Desarrollar software es como construir una casa: Se necesitan unos cimientos sólidos y una estructura clara para que el resultado no se tambalee. En la práctica, esto significa que hay que decidirse por la arquitectura adecuada. Actualmente, existe una tendencia hacia la arquitectura de microservicios. Su comprensión ha mejorado mucho en los últimos años y muchas empresas han decidido convertir sus sistemas monolíticos tradicionales en microservicios. ¿Es esta la elección correcta?
Mostramos dónde residen las ventajas y desventajas de los microservicios y qué papel puede desempeñar la IA en ello. Y explicamos de forma comprensible cómo se puede crear una aplicación que funcione de forma flexible, escalable y eficiente en 9 pasos con microservicios.
Este artículo ha sido traducido al alemán y se ha traducido automáticamente a otros idiomas. Nos complacerá recibir sus comentarios al final del artículo.
Definición de microservicio
Un microservicio es un componente autónomo e independiente de una arquitectura de software. Cumple una función específica y se comunica con otros microservicios a través de interfaces claramente definidas. Cada microservicio es responsable de una parte específica de la funcionalidad global.
Dividir una aplicación en varios microservicios permite flexibilidad, escalabilidad y reutilización. Cada microservicio puede desarrollarse, desplegarse y escalarse de forma independiente. Esto facilita el mantenimiento y el desarrollo posterior. Python, Java y c# son los principales lenguajes utilizados para programar microservicios.
Microservicio frente a monolito
Un microservicio es una arquitectura de software compuesta por servicios pequeños, independientes y poco acoplados. Cada servicio cumple una función específica y se comunica con otros servicios a través de interfaces normalizadas. Esto contrasta con la arquitectura de software monolítica, en la que todas las funciones se combinan en un único gran bloque.
Los microservicios ofrecen varias ventajas sobre las arquitecturas monolíticas.
En primer lugar, permiten una mejor escalabilidad, ya que los servicios individuales pueden ampliarse o reducirse independientemente unos de otros. En segundo lugar, mejoran la capacidad de mantenimiento, ya que los cambios en un servicio no afectan a los demás. En tercer lugar, permiten un desarrollo y despliegue más rápidos de las funciones, ya que los equipos pueden trabajar en distintos servicios en paralelo.
Sin embargo, las arquitecturas monolíticas también tienen sus puntos fuertes.
Son más fáciles de desarrollar e implantar porque se consideran como un todo. También requieren menos esfuerzo para implantar la comunicación y la coherencia de datos entre servicios.
En general, los microservicios únicos ofrecen una solución flexible y escalable para aplicaciones complejas, mientras que las aplicaciones monolíticas son más fáciles de desarrollar y gestionar, pero menos flexibles en términos de escalabilidad y desarrollo independiente. La elección entre ambas depende de los requisitos específicos del proyecto.
Microservicio frente a SOA
Además de la arquitectura de microservicios y la arquitectura monolítica, la arquitectura orientada a servicios (SOA) también es un enfoque muy utilizado para Desarrollo de software. A diferencia de los microservicios, SOA se centra en la prestación de servicios a través de una red empresarial. Sin embargo, estos servicios suelen ser más amplios y completos que los microservicios.
SOA se centra en la integración de sistemas existentes y la reutilización de servicios.
Para la comunicación, la arquitectura utiliza protocolos más pesados, como SOAP o formatos de mensajes basados en XML. Los cambios en un servicio tienen efectos de largo alcance en los demás.
La elección de un microservicio o una SOA depende de los requisitos del proyecto y de la complejidad de la aplicación.
Ventajas de los microservicios
Los microservicios aportan a las empresas estas ventajas:
Escalabilidad
Al dividir la aplicación en servicios más pequeños e independientes, puede escalar los componentes individuales por separado según sea necesario. De este modo, pueden utilizar sus recursos de forma eficiente.
Flexibilidad
Cada microservicio puede desarrollarse, probarse y desplegarse de forma independiente. Esto hace que el desarrollo de la aplicación sea flexible y rápido. Porque: los cambios en un servicio no afectan a los demás.
