Technische Architectuur: Systeem voor 'Overstap op Flesvoeding'

Deze documentatie beschrijft de technische architectuur van een systeem ontworpen om de transitie van borstvoeding naar flesvoeding te ondersteunen.

Het systeem biedt gepersonaliseerde begeleiding, trackt de voortgang, en integreert met verschillende interne en externe diensten. We analyseren de diepere lagen van de systeemstructuur, componentinteracties, schaalbaarheidsmodellen, architecturale patronen, API-designoverwegingen, dataflowdiagrammen en resilience-mechanismen.

De focus ligt op de technische beslissingen en hun rechtvaardiging.

1. Architectuur Overzicht

De architectuur volgt een microservice-gebaseerde aanpak, wat zorgt voor onafhankelijke deployment, schaalbaarheid en foutisolatie. De basisprincipes zijn:

• Modulaire Ontwerp: Functionaliteit is opgedeeld in discrete, herbruikbare microservices.
• API-First: Alle microservices communiceren via goed gedefinieerde RESTful API's.
• Data-Centrisch: Data is de kern van het systeem, met een duidelijke data governance strategie.
• Cloud-Native: Ontworpen voor deployment op een cloud platform (bijvoorbeeld AWS, Azure, GCP) gebruikmakend van containerisatie (Docker) en orkestratie (Kubernetes).

2.

Componenten en Microservices

De volgende microservices vormen de kern van het systeem:

• Profiel Service: Beheert gebruikersprofielen (moeder en kind), inclusief relevante data zoals leeftijd, gewicht, allergies etc.

  De database is een NoSQL document store (MongoDB) voor flexibiliteit en schaalbaarheid.

• Schema Service: Genereert gepersonaliseerde voedingsschema's op basis van profielgegevens en best practices. Dit maakt gebruik van een rule engine (bijvoorbeeld Drools) en een algoritme gebaseerd op de wetenschappelijke inzichten rond overstap op flesvoeding geschiedenis en -behoeften.
• Track Service: Registreert en analyseert de voortgang van de overstap op flesvoeding voordelen.

  Het slaat data op over flesvoedingen, hoeveelheid, tijdstip, en de reactie van het kind. Gebruikt een time-series database (InfluxDB) voor efficiënte data-opslag en -querying.

• Content Service: Levert educatieve content, artikelen en video's over flesvoeding, inclusief praktische tips en antwoorden op veelgestelde vragen rond de overstap op flesvoeding feiten.

  Het gebruikt een Content Delivery Network (CDN) voor snelle contentlevering.

• Notificatie Service: Verstuurt push notificaties en e-mails met herinneringen, voortgang updates en gepersonaliseerde tips. Het integreert met een externe notificatie provider (bijvoorbeeld Twilio).
• API Gateway: Fungeert als een single entry point voor alle client applicaties, routeert requests naar de juiste microservices, en handelt authenticatie en autorisatie af.

3.

Mijn bezorgdienst

API Design

Alle microservices communiceren via RESTful API's met JSON als dataformaat. Consistentie en versioning zijn cruciaal. Een OpenAPI (Swagger) specificatie wordt gebruikt om alle API's te documenteren. API-designoverwegingen omvatten:

• Resource-based URLs: Gebruik van duidelijke en consistente URL-structuren (bijvoorbeeld `/users/{userId}/feedings`).
• HTTP Methods: Correct gebruik van HTTP methods (GET, POST, PUT, DELETE).
• Status Codes: Gebruik van relevante HTTP status codes (200 OK, 201 Created, 400 Bad Request, 500 Internal Server Error).
• Pagination: Implementatie van pagination voor lijsten met grote hoeveelheden data.
• Rate Limiting: Bescherming van API's tegen misbruik met behulp van rate limiting.
• Authentication & Authorization: Gebruik van JWT (JSON Web Tokens) voor veilige authenticatie en autorisatie.

4.

Dataflow Diagram

Een voorbeeld dataflow diagram voor het registreren van een flesvoeding:

[Client Applicatie] --> (API Gateway)
(API Gateway) --> [Track Service] : POST /feedings
[Track Service] --> [InfluxDB] : Opslaan van voedingsdata
[Track Service] --> [Schema Service] : Ophalen aanbevolen hoeveelheid
[Track Service] --> (Notificatie Service) : Trigger melding indien afwijking
(Notificatie Service) --> [Client Applicatie] : Push notificatie

5.

Architecturale Patronen

De volgende architecturale patronen worden toegepast:

• Microservices: Zoals eerder beschreven, voor modulariteit en schaalbaarheid.
• API Gateway: Voor routing, authenticatie en rate limiting.
• CQRS (Command Query Responsibility Segregation): In de toekomst te implementeren voor lees-intensieve scenario's, waarbij lees- en schrijfoperaties worden gescheiden.
• Event Sourcing: Potentieel te implementeren voor het Track Service om een volledig audit trail van alle voedingsdata te bewaren.
• Circuit Breaker: Om fouten te isoleren en cascading failures te voorkomen (bijvoorbeeld met Hystrix of Resilience4j).

