КОНТРАКТНО-ОРІЄНТОВАНИЙ ЦИФРОВИЙ ДВІЙНИК МІКРОСЕРВІСНОЇ СИСТЕМИ: МОДЕЛЬ, МЕТАМОДЕЛЬ, АРТЕФАКТИ OPENAPI/ASYNCAPI
DOI:
https://doi.org/10.32689/maup.it.2025.3.16Ключові слова:
контракт-орієнтоване моделювання, інформаційна система, цифровий двійник, мікросервісна архітектура, API-контракт, моделювання, автоматизаціяАнотація
Метою дослідження є створення контрактно-орієнтованого цифрового двійника мікросервісної системи, що базується на моделі та метамоделі взаємодії сервісів через їх API-контракти. Для досягнення мети використано підхід API-first: формальні специфікації сервісів (OpenAPI для REST API та AsyncAPI для асинхронних API) слугують артефактами, на основі яких автоматично побудовано модель цифрового двійника.Методологія. Застосовано аналіз та узагальнення сучасних підходів до цифрових двійників, моделювання мікросервісної архітектури із використанням формальних описів інтерфейсів, а також виконано порівняльний аналіз з існуючими моделями цифрових двійників.Наукова новизна. Запропоновано концепцію «контрактно-орієнтованого» цифрового двійника, що вперше фокусує цифрову модель системи на її API-контрактах, забезпечуючи автоматизоване отримання та актуалізацію двійника з артефактів OpenAPI/AsyncAPI, тим самим поєднуючи процес документування API з підтримкою віртуальної копії системи.Висновки. Контрактно-орієнтований підхід дозволяє підтримувати цифровий двійник актуальним при еволюції мікросервісів, спрощує тестування сумісності сервісів і аналіз поведінки системи без впливу на продуктивне середовище. Запропонований підхід апробовано на прикладі спрощеної мікросервісної системи; результати підтверджують можливість автоматичного формування двійника та ефективність його використання для інтеграційного тестування нових версій сервісів. Отримані результати можуть бути впроваджені у практику DevOps для автоматизації регресійного тестування мікросервісів та контролю відповідності їх реалізації заявленим контрактам. В цілому, використання контрактно-орієнтованого двійника сприяє підвищенню якості та надійності мікросервісних програмних комплексів та скорочує час, необхідний на інтеграційне тестування.
Посилання
AsyncAPI Initiative. AsyncAPI Specification (Version 2.3.0), 2022. URL: https://www.asyncapi.com (дата звернення: 24.09.2025).
Bellavista P., Bicocchi N., Fogli M., Giannelli C., Mamei M., Picone M. Exploiting microservices and serverless for Digital Twins in the cloud-to-edge continuum. Future Generation Computer Systems, 2024, pp. 275–287. DOI: 10.1016/j.future.2024.03.052.
Bhardwaj A., Benson T.A. KubeKlone: A Digital Twin for Simulating Edge and Cloud Microservices. In: Proc. 6th Asia- Pacific Workshop on Networking (APNet 2022), ACM, 2022, 7 p. DOI: 10.1145/3542637.3542642.
Grieves M. Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication. White Paper, 2014, 7 p.
Kritzinger W., Karner M., Traar G., Henjes J., Sihn W. Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification. IFAC-PapersOnLine, 2018, 51(11), pp. 1016–1022. DOI: 10.1016/j.ifacol.2018.08.474.
Лобода П. П., Старовіт І. С. Розробка архітектури програмного забезпечення прогнозування і управління термогазодинамічними процесами і радіаційним станом нового безпечного конфайнменту ЧАЕС на основі технології цифрових двійників. Вісник ХНТУ, 2022, № 4(83), c. 67–73. DOI: 10.35546/kntu2078-4481.2022.4.9.
Minerva R., Lee G. M., Crespi N. Digital Twin in the IoT Context: A Survey on Technical Features, Scenarios, and Architectural Models. Proceedings of the IEEE, 2020, 108(6), pp. 1785–1824. DOI: 10.1109/JPROC.2020.2998530.
OpenAPI Initiative. OpenAPI Specification (Version 3.1.0), 2021. URL: https://spec.openapis.org/oas/v3.1.0 (дата звернення: 24.09.2025).
Raghunandan A., Kalasapura D., Caesar M. Digital Twinning for Microservice Architectures. In: Proc. IEEE Int. Conf. on Communications (ICC 2023), 2023, pp. 3018–3023. DOI: 10.1109/ICC45041.2023.10279802.
Rasheed A., San O., Kvamsdal T. Digital Twin: Values, Challenges and Enablers from a Modeling Perspective. IEEE Access, 2020, 8, pp. 21980–22012. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2970143.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
