного приложения упрощает его развертывание, управление и обслуживание по сравнению с решением на основе микросервисов.

Простое тестирование и отладка

Тестирование и отладка играют большую роль в спорах о монолитной архитектуре и микросервисах.

При использовании микросервисов вам необходимо тестировать все части приложений по отдельности, от архитектуры программного обеспечения до таких вещей, как кэширование, зависимости, доступ к данным и многое другое. Затем вы должны проверить, что все эти разрозненные сервисы должным образом сочетаются друг с другом. Это дорого и долго.

Это не проблема с программным обеспечением для монолитной архитектуры. Поскольку приложение представляет собой единое целое и работает вместе как единое целое, вы можете делать все быстро и легко из центральной системы ведения журналов.

Ограничения монолитной архитектуры

Пока звучит хорошо, правда? Ну, пока не придумывай. Монолитная служба может вам не подойти, если следующие проблемы могут вызвать:

Источник изображения

Меньшая масштабируемость

Поскольку программное обеспечение монолитной архитектуры тесно связано, его трудно масштабировать. По мере того, как ваша кодовая база растет и/или вы хотите добавлять новые функции, вам нужно тянуть за собой всю архитектуру.

Даже если вы хотите усилить или изменить только одну функцию, необходимо изменить все приложение. Это не только отнимает много времени и ресурсов, но также может нарушить непрерывную доставку.

Неспособность адаптироваться к новым технологиям

Как уже упоминалось, монолитные приложения тесно связаны между собой. Возьмем, к примеру, музыкальное приложение. Каталог тесно связан с сервисами покупки и игры. Это означает, что трудно внедрить новые технологии или веб-сервисы, не разобрав все приложение.

Высокая зависимость между функциями

Из-за тесной зависимости, о которой мы упоминали выше, монолитные приложения могут столкнуться с трудностями разработки программного обеспечения и простоями.

Вернемся к примеру с музыкальным приложением. Поскольку функции каталога, игры и покупки настолько зависят друг от друга, что если одна из них выйдет из строя, то за собой потянутся и остальные.

Люди могут не захотеть покупать новую музыку, а просто слушать треки, которые уже есть в их каталоге. Однако, если функция покупки выйдет из строя, все монолитное приложение может быть функционально бесполезным, пока проблема не будет устранена.

Преимущества микросервисов

У микросервисов много преимуществ. Вот несколько причин, по которым многие компании полагаются на них для расширения своих бизнес-возможностей:

Независимые сервисы

В контексте микросервисов каждый сервис разрабатывается независимо от других, а бизнес-логика распределена по разным платформам. Это означает, что рабочие процессы для одного сервиса не повлияют на разработку другого, а такие ресурсы, как инструменты разработки, не зависят от ненужных функций.

Вместо этого каждый сервис получает полное внимание своей собственной команды, что обеспечивает быструю и эффективную независимую разработку. Тогда это просто случай соединения услуг вместе.

Обеспечивает гибкую разработку

Поскольку каждая услуга разрабатывается независимо, вы можете выбрать технический стек и язык программирования, которые лучше всего подходят для каждой функции. Это означает, что вы можете использовать лучшие инструменты для каждой конкретной службы, а не использовать универсальный подход, который вы вынуждены использовать для монолитной архитектуры программного обеспечения.

Гибкость такого рода означает, что приложения можно разрабатывать быстро и эффективно.

Масштабируемость и надежность

Мы говорили о том, что монолитную технологию сложно обновлять и масштабировать. Это не относится к гибридным облачным микросервисам. Из-за слабой связанности каждой функции легко оптимизировать, тестировать, отлаживать и исправлять функции независимо друг от друга.

Вместо того, чтобы останавливать все приложение и масштабировать каждую службу, вы можете настраивать и обновлять независимые службы по мере необходимости.

Эта слабая связь делает микросервисную архитектуру надежной. Один аварийный сервис не останавливает все приложение. Если что-то пойдет не так с API-шлюзом, остальные все равно смогут работать независимо.

Итак, вернемся снова к примеру с музыкальным приложением: даже если функция покупки и загрузки выйдет из строя, клиенты все равно смогут получить доступ к пользовательскому интерфейсу и воспроизвести музыку, которая у них уже есть.

Источник изображения

Ограничения микросервисов

Как и у монолитной архитектуры, у микросервисов есть недостатки. Вот наиболее примечательные:

Затраты времени и ресурсов

Хотя автономия каждого микросервиса может ускорить разработку, она также может ее замедлить. Все зависит от того, насколько сложным вы хотите сделать свое приложение.

Это связано с тем, что разработка отдельной микрослужбы обычно выполняется быстрее и эффективнее, чем разработка той же службы в монолитном контексте. Тем не менее, внедрение множества различных микросервисов и их последующее объединение может занять значительное время.

