Claves para migrar a una arquitectura de microservicios
Cuando una organización que maneja grandes volúmenes de datos trabaja con una arquitectura monolítica, cualquier cambio requiere desplegar todo su sistema transaccional, lo que aumenta los riesgos y tiempos de inactividad.
En cambio, con una arquitectura de microservicios, cada servicio independiente se puede escalar y actualizar de forma autónoma.
De esta manera, se garantiza mayor eficiencia, flexibilidad y tolerancia a fallos. Lo cual permite una implementación continua, evita interrupciones y mejora la experiencia del usuario.
Las arquitecturas de microservicios también constituyen una forma de modernizar y descomponer las aplicaciones heredadas para hacerlas más flexibles, escalables y fáciles de mantener.
En el transcurso de este artículo analizamos las claves a considerar para elegir entre arquitecturas de microservicios y monolíticas, y ahondamos en las diferencias entre ambas.
También abordamos los desafíos de migrar a una arquitectura de microservicios y presentamos estrategias y recomendaciones para resolverlos.
Desafíos para migrar a una arquitectura de microservicios
Migrar a una arquitectura de microservicios puede ofrecer muchos beneficios, pero también presenta varios retos significativos.
Martín Barrio, Software Delivery Manager de IT Patagonia, explica que cada uno de estos servicios -o microservicios-, se encarga de una funcionalidad específica del negocio y se comunica con otros servicios a través de APIs ligeras, como HTTP/REST o mensajería.