Reutilización
El acoplamiento flexible de los servicios permite reutilizar componentes en diferentes aplicaciones o contextos. Esto reduce el tiempo de desarrollo.
Cooperación más eficaz
Dividir las responsabilidades en equipos más pequeños, cada uno responsable de uno o más servicios, facilita la colaboración y aumenta la eficacia.
Diversidad tecnológica
Las empresas pueden desarrollar cada servicio con la tecnología adecuada a sus necesidades. Esto les permite utilizar tecnologías y marcos modernos para cada componente individual.
A prueba de fallos
Si falla un solo servicio, los demás siguen funcionando, lo que minimiza el impacto en la aplicación global.
Bases de datos escalables
Los microservicios con bases de datos de servicios cruzados o incluso diferentes sistemas de bases de datos para cada servicio permiten a una empresa escalar las bases de datos de forma independiente.
Mejor aislamiento de fallos
Al dividir la aplicación en servicios más pequeños, es más fácil aislar y tratar los errores.
Desventajas de los microservicios
Las empresas pueden esperar estos retos y problemas con microservicios individuales:
Esfuerzo y complejidad
Las arquitecturas de microservicios son más complejas de desarrollar y gestionar. Para añadir y gestionar multitud de servicios individuales, las empresas necesitan un alto nivel de esfuerzo y coordinación.
Esfuerzo de comunicación
Los microservicios requieren más comunicación. Esto se debe a que: la comunicación entre servicios suele realizarse a través de llamadas de red, lo que conlleva latencia y posibles puntos de fallo.
Coherencia de los datos
Mantener la coherencia de los datos es más difícil porque los datos están distribuidos en diferentes servicios. La gestión de transacciones y la Sincronización de los datos entre servicios requieren mecanismos complejos.
Escalabilidad
El escalado de microservicios individuales puede ser un reto. Si algunos servicios tienen una carga mayor que otros, el escalado debe orientarse para evitar cuellos de botella.
Supervisión y depuración
Supervisar y depurar los servicios distribuidos es más complicado que con las aplicaciones monolíticas. Y: para identificar y corregir errores, es necesario conocer a fondo la arquitectura del sistema.
Ejemplo de microservicio
En la práctica, muchas grandes empresas utilizan hoy en día una arquitectura de microservicios:
Netflix
Netflix ha elegido los microservicios para ofrecer una plataforma escalable y flexible de streaming de vídeo. La empresa puede reaccionar rápidamente al aumento del número de usuarios y evitar cuellos de botella. También puede ofrecer nuevas funciones y actualizaciones con mayor rapidez, ya que los cambios en un servicio no afectan a los demás.
Amazon
Los microservicios permiten a Amazon desarrollar y mantener por separado diferentes funciones como la gestión de productos, el procesamiento de pedidos y el procesamiento de pagos. De este modo, Amazon dispone de un servicio fácilmente escalable y con escasos tiempos de inactividad.
Uber
Uber utiliza una arquitectura de microservicios para gestionar por separado el registro de usuarios, el seguimiento de ubicaciones y el procesamiento de pagos. Al igual que Amazon, esto hace que el servicio sea más escalable y flexible. Sobre todo, facilita a Uber la incorporación de nuevas funciones a la aplicación y el lanzamiento del servicio en nuevas regiones.
Spotify
La estructura modular de los distintos microservicios permite a Spotify desarrollar y escalar diferentes funciones por separado, como las recomendaciones musicales, las listas de reproducción y la gestión de usuarios. Esto permite al proveedor ofrecer experiencias personalizadas, reaccionar más rápido a las nuevas tendencias y posibilitar una mejor interacción con el usuario.
Twitter utiliza microservicios para la creación de tweets, las notificaciones y los trending topics, por ejemplo. Esto hace que los servicios individuales de la red estén siempre disponibles, incluso con números de acceso excepcionalmente altos.
