Categoría: Arquitectura de software

En el anterior post nos introdujimos a los microservicios, en este post exploraremos a fondo los beneficios que los microservicios ofrecen, nos sumergiremos en los desafíos que plantea esta arquitectura innovadora y desvelaremos las claves para alcanzar el éxito en su implementación. Desde la agilidad en el desarrollo hasta la gestión efectiva de la complejidad, abordaremos temas cruciales como la optimización de recursos, la resiliencia en situaciones de fallo y las mejores prácticas para una implementación exitosa de microservicios.

1. Mayor velocidad en desarrollo: La arquitectura de microservicios acelera todos los procesos de desarrollo al permitir una compilación y tiempo de construcción más rápidos. Esto es clave para la agilidad en el desarrollo.

2. Despliegues rápidos y tamaño reducido: Al desplegar cada parte del sistema de manera independiente, el tamaño de implementación se reduce significativamente. Esto se traduce en despliegues individuales que toman una fracción del tiempo comparado con aplicaciones monolíticas.

3. Programación de despliegues personalizada: La arquitectura de microservicios resuelve el problema de seguir un calendario de despliegue estándar. Cada servicio puede ser desplegado de manera independiente, siguiendo su propio cronograma.

4. Monitoreo fino y personalizado: Servicios críticos pueden ser monitoreados de manera más detallada que otros, permitiendo un control más preciso y chequeos adicionales. Permite identificar servicios claves y cuellos de botella.

5. Pruebas automatizadas independientes: Cada microservicio puede realizar pruebas automatizadas configurables como parte del proceso de construcción y despliegue. Esto reduce el tiempo necesario para realizar pruebas en toda la aplicación.

6. Soporte para varios lenguajes de programación: Ya no es necesario ejecutar una aplicación como un solo ejecutable. Esto permite implementar diferentes partes del sistema utilizando tecnologías diversas, adaptándose a cada problema de manera óptima. Esto lo logramos a partir de definir interfaces de comunicación.

7. Escalabilidad más sencilla y económica: Los microservicios son más fáciles y a menudo más baratos de escalar horizontalmente. Cada parte del sistema puede escalarse de manera independiente, evitando los requisitos pesados de recursos de las aplicaciones monolíticas. Aunque cuidado, por que al seguir escalando nuestra aplicación se puede volver incluso mas costosa de mantener ya que necesitamos orquestadores y pagar por mantenibilidad de cada servicio, pero ampliaremos esto en la siguiente sección de contras.

8. Flexibilidad en el hardware: La división de la aplicación a menudo significa reducir los requisitos de hardware para la mayoría de las partes del sistema, brindando más opciones al elegir hardware o proveedores de servicios en la nube.

9. Aislamiento efectivo de fallos: El desacoplamiento de servicios proporciona un mecanismo de seguridad eficiente para prevenir problemas mayores en caso de fallas parciales del sistema.

10. Facilidad de entendimiento: Los servicios son más fáciles de entender y mantener debido a tamaños de código más pequeños. Además, suelen estar asociados a procesos completos lo que puede hacer que contrastemos la funcionalidad con la experiencia de un especialista en el proceso.

11. Optimización de costos: Ejecutar la mayoría de los componentes de la aplicación en instancias de menor costo en comparación con instancias monolíticas de alto recurso puede resultar en ahorros significativos ya que podemos potenciar los servicios críticos a demanda.

12. Desarrollo distribuido: La eliminación del acoplamiento entre componentes contribuye a lograr más independencia en el desarrollo de código, beneficiando a equipos distribuidos.

13. Facilidad de refactorización: Es mucho más fácil realizar refactorizaciones en microservicios debido al menor alcance de cambios y procesos de lanzamiento y prueba independientes.

14. Libertad tecnológica: Cambiar a nuevas tecnologías es más fácil con la arquitectura de microservicios, ya que cada servicio es más pequeño y estructuralmente independiente.

15. Toma de decisiones independiente: Los desarrolladores son libres de elegir lenguajes, bibliotecas y herramientas que mejor se adapten a sus necesidades, fomentando la toma de decisiones distribuida.

Veamos de cerca algunas de las posibles complicaciones y limitaciones que podríamos enfrentar al adoptar esta innovadora arquitectura.

1. Mayor uso de recursos: Al tener múltiples componentes en lugar de compartir el mismo espacio de proceso, la necesidad de comunicación entre ellos aumenta, generando mayor carga en la red. Esto se traduce en más tráfico, latencia y uso de E/S. Además, la carga total de CPU y RAM también es mayor debido a la ejecución independiente de cada componente. Todo esto repercute finalmente en los costos de implementación y mantenibilidad.

