IF Notes

Architecture and Communication Patterns

5 min read

Back to IF3141 Sistem Informasi

Architecture and Communication Patterns

Questions/Cues

  • Apa empat pola struktural arsitektur yang fundamental?
  • Apa perbedaan coupling dan cohesion?
  • Mengapa point-to-point bermasalah saat node bertambah?
  • Bagaimana hub-and-spoke meng-decouple komponen?
  • Apa inti dari Service-Oriented Architecture?

Reference Points

  • IF3141 Sistem Informasi (Slides 4-10)

Pola Struktural: Modular Architecture

Struktur arsitektur umumnya berupa model, dan terdapat beberapa pola fundamental yang berlaku dalam berbagai konteks. Empat pola struktural utama adalah: modular, loosely coupled, tiered/layered, dan hierarchical.

Modular architecture: Bahasa dan tools pemrograman terstruktur memperkenalkan kemampuan menulis library modules berisi rutin yang dapat dibagikan dan dipanggil oleh banyak executable. Pada masa awal, modul ini sering di-statically link menjadi satu executable saat kompilasi, sehingga perubahan pada satu modul mengharuskan seluruh executable yang menggunakannya dikompilasi ulang. Modularitas memecah sistem menjadi unit-unit dengan tanggung jawab terpisah agar lebih mudah dikelola.

Loosely Coupled Architecture: Coupling vs Cohesion

Coupling adalah istilah untuk tingkat ketergantungan (dependency) antar dua komponen software (juga berlaku untuk hardware). Modul-modul awal cenderung memiliki ketergantungan tinggi — disebut tightly coupled. Tujuan arsitektur modern adalah mencapai loosely coupled, di mana perubahan pada satu komponen minimal memengaruhi komponen lain.

Coupling dan cohesion sering disebut bersamaan namun berbeda. Coupling berkaitan dengan seberapa saling bergantung modul satu sama lain. Cohesion melihat seberapa erat elemen modular perlu beroperasi atau berubah bersama-sama. Jika elemen-elemen memang perlu berubah bersama, maka cohesion-nya tinggi (dan kemungkinan tight coupling). Hal ini tidak terlalu bermasalah jika modul-modul tersebut co-located dalam satu komponen coarser-grained yang sama, sehingga di-deploy dan di-maintain bersama.

Prinsip ideal: high cohesion, loose coupling — elemen yang erat berada dalam satu komponen, sementara antar komponen ketergantungan dijaga seminimal mungkin.

Tiered/Layered dan Hierarchical Architecture

Tiered/layered architecture: Dalam solusi atau software architecture terdapat berbagai jenis elemen fungsional berdasarkan tanggung jawabnya — misal elemen yang merepresentasikan dan memanipulasi data versus elemen yang menangani interface sistem. Elemen-elemen ini diorganisir menjadi layer/tier yang berisi modul dengan tanggung jawab serupa.

Hierarchical architecture: Dalam layered architecture, lebih disukai bila layer yang lebih tinggi bergantung pada layanan layer di bawahnya, tetapi tidak sebaliknya. Ini memberikan fleksibilitas karena komponen pada satu layer dapat melayani banyak klien di layer atasnya. Contoh: komponen aplikasi yang berbagi infrastructure services bersama (beserta komponen pendukungnya).

Communication Pattern: Point-to-Point

Point-to-Point cenderung tightly coupled karena komponen-komponen terhubung secara spesifik (logis atau fisik) dan harus berbagi protokol serta format data yang sama. Masalah muncul saat banyak koneksi point-to-point dibutuhkan untuk menghubungkan sejumlah node: jumlah link berpotensi meningkat secara eksponensial ketika komponen baru ditambahkan (untuk n node, hingga n(n-1)/2 koneksi).

Communication Pattern: Hub-and-Spoke

Hub-and-Spoke: Ketika banyak komponen perlu berinteroperasi, hal ini dapat diatur sebagai sekumpulan koneksi point-to-point antara setiap komponen dengan satu komponen hub. Hub berfungsi sebagai sarana menghubungkan komponen mana pun dengan komponen lain, sehingga meng-decouple setiap pasangan komponen. Hub dapat berperan sebagai introduction broker atau discovery agent yang menghubungkan pasangan client-server secara dinamis sesuai permintaan.

Hub juga dapat menawarkan layanan brokering lain: memeriksa security access client terhadap server, melakukan translasi protokol komunikasi atau struktur data, bahkan mengambil alih sebagian logic processing dan mengelola distributed transactions kompleks — pada titik itu hub menjadi processing server component tersendiri (mirip konsep ESB / Enterprise Service Bus).

Communication Pattern: Service-Oriented Architecture

Service-Oriented Architecture (SOA) secara fundamental adalah tentang bagaimana komponen didefinisikan oleh layanan (service) yang mereka butuhkan sebagai service consumer (client) dan yang disediakan sebagai service provider (server). Komponen-komponen ini dibuat se-decoupled mungkin dalam segala aspek.

Model ini juga berlaku untuk pengorganisasian fungsi bisnis: SOA memungkinkan organisasi melakukan outsourcing fungsi tertentu, di mana fungsi didefinisikan dan berinteroperasi berdasarkan layanan yang disediakan, bukan bagaimana layanan itu dijalankan. Jika diterapkan dengan benar, service consumer tidak perlu tahu apakah layanan disediakan oleh provider internal atau yang di-outsource.

flowchart LR
    subgraph P2P["Point-to-Point (mesh)"]
        A1["A"] --- B1["B"]
        A1 --- C1["C"]
        B1 --- C1
        A1 --- D1["D"]
        B1 --- D1
        C1 --- D1
    end
    subgraph HUB["Hub-and-Spoke"]
        H(("Hub"))
        A2["A"] --- H
        B2["B"] --- H
        C2["C"] --- H
        D2["D"] --- H
    end

Summary

Arsitektur menggunakan pola struktural dan pola komunikasi. Empat pola struktural: modular (memecah sistem ke library modules), loosely coupled (minimal dependency, dengan distingsi coupling vs cohesion — ideal high cohesion/loose coupling), tiered/layered (mengelompokkan elemen berdasarkan tanggung jawab), dan hierarchical (layer atas bergantung pada layer bawah, tidak sebaliknya). Tiga pola komunikasi: point-to-point (tightly coupled, link tumbuh eksponensial), hub-and-spoke (hub sebagai broker yang meng-decouple komponen), dan Service-Oriented Architecture (komponen didefinisikan oleh service yang dikonsumsi/disediakan, sangat decoupled, mendukung outsourcing).

Graph View

Backlinks