Аналогичным образом, несмотря на то, что микросервисная архитектура позволяет использовать оптимальные инструменты для каждого сервиса, объединение индивидуальных технологических стеков может потребовать много ресурсов.

Сложное развертывание

После того как вы разработали каждый микросервис, его необходимо интегрировать в функциональное приложение, прежде чем его можно будет развернуть. Это может быть сложным процессом.

Начнем с того, что междисциплинарность (в которой каждый микросервис нуждается в проверке или авторизации для продолжения работы) может быть проблемой. В монолитной архитектуре тесная связь означает, что авторизация для одной службы обычно приводит к авторизации по всем направлениям. Это не относится к микросервисам автоматически, и для этого может потребоваться сложная работа по связыванию.

В целом развертывание микросервисной архитектуры не всегда просто, и чем сложнее ваше приложение, тем сложнее.

Комплексное тестирование

Каждая служба в микросервисном приложении должна тестироваться индивидуально. После того, как все тесты отдельных сервисов будут завершены, вам нужно проверить, как они работают в целом.

Важно проводить тестирование перед выпуском любого продукта на рынок (а затем проводить регулярные тесты функциональности, пока продукт остается в обращении). Если вы хотите, чтобы эти тесты проходили быстро, модель микросервиса может вам не подойти.

Примеры монолитных приложений

Типичное приложение с монолитной архитектурой имеет внешний пользовательский интерфейс, интерфейс на стороне сервера и кодовую базу (базу данных, поддерживающую программное обеспечение).

Если ваши потребности просты и вам нужно быстрое решение, монолитный вариант — очевидный выбор. Вот пример.

У вас много отличных идей, но мало ресурсов. Чтобы запустить свой бизнес, начать масштабироваться и привлечь внимание инвесторов, вам необходимо как можно быстрее вывести свой продукт на рынок.

В этом случае вам поможет монолитная архитектура. Вы можете собрать приложение быстро и без чрезмерного расхода ресурсов. У вас будет достаточно времени для оптимизации и улучшения вещей по мере масштабирования, но монолитная архитектура позволит вам запустить свой бизнес в нужное время.

Монолитная архитектура также является разумным выбором, если ваш продукт не слишком сложен и не требует масштабирования в будущем. Вы можете сделать вещи простыми и экономичными, не жертвуя при этом качеством.

Примеры микросервисов

Микросервисы имеют множество применений, но наиболее распространенным является реструктуризация устаревших систем.

Допустим, вы хорошо зарекомендовавшая себя компания с громоздкой устаревшей системой. Вы хотите модернизировать, перенести системы в облако, изменить некоторые функции или просто улучшить свои цифровые системы.

В этом случае микросервисы помогают оптимизировать и улучшать постепенно, без слишком больших простоев или одновременного расхода слишком большого количества ресурсов.

Микросервисы также полезны, если вам нужно передавать и обрабатывать большие объемы данных в режиме реального времени. Потоковые сервисы, онлайн-банкинг и приложения для электронной коммерции должны быстро и эффективно обрабатывать большие объемы данных в режиме реального времени. Микросервисы гораздо лучше справляются с такой нагрузкой данных, чем монолитные приложения.

Источник изображения

Модернизируйте свое монолитное приложение с помощью OpenLegacy

OpenLegacy может перенести ваши монолитные приложения в будущее без необходимости дорогостоящей переделки или добавления громоздкого промежуточного ПО. Благодаря гибридной облачной архитектуре OpenLegacy вы можете добавлять новые цифровые сервисы, расширять свою облачную стратегию, модернизировать устаревшую архитектуру и многое другое — получая все преимущества, которые может предложить монолит, в то же время добавляя микросервисы для разрушения монолита там, где это необходимо!

Используйте OpenLegacy, чтобы поддержать цифровую трансформацию вашего бизнеса, поскольку он адаптируется к требованиям будущего.

Часто задаваемые вопросы о монолитных приложениях

Что такое монолитные системы?

Монолитные системы — это системы, в которых все услуги и функции тесно связаны друг с другом в «монолит».

Монолитная архитектура имеет много преимуществ, включая скорость разработки и развертывания, но ей часто не хватает гибкости и масштабируемости.

Как мы можем модернизировать монолитные приложения?

Монолитные архитектуры имеют свое место, но они все чаще вытесняются микросервисами. Архитектура, основанная на микросервисах, слабо связана, и каждый сервис может работать независимо от своих собратьев.

Многие компании хотят получить гибкость микросервисов, но чувствуют себя запертыми в своей текущей монолитной архитектуре приложений. Итак, как мы можем модернизировать эти монолиты?

Благодаря гибридному подходу OpenLegacy вы можете привнести гибкость микросервисов в свои устаревшие монолитные системы. Вам не нужно выключать вашу систему и полностью переделывать ее, и вам не нужно устанавливать много громоздких промежуточных программ.