Ejemplo de monolito
Sin embargo, todavía hay numerosas empresas que confían en una arquitectura monolítica y no confían en los microservicios o sólo lo hacen en parte. Es el caso, por ejemplo, de las siguientes empresas:
Adobe Systems
Adobe sigue utilizando una arquitectura monolítica para algunos de sus productos, como Photoshop e Illustrator. El proveedor ha optado por este enfoque para garantizar la estabilidad y la integración de estas aplicaciones de mayor tamaño.
Netflix
Aunque el servicio de streaming es conocido por contar con una plataforma escalable y de alta disponibilidad mediante el uso de microservicios (véase más arriba), gran parte de sus sistemas backend siguen basándose en una arquitectura de monolitos. Esto permite principalmente a la empresa reducir la complejidad.
Aunque Twitter ha dividido algunas funciones en microservicios, sigue utilizando una arquitectura monolítica para su núcleo. Esto le permite mantener la plataforma fiable y estable.
Herramientas y tecnología de microservicios
Para poner en marcha una arquitectura de microservicios, las empresas necesitan las siguientes herramientas y tecnologías:
Lenguajes de programación
Para desarrollar el código de los microservicios, las empresas pueden utilizar lenguajes de programación como PythonJava, c# o Node.js. Estos lenguajes ofrecen un amplio soporte y suelen estar bien documentados.
Tecnología de contenedores
Docker le permite empaquetar sus microservicios en contenedores para facilitar su gestión y ampliación. Docker permite el rápido despliegue y aislamiento de microservicios.
Orquestación de contenedores
Herramientas como Kubernetes ofrecen posibilidades de automatización y gestión de contenedores. Kubernetes permite escalar, supervisar y desplegar microservicios en un clúster de contenedores.
Pasarelas API
Una pasarela API como Kong o Apigee sirve de punto de entrada central para acceder a los microservicios. Permite el enrutamiento, la autenticación y la gestión de las solicitudes a los servicios individuales.
Agente de mensajes
Herramientas como Apache Kafka o RabbitMQ facilitan la comunicación y el intercambio de mensajes entre microservicios. Proporcionan una forma fiable y escalable de transferir datos.
Supervisión y registro
Herramientas como Prometheus o ELK-Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) permiten a las empresas supervisar sus microservicios, rastrear errores y recopilar datos de rendimiento.
Integración continua/implantación continua (CI/CD)
Herramientas como Jenkins o GitLab permiten una integración perfecta de los cambios de código y el despliegue automatizado de microservicios.
Cómo pueden utilizar las empresas la IA para los microservicios
Inteligencia artificial (IA) desempeña un papel crucial en el diseño de una arquitectura de microservicios. Las tecnologías de IA hacen posible que los microservicios sean más escalables, potentes y eficientes.
Una forma de utilizar la IA es desarrollar soluciones de escalado automatizadas.
Sobre la base de Aprendizaje automático y algoritmos, la IA puede supervisar la utilización de los microservicios individuales y hacer previsiones.
Esto permite utilizar los recursos de forma más eficiente y tomar decisiones de ampliación en tiempo real.
Otro campo de aplicación de la IA es la detección y corrección de errores. Mediante la supervisión continua de los microservicios, la IA puede identificar anomalías y errores. A continuación, puede actuar automáticamente para corregir errores o restablecer el sistema a un estado seguro.
Diseñar correctamente una arquitectura de microservicios
Para diseñar una arquitectura de microservicios que le beneficie, es importante seguir los pasos que se indican a continuación. Si las empresas no lo hacen con cuidado y reflexión, corren el riesgo de crear una arquitectura de monolito distribuido. El resultado: el despliegue de software es lento.
También debes ser consciente de que diseñar una arquitectura de microservicios es un trabajo creativo. No hay plantillas ni manuales que seguir. Por lo tanto, la siguiente guía pretende ser un camino general que tendrás que adaptar a los requisitos específicos del software:
- Desmontar toda la aplicación
En un primer paso, hay que identificar las principales funciones y módulos de la aplicación prevista y desglosarlos en servicios más pequeños.
- Definir los límites
Definir interfaces claras para cada servicio que permitan la comunicación y el intercambio de datos entre ellos.