2. Dificultades en la depuración: Diagnosticar y depurar suele ser más difícil con varios servicios. Por ejemplo, si varios servicios procesan una solicitud que falla, un desarrollador debe acceder a los registros de varios servicios para entender la causa de la falla.

3. Necesidad de pruebas de integración complejas: La separación de un sistema implica la construcción de un conjunto extenso de pruebas de integración y otros controles automatizados que monitorizan la compatibilidad y disponibilidad de cada componente.

4. Consistencia en transacciones: La dispersión de datos en las aplicaciones de microservicios dificulta la realización de cambios transaccionales y atómicos en el sistema.

5. Divergencia en versiones y librerías: Los servicios pueden utilizar diferentes versiones de bibliotecas, algunas de las cuales pueden ser incompatibles u obsoletas. Esto complica las actualizaciones del sistema y la solución de problemas, incluyendo correcciones de vulnerabilidades de software.

6. Deuda técnica en un sistema distribuido: La deuda técnica en el software se refiere a compromisos o decisiones que los desarrolladores toman durante el proceso de desarrollo de software que, a corto plazo, aceleran la entrega de un producto pero generan problemas a largo plazo. Estos compromisos pueden incluir la implementación de soluciones rápidas y poco robustas, la omisión de pruebas exhaustivas, el uso de código desactualizado o el incumplimiento de estándares de codificación. Abordar la deuda técnica es más complicado en un sistema distribuido donde cada componente es propiedad de un equipo diferente y suele convertirse en una bola de nieve hasta que los problemas son mas que evidentes.

7. Observabilidad: Gestionar múltiples aplicaciones implica desafíos adicionales en la recopilación y uso de eventos del sistema, como registros, trazas y métricas. Los desarrolladores deben asegurarse de que todos estos datos estén disponibles para análisis, incluyendo información contextual necesaria para depurar problemas entre los servicios.

8. Duplicación de funcionalidades: En entornos de desarrollo altamente distribuidos, no es raro tener múltiples componentes realizando roles similares en el sistema. Es crucial establecer límites claros y decidir de antemano qué roles específicos se asignan a cada componente.

9. Propiedad y responsabilidad: La propiedad se vuelve crucial cuando varios equipos mantienen y desarrollan componentes independientes. Es fundamental definir contratos de propiedad claros para abordar solicitudes de desarrollo, problemas de seguridad y mantenimiento.

Como hemos ilustrado, el modelo de microservicios tiene sus desafíos, pero ser conscientes de estos problemas y abordarlos de manera proactiva es clave para el éxito.

Hemos explorado sus beneficios, desafíos comunes y ahora es momento de resumir las claves esenciales para aprovechar al máximo el modelo de microservicios en el desarrollo de aplicaciones.

1. Introducción gradual: Evita implementar la arquitectura de microservicios demasiado pronto si el producto aún está poco definido o podría experimentar cambios significativos. Comienza con una aplicación monolítica y divídela a medida que se definan claramente las capacidades comerciales y los límites, reduciendo así la carga de trabajo y estableciendo interfaces adecuadas entre los componentes. También podrías definir servicios muy generales y claramente identificables.

2. Modelo de negocio único: La decisión de adoptar microservicios debe basarse en diversos factores, como el tamaño y distribución del equipo, así como la geografía. Un equipo local pequeño puede sentirse cómodo trabajando con una aplicación monolítica, mientras que un equipo distribuido geográficamente podría beneficiarse enormemente al dividir la aplicación en múltiples microservicios para lograr mayor flexibilidad. Identifica procesos y como funcionan estos a nivel de negocio, puede que tu aplicación se parezca a otra pero no significa que debes copiar al detalle.

3. Planificación para escenarios de falla: Dado que en la arquitectura de microservicios hay numerosas interacciones entre los componentes a través de llamadas remotas y eventos, se incrementa la posibilidad de diversas fallas. Construye el sistema considerando todos los posibles escenarios de falla y las diferentes formas de abordarlos.

4. Abrazar la automatización: Con componentes más independientes, se requieren verificaciones más estrictas para lograr una integración estable entre los servicios. La inversión en una automatización sólida es crucial para lograr un alto grado de confiabilidad y asegurar que todos los cambios sean seguros para ser implementados.

5. Modelo de negocio vs jerarquía: Aunque es común dividir la aplicación en servicios basados en la estructura organizativa, donde cada equipo es responsable de su propio servicio, esto solo funciona bien si la estructura organizativa se alinea perfectamente con las capacidades de negocio de los microservicios. En lugar de seguir un modelo servicio-por-equipo, define dominios y procesos de negocio claros alrededor de los cuales se estructura el código.

6. Enfoque en pruebas de integración: Asegúrate de tener pruebas integrales para las integraciones entre tus microservicios, realizándose automáticamente.