6.

Schaalbaarheid

Schaalbaarheid wordt bereikt door:

• Horizontale Schaling: Microservices kunnen onafhankelijk van elkaar worden geschaald door meerdere instanties te draaien (bijvoorbeeld met Kubernetes).
• Database Sharding: De database kan worden geshard om de load te verdelen.
• Caching: Gebruik van caching (Redis of Memcached) voor veelgelezen data.
• Load Balancing: Load balancers verdelen het verkeer over de verschillende instanties van een microservice.

7.

Resilience

Resilience is cruciaal. Mechanismen om fouten te mitigeren omvatten:

• Redundantie: Draaien van meerdere instanties van elke microservice.
• Circuit Breaker: Zoals eerder vermeld, om cascading failures te voorkomen.
• Timeouts: Instellen van timeouts voor API calls om te voorkomen dat de applicatie blijft hangen.
• Retry Policies: Implementeren van retry policies voor tijdelijke fouten.
• Health Checks: Monitoren van de gezondheid van de microservices.
• Graceful Degradation: In geval van een storing kan de applicatie bepaalde functionaliteit uitschakelen om de kernfunctionaliteit te blijven garanderen.

8.

Welterusten of weltrusten

Technologie Stack

• Programmeertalen: Java (Spring Boot), Python (Flask/FastAPI)
• Databases: MongoDB, InfluxDB, PostgreSQL
• Message Queue: RabbitMQ of Kafka
• Containerization: Docker
• Orchestration: Kubernetes
• API Gateway: Kong or Nginx
• Monitoring: Prometheus, Grafana
• Logging: ELK stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana)

9.

Security

Security is een topprioriteit. Maatregelen omvatten:

• Authenticatie & Autorisatie: Gebruik van JWT voor veilige authenticatie en autorisatie.
• Data Encryptie: Encryptie van gevoelige data in rust en in transit.
• Vulnerability Scanning: Regelmatige vulnerability scans van de code en infrastructuur.
• Penetration Testing: Regelmatige penetration tests om kwetsbaarheden te identificeren.
• Secure Coding Practices: Volgen van secure coding practices (bijvoorbeeld OWASP).

10.

Overstap op Flesvoeding Geschiedenis Overwegingen

De architectuur houdt rekening met historische data en inzichten over de overstap op flesvoeding. De Schema Service gebruikt historische data over succesvolle overgangen om gepersonaliseerde schema's te genereren.

De Content Service biedt informatie over de evolutie van flesvoedingpraktijken en de impact daarvan op de gezondheid van baby's.

11. Overstap op Flesvoeding Voordelen Overwegingen

Het systeem benadrukt de voordelen van een correcte overstap op flesvoeding, zoals de mogelijkheid voor andere verzorgers om deel te nemen aan de voeding, nauwkeurige controle over de hoeveelheid voeding, en gemak in bepaalde situaties.

De Content Service biedt objectieve informatie over de voor- en nadelen, zodat ouders een weloverwogen beslissing kunnen nemen. De Track Service monitort de groei en ontwikkeling van het kind om te garanderen dat de flesvoeding optimaal is.

12.

Overstap op Flesvoeding Feiten Overwegingen

De Content Service biedt wetenschappelijk onderbouwde feiten over de overstap op flesvoeding, gebaseerd op de laatste onderzoeken en richtlijnen. Dit omvat informatie over verschillende soorten flesvoeding, de juiste bereidingswijze, hygiëne, en mogelijke risico's.

De Schema Service genereert schema's die rekening houden met de individuele behoeften van het kind en de aanbevolen hoeveelheden.

13. Optimale Architectuurprincipes voor Duurzame Systemen

Een duurzame architectuur is essentieel voor de lange levensduur en het succes van het systeem.

De volgende architectuurprincipes worden nageleefd:

• Loose Coupling: Microservices communiceren via API's en zijn zo min mogelijk afhankelijk van elkaar.
• High Cohesion: Elke microservice is verantwoordelijk voor een specifiek domein en heeft een duidelijke focus.
• Single Responsibility Principle: Elke microservice heeft één specifieke verantwoordelijkheid.
• Open/Closed Principle: Het systeem is uitbreidbaar zonder de bestaande code te wijzigen.
• Don't Repeat Yourself (DRY): Code wordt hergebruikt om duplicatie te voorkomen.
• Keep It Simple, Stupid (KISS): De architectuur is zo eenvoudig mogelijk gehouden.
• You Ain't Gonna Need It (YAGNI): Functionaliteit wordt alleen toegevoegd wanneer het daadwerkelijk nodig is.
• Automation: Automatisering van deployment, testing en monitoring.
• Observability: Het systeem is eenvoudig te monitoren en te debuggen.
• Continuous Improvement: De architectuur wordt continu verbeterd op basis van feedback en ervaringen.

Door deze principes te volgen, wordt een robuuste, schaalbare en onderhoudbare architectuur gecreëerd die de overstap op flesvoeding effectief ondersteunt.