- Seleccione el método de comunicación
Decide un método adecuado para conectar los servicios, como HTTP a través de REST o mensajería a través de Broker.
- Gestionar datos
Determinar qué datos necesita y gestiona cada servicio. Estudiar cómo sincronizar o replicar los datos entre servicios.
- Escala
Considera la escalabilidad de cada servicio para manejar una carga de trabajo elevada. Para ello, utiliza técnicas como el equilibrio de carga o el escalado horizontal.
- Controlar y gestionar los errores
Implantar mecanismos para supervisar la salud de los servicios y detectar y tratar los errores, por ejemplo mediante registros, seguimiento de errores y alarmas.
- Ahorrar servicios
Aplicar mecanismos de seguridad para proteger los servicios y la comunicación entre ellos, por ejemplo mediante autenticación, autorización y cifrado.
- Probar y desplegar
Probar y validar cada servicio individualmente y en combinación. Automatice el proceso de implantación para gestionar y aplicar los cambios con eficacia.
- Mantener y desarrollar el servicio
Actualizar y mejorar continuamente los servicios para responder a la evolución de las necesidades y a nuevas funciones individuales.
Conclusión: los microservicios no son la única opción correcta
No cabe duda de que los microservicios ofrecen algunas ventajas. Permiten a los equipos trabajar de forma independiente en diferentes servicios y favorecen la escalabilidad a un nivel granular. Sin embargo, a la hora de elegir la arquitectura de software adecuada, las empresas no deben ignorar el hecho de que la introducción de microservicios también está asociada a retos considerables.
Por ejemplo, pueden surgir problemas con la latencia de la red, la coherencia de los datos y la gestión de los servicios. Además, la complejidad de la arquitectura global puede aumentar considerablemente, lo que dificulta la depuración y la comprensión de los flujos de transacciones.
Además, es importante subrayar que los sistemas monolíticos no son necesariamente malos.
Tanto los microservicios como los monolitos pueden ser la opción adecuada en un Infraestructura basada en API ser.
De hecho, hay muchas situaciones en las que un monolito puede ser la solución más adecuada. La arquitectura suele ser más fácil de desarrollar, probar y depurar. Tampoco requiere complejas interacciones de red. En escenarios con tráfico bajo o medio, un monolito puede ser incluso más eficiente que los microservicios.
Esto significa que podríamos estar ante un posible renacimiento de los monolitos, sobre todo si empezamos a apreciar de nuevo el valor de la simplicidad y la coherencia en la arquitectura del software. Tal vez esto también dé lugar a un enfoque pragmático que combine lo mejor de ambos mundos: la independencia y escalabilidad de los microservicios y la simplicidad y robustez de los monolitos.
En cualquier caso, al fin y al cabo, no debemos olvidarlo: Lo más importante es elegir la arquitectura adecuada para cada proyecto y sus requisitos específicos, y no limitarse a seguir la última tendencia.
PREGUNTAS FRECUENTES
Los microservicios son aplicaciones independientes y autónomas que se comunican estrechamente entre sí. Permiten un desarrollo de software flexible y escalable al dividir aplicaciones complejas en componentes más pequeños y fáciles de gestionar. Cada microservicio realiza una función específica que forma parte de la función general del software.
Los microservicios se comunican entre sí mediante protocolos de red como HTTP, REST o mensajería. Cada microservicio tiene una interfaz única a través de la cual otros servicios pueden enviar solicitudes. Esta comunicación tiene lugar a través de Internet o de una red interna. Este acoplamiento flexible permite desarrollar y escalar microservicios de forma independiente. Se crea así una arquitectura flexible y modular que simplifica el desarrollo, despliegue y mantenimiento de las aplicaciones.
Un ejemplo de microservicio es Netflix. La empresa utiliza microservicios para mantener su plataforma escalable y flexible. Un caso de uso es la función de recomendación: al dividirla en servicios pequeños e independientes, la empresa puede realizar actualizaciones y ajustes más rápidos en los algoritmos de recomendación para ofrecer contenidos personalizados y relevantes a los usuarios.