7. Mantener la compatibilidad hacia atrás: Recuerda mantener tus cambios compatibles hacia atrás para garantizar que las nuevas modificaciones sean seguras para implementar. Lo mas aconsejable es construir sobre las definiciones que ya tienes para que se mantenga la retrocompatibilidad.

A medida que desvelamos los secretos detrás de esta arquitectura de desarrollo, recordemos que el futuro tecnológico nos espera con infinitas posibilidades. Así que, ¡prepárense para abrazar la era de los microservicios y conquistar nuevos horizontes en el desarrollo de software! No olvides dejar tu comentario y dudas ¡Hasta el próximo encuentro!

La arquitectura de microservicios ha emergido como una piedra angular para muchas empresas en todo el mundo. Este enfoque revolucionario ha transformado la manera en que concebimos y construimos aplicaciones, permitiendo una mayor flexibilidad y escalabilidad. En este artículo, exploraremos a fondo qué es exactamente la arquitectura de microservicios y cómo ha llegado a ser la elección predeterminada para el desarrollo de software en numerosas compañías.

El término servicio se refiere a un conjunto de funciones o tareas que un programa o aplicación proporciona para cumplir con una o varias funciones específicas. Estos servicios son a menudo parte de una arquitectura más amplia y se diseñan para realizar tareas específicas de manera eficiente y modular. Aquí hay algunas características clave de los servicios en programación:

1. Funcionalidad específica: Un servicio generalmente se centra en una funcionalidad específica o conjunto de funciones relacionadas. Por ejemplo, un servicio puede encargarse de gestionar la autenticación de usuarios, procesar pagos, o proporcionar acceso a bases de datos.

2. Interfaz definida: Los servicios suelen tener una interfaz claramente definida que especifica cómo se pueden acceder y utilizar. Esto se puede lograr mediante API (Interfaz de Programación de Aplicaciones) o mediante protocolos de comunicación específicos.

3. Independencia: Los servicios son diseñados para ser independientes y modularizados. Esto significa que pueden ser desarrollados, probados y actualizados de manera independiente, lo que facilita la gestión y mantenimiento del sistema completo.

4. Comunicación: Los servicios a menudo se comunican entre sí o con otras partes del sistema. La comunicación puede ocurrir a través de diversos mecanismos, como llamadas a API, mensajes, o servicios web.

5. Reusabilidad: Dado que los servicios están diseñados para realizar funciones específicas, pueden ser reutilizados en diferentes partes de una aplicación o incluso en diferentes aplicaciones. Esto promueve la eficiencia en el desarrollo y la mantenibilidad del código.

6. Escalabilidad: La arquitectura basada en servicios facilita la escalabilidad de una aplicación, ya que los servicios pueden ser escalados de manera independiente según las necesidades de carga de trabajo específicas.

7. Tecnologías: Los servicios pueden implementarse utilizando diversas tecnologías, como microservicios, servicios web, funciones en la nube, entre otros, dependiendo de los requisitos del proyecto.

Ahora, si hablamos específicamente de microservicios estamos hablando de un servicio aun mas especializado, es decir que al momento de planificar nuestra arquitectura debemos procurar identificar los procesos para generar sus abstracciones de manera clara pero simple; pongamos un ejemplo para entenderlo mejor: Podemos tener un servicio que se encargue de la gestión de usuarios,  en donde tenemos procesos como registro, autenticación, obtener perfil y actualizar datos, ahora esto se podría separar en dos microservicios, por una parte podríamos tener un microservicio encargado de lo que tiene que ver con el registro y autenticación y el otro de los datos de sesión o perfil; claro que esto no es así tan fácil, esto requiere un análisis concienzudo, entender los procesos y que encaje con nuestra arquitectura empresarial. Cualquier servicio puede ser tratado como microservicio siempre y cuando tenga cohesión lógica y estructural.

Muy fácil, es un enfoque de diseño de software que organiza una aplicación como un conjunto de servicios pequeños e independientes. Cada servicio se centra en una tarea específica y puede ser desarrollado, implementado y escalado de manera independiente. Estos servicios se comunican entre sí a través de interfaces bien definidas.

Aquí hay algunas características clave de la arquitectura de microservicios:

1. Descomposición en servicios: En lugar de construir una aplicación monolítica, la arquitectura de microservicios divide la funcionalidad en servicios más pequeños, cada uno ejecutando un proceso independiente. Cada servicio se enfoca en realizar una tarea específica dentro del dominio de la aplicación.

2. Independencia y escalabilidad: Cada servicio es independiente y puede ser desarrollado, implementado y escalado de manera autónoma. Esto permite a los equipos de desarrollo trabajar de manera más eficiente y facilita la escalabilidad, ya que solo los servicios que necesitan más recursos pueden ser escalados.

