Estoy seguro de que se ha encontrado con un tema como la arquitectura monolítica VS microservicios con menos frecuencia de la que ha oído a la gente hablar de paradigmas de programación, herramientas o marcos de software. Debe seleccionar el tipo de arquitectura de software al emprender su proyecto. Ayuda a definir el diseño de su aplicación y es una de las etapas principales de la fase de descubrimiento del ciclo de vida de la aplicación. Ya sea monolítica o de microservicios, después de desarrollar la aplicación, cambiar la arquitectura del software es exigente, lleva tiempo y es costoso.
La arquitectura del software es la estructura y organización de un sistema. Esta estructura consta de componentes, su entorno, cómo se interrelacionan y los conceptos utilizados para diseñar el software. En la mayoría de los casos, suele implicar la evolución del software hacia el futuro. La arquitectura del software se crea con misiones discretas en mente. Esas misiones tienen que lograrse sin obstruir las tareas de otras herramientas y dispositivos. La estructura y el comportamiento del software afectan a decisiones notables, por lo que deben diseñarse y construirse de forma competente para obtener los mejores resultados posibles.
Este artículo le ayudará a entender estos dos tipos de arquitectura de software. Ponemos las arquitecturas monolítica y de microservicios una al lado de la otra, definimos lo que son y mencionamos los principales conceptos a los que debe prestar atención. ¡Exploremos!
Arquitectura monolítica
La arquitectura monolítica es el modelo tradicional de diseño de un programa de software construido como una unidad combinada cerrada e independiente de otras aplicaciones. Esta arquitectura se considera el enfoque tradicional para construir y crear aplicaciones como unidades únicas y unificadas. Normalmente, este enfoque consiste en una interfaz de usuario del lado del cliente, una aplicación del lado del servidor y una base de datos. Una arquitectura monolítica es una extensa red informática con una gran base de código que integra todas las preocupaciones empresariales.
Cuando quiera cambiar una aplicación monolítica, tendrá que actualizar toda la pila accediendo a la base de código y construyendo e instalando una versión actualizada de la interfaz del lado del servicio.
El software monolítico suele estar formado por tres componentes;
- Interfaz de usuario del lado del cliente: consiste en páginas HTML o Javascript que se ejecutan en un navegador.
- Aplicación del lado del servidor: gestiona las peticiones HTTP, implementa la lógica específica del dominio, recupera y actualiza los datos de la base de datos y rellena las vistas HTML que se enviarán al navegador.
- Base de datos: contiene muchas tablas habituales en un sistema de gestión de bases de datos relacionales.
Este modelo puede agilizar la canalización ETL a medida que los datos se mueven hacia una única base de datos a través del monolito. Sin embargo, aunque aplique un modelo de microservicios, también puede simplificar su canalización ETL con una solución sin código como Xplenty.
Ventajas de la arquitectura monolítica
Una organización puede beneficiarse de una arquitectura monolítica dependiendo de varios factores. Utilizar una arquitectura monolítica a la hora de construir su aplicación tiene varias ventajas, y a continuación le presentamos algunas de ellas.
- Manejo sencillo de cuestiones que pueden afectar a todo el software. Por lo general, los desarrolladores llaman a los problemas preocupaciones transversales, que incluyen la supervisión del rendimiento, el almacenamiento en caché, el registro y el manejo. Todo está colocado en una sola posición en una aplicación monolítica y no disperso entre microservicios. La arquitectura monolítica minimizará en gran medida la dificultad de abordar estas preocupaciones.
- Simplicidad. Cuando se construyen aplicaciones pequeñas o medianas, la arquitectura monolítica es más sencilla de desarrollar, desplegar y escalar. La mayoría de los entornos de desarrollo integrados y de las unidades de desarrollo admiten la arquitectura monolítica como modelo tradicional de construcción de aplicaciones. Las pruebas de extremo a extremo son mucho más sencillas cuando se trata de una única y extensa base de código.
- Rendimiento. Las aplicaciones monolíticas suelen tener mejor rendimiento que los microservicios. Una API puede servir para el mismo objetivo en aplicaciones monolíticas porque tiene código y memoria consolidados.
Desventajas de la arquitectura monolítica
Las aplicaciones monolíticas son cómodas hasta que se amplían y su escalado se convierte en un problema. Desplegar un ligero cambio en una función requiere compilar y probar toda la plataforma, lo que va en contra del enfoque ágil moderno que utilizan la mayoría de los desarrolladores. La arquitectura monolítica tiene algunas desventajas, y a continuación le presentamos algunas de ellas.
- Potencial de escalabilidad. El potencial de escalabilidad de una aplicación monolítica depende de su tamaño. Si desea diseñar una aplicación extensa y compleja, existen mejores arquitecturas de software que la arquitectura monolítica. En una aplicación más compleja, la escalabilidad será enorme. Se convertirá en una preocupación considerable, ya que gestionar y contener un proyecto de software agravado bajo una gran base de código será más agotador.
- Flexibilidad. Las aplicaciones monolíticas son rígidas en lo que respecta a la flexibilidad. Con una aplicación monolítica, espere utilizarla durante bastante tiempo sin cambiar su pila tecnológica. Y modificar su pila es prácticamente imposible con una arquitectura monolítica. Tendrá que reescribir su software para albergar la pila que desee implementar, lo que requiere muchos recursos y no merece la pena.
- La arquitectura monolítica hace que su código sea más complicado. Al existir una única base de código, ésta se vuelve exponencialmente compleja a medida que la aplicación se desarrolla y cambia. Esos cambios o actualizaciones exigen una coordinación en toda la aplicación, pero los usuarios pueden extenderlos más allá de una única parte.
Arquitectura de microservicios
Mientras que una aplicación monolítica es una única unidad integrada, la arquitectura de microservicios la divide en varias unidades autónomas más pequeñas. Estas unidades suelen ejecutar cada proceso de la aplicación como un servicio independiente. Por lo tanto, todos los servicios tienen su base de datos y su lógica y realizan funciones específicas.
La arquitectura de microservicios es un enfoque en el que una única aplicación se desarrolla como un conjunto de pequeños servicios, cada uno de los cuales funciona en su proceso y se comunica con mecanismos ligeros, normalmente una API de recursos HTTP. Sam Newman, consultor independiente, dice: «Los microservicios son los pequeños servicios que funcionan juntos».
La arquitectura de microservicios está formada por una colección de servicios minúsculos y autónomos. Cada servicio es independiente e implementa una capacidad empresarial o técnica de la aplicación que encapsulan dentro de un contexto delimitado. Un contexto delimitado se refiere a una sección natural dentro de la organización y proporciona un límite claro dentro del cual existe el modelo de dominio.
La arquitectura de microservicios afecta notablemente a la relación entre la base de datos y la aplicación. Así, en lugar de utilizar una única base de datos con otros microservicios, cada microservicio tiene su base de datos. Una base de datos por microservicio es vital si desea beneficiarse de esta arquitectura para garantizar un acoplamiento suelto.
Componentes de la arquitectura de microservicios
Los microservicios son pequeños, autocontenidos y están débilmente acoplados. Un pequeño equipo de programadores puede escribir y dar soporte al servicio, ya que cada servicio es propietario de su base de datos. Los servicios son responsables de preservar sus datos o su estado externo. Esto contradice el enfoque tradicional, en el que una capa de datos separada se encarga de la preservación de los datos. Estos son algunos de los componentes de una arquitectura de microservicios
- Orquestación. Este componente se ocupa de colocar los servicios en los nodos, reconocer los fallos, estabilizar los servicios entre los nodos, etc. Por lo general, este componente es una tecnología off-the-shell como Kubernetes en lugar de construida a medida.
- Pasarela API. La pasarela API es el punto de entrada para los clientes. En lugar de llamar directamente a los servicios, los clientes llaman por teléfono a la puerta API y reenvían la llamada a los servicios adecuados en el back-end.
Ventajas de la arquitectura de microservicios
La arquitectura de microservicios ha avanzado gracias a la nube, la contenedorización y los sistemas hiperconectados. Además, la arquitectura de microservicios tiene algunas ventajas para el usuario, que se enumeran a continuación.
- Agilidad mejorada. Con este tipo de arquitectura de software, los desarrolladores pueden trabajar en módulos independientes. Cada desarrollador puede crear y desplegar un módulo de forma independiente, lo que minimiza la fricción operativa del equipo. Además, es fácil controlar las correcciones de errores y los lanzamientos de actualizaciones. Puede actualizar un servicio sin volver a desplegar toda la aplicación y cancelar la actualización si sale mal. Normalmente, cuando se descubre un fallo en una parte de las aplicaciones monolíticas, puede bloquear todo el proceso de lanzamiento.
- Mejor escalabilidad. La arquitectura de microservicios puede escalar cada servicio de forma independiente. Le permite escalar los subsistemas que necesitan más recursos sin necesidad de escalar toda la aplicación. Escalar aplicaciones monolíticas consume tiempo y costes incluso cuando no es necesario. Utilizando un orquestador como Service Fabric o Kubernetes se consigue una mayor densidad de servicios en un solo host, lo que permite una utilización eficaz de los recursos.
- La arquitectura de microservicios fomenta la descentralización. Un gobierno central centrado es fundamental para el éxito de la gobernanza. Este tipo de estructura sería fácil de derribar, política aparte. La centralización de las cosas en un solo lugar significa que cuando una va mal. todo el sistema se viene abajo. La arquitectura de microservicios adopta la descentralización, por la que los desarrolladores operan de forma más independiente y pueden trabajar en equipo independientemente de su ubicación. Además, hay flexibilidad. Puede implementar varias pilas tecnológicas en una sola aplicación. Esto le ayuda a seleccionar la pila tecnológica más influyente para diseñar un servicio.
Desventajas de la arquitectura de microservicios
Los beneficios de los microservicios son demasiado buenos para ser gratuitos. Los inconvenientes de una arquitectura de microservicios son un poco difíciles de soportar. Además, debe estar seguro de elegir la arquitectura de software ejemplar para su empresa.
- Complejidad. La arquitectura de microservicios tiene varias partes móviles que la arquitectura monolítica. Cada servicio es sencillo, pero el sistema en su conjunto se vuelve complejo. La comunicación entre servicios es complicada; las API suelen fomentar esta comunicación y suelen implementarse para vincular plataformas de software. La complejidad en las aplicaciones de microservicios aumenta con el incremento de los microservicios.
- Congestión de la red. Utilizar muchos servicios pequeños puede provocar una comunicación interservicios. Y cuando la cadena de dependencias de servicios se hace muy larga, la latencia adicional se convierte en un problema. Esto significa que tendrá que crear las API con cuidado. Piense en los formatos de serialización y busque lugares para utilizar patrones de comunicación asíncrona.
- Desarrollo y pruebas. El diseño de un pequeño servicio que depende de otros servicios dependientes requiere un enfoque diferente al de la escritura de un programa tradicional por capas. Las herramientas disponibles no siempre están creadas para funcionar con dependencias de servicios. La refactorización a través de las fronteras de los servicios se vuelve extenuante, y probar las dependencias de los servicios es complejo, especialmente cuando la aplicación evoluciona rápidamente.
Migración de monolitos a microservicios
La escalabilidad es la principal razón por la que los desarrolladores pasan de una arquitectura monolítica a una de microservicios. La escalabilidad en componentes poco utilizados es insignificante. Los componentes utilizados por la mayoría de los usuarios deben tenerse en cuenta en primer lugar a la hora de trasladarse. He aquí un procedimiento típico para pasar de un sistema monolítico a un enfoque de microservicios.
- Identifique los componentes lógicos.
Existen principalmente tres componentes de información con los datos utilizados en el sistema: objetos de datos, acciones, trabajos a realizar y casos de uso. Las construcciones lógicas son los objetos de datos que representan los datos que se utilizan. Las acciones de datos son órdenes para ejecutar una tarea en uno o varios objetos de datos. Los trabajos a realizar representan las funciones que los usuarios llaman para desempeñar sus funciones.
- Refactorizar componentes
Una vez identificados y ensamblados todos los componentes, organícelos internamente: antes de aplicar el microservicio hay que ocuparse de algunas funciones duplicadas. Sólo debe haber un microservicio que ejecute cualquier función.
- Identificar las dependencias de los componentes
Tras identificar y organizar los componentes para la migración, el sistema debe reconocer las dependencias dentro de los componentes. En esta tarea se suele utilizar un análisis estático del código fuente para buscar llamadas entre distintas bibliotecas y tipos de datos.
- Grupos de componentes puntuales
El arquitecto del sistema debe concentrarse en categorizar los componentes en grupos que puedan transformarse en microservicios. El objetivo es encontrar un pequeño conjunto de objetos y sus acciones elementales que deben separarse en el sistema final.
- Crear una API para la interfaz de usuario remota
La interfaz de usuario remota es la única vía de comunicación entre el sistema, sus componentes y los usuarios del sistema. Esta interfaz debe planificarse sistemáticamente y ser escalable para evitar problemas a medida que crece el sistema.
- Mueva los grupos de componentes a macroservicios.
Los macroservicios tienden a tener una postura moderada hacia el reparto de los repositorios de datos y permiten interacciones más complejas con los objetos de datos. Por lo tanto, es vital considerar su uso como un paso provisional para completar la migración.
- Trasladar macroservicios a microservicios
La extracción de objetos de datos, componentes y funciones de la arquitectura monolítica a los macroservicios ofrecerá una visión de cómo estos componentes pueden dividirse aún más en microservicios. Recuerde que cada microservicio contiene su base de datos y ejecuta sólo un conjunto limitado de acciones sobre sus objetos de datos.
- Despliegue y pruebas
El siguiente paso consiste en las pruebas de integración y el despliegue cuando el microservicio esté listo. La arquitectura monolítica debe personalizarse para que utilice el nuevo servicio para sus demandas de datos en lugar de su base de datos heredada.
Conclusión
Adoptar una arquitectura de microservicios no es un enfoque polivalente. A pesar de ser infame y menos famosa, la arquitectura monolítica tiene ventajas robustas y de peso sobre los microservicios, así como sus puntos fuertes. Debería empezar con una arquitectura monolítica para validar su nueva idea de negocio. Un pequeño equipo de desarrolladores le acompaña para desarrollar una aplicación sencilla sin necesidad de microservicios.
La arquitectura de microservicios es más satisfactoria para aplicaciones extensas y complejas. Proporciona soluciones de producto para un sistema complejo con varias funciones y servicios dentro de una única aplicación. Los microservicios son perfectos para plataformas que abarcan muchos recorridos y flujos de trabajo de los usuarios.