3. Comunicación a través de APIs: Los microservicios se comunican entre sí a través de APIs bien definidas. Esto significa que cada servicio expone una interfaz clara que especifica cómo otros servicios pueden interactuar con él. La comunicación puede realizarse de manera síncrona o asíncrona, según los requisitos.

4. Despliegue independiente: Los microservicios pueden ser desplegados de forma independiente, lo que facilita la implementación continua y la actualización de servicios sin afectar toda la aplicación. Esto mejora la agilidad del desarrollo y reduce el tiempo de inactividad.

5. Resiliencia y tolerancia a fallos: La arquitectura de microservicios fomenta la resiliencia al diseñar servicios que son autónomos y pueden manejar fallas de manera aislada. Si un servicio falla, no debería afectar a los demás servicios en la aplicación.

6. Poliglota: Cada servicio puede ser desarrollado en el lenguaje de programación más adecuado para su tarea específica. Esto permite a los equipos utilizar las tecnologías más apropiadas para cada servicio, según sus necesidades.

7. Gestión de datos descentralizada: Cada servicio puede tener su propia base de datos, y la gestión de datos se realiza de manera descentralizada. Esto evita la dependencia de una única base de datos monolítica.

8. Orientación al dominio de negocio: Los microservicios se organizan en torno a las capacidades del negocio, lo que facilita la comprensión y mantenimiento del sistema. Sobre como entender y trabajar el dominio del negocio te deje unos post de arquitectura empresarial.

Las empresas a nivel mundial han adoptado tan ampliamente el modelo de arquitectura de microservicios que casi se ha convertido en la forma estándar de desarrollo de software. Estas compañías cuentan con decenas, cientos e incluso miles de microservicios a su disposición.

En pocas palabras, la arquitectura de microservicios organiza una aplicación como una colección de servicios, llamados microservicios, cada uno de los cuales es responsable de una parte específica de la lógica de la aplicación, generalmente definida por una capacidad comercial particular.

Tomemos como ejemplo una aplicación de mercado en línea. La aplicación puede tener múltiples funciones, como búsqueda, carrito de compras, pagos, historial de pedidos y muchas más. Cada función puede ser tan diferente que el código puede (y en algunos casos, debería) ser completamente independiente del resto de la aplicación. En este ejemplo, la búsqueda y los pagos técnicamente no tienen nada en común. En el modelo de arquitectura de microservicios, cada componente sería un servicio independiente que desempeña su propio papel en el sistema.

Organizar cada parte de la aplicación como un servicio separado no es necesariamente un requisito. Al igual que con cualquier modelo de arquitectura o aspecto del desarrollo de software, los ingenieros deben ser cuidadosos al elegir un enfoque o solución particular, realizando un análisis inicial y comprendiendo la solución en las condiciones dadas.

Para entender la motivación detrás de la arquitectura de microservicios, primero, veamos el enfoque opuesto: las aplicaciones monolíticas o “monolitos”. Estas aplicaciones son construidas y ejecutadas como un solo programa, con una arquitectura simple que no implica dividir la aplicación en partes independientes.

• Código Compacto: Al no dividir la aplicación, el código base es más pequeño, evitando complejidades asociadas a la comunicación entre componentes.

• Flexibilidad en la Lógica de la Aplicación: Permite cambios estructurales o lógicos fácilmente en las etapas iniciales de desarrollo, donde la agilidad es clave.

• Alcance Reducido: No todos los servicios necesitan descomposición; servicios simples pueden permanecer integrales.

• Tamaño y Despliegues Lentos: A medida que la aplicación crece, el tiempo de construcción, inicio y despliegue puede volverse excesivamente lento.

• Imposibilidad de desplegar partes independientemente: La incapacidad de actualizar partes específicas puede ralentizar el desarrollo y lanzamiento.

• Amplitud de impacto: Errores en una función afectan toda la aplicación, generando posibles problemas significativos.

• Cuello de botella en escalabilidad vertical: A medida que la aplicación crece, es difícil escalarla aún más debido a limitaciones en CPU y RAM.

La arquitectura de microservicios surge cuando los monolitos se vuelven demasiado grandes. Los desarrolladores enfrentan problemas como tamaños de aplicación masivos, despliegues lentos y dependencias no deseadas entre componentes. Aquí es donde entran los microservicios.

En el siguiente post, exploraremos cómo la división de la aplicación en microservicios aborda estos problemas y qué aspectos debes tener en cuenta. ¡Mantente atento para descubrir cómo esta arquitectura puede revolucionar tu enfoque de desarrollo! No olvide dejar tus comentarios e inquietudes. Hasta la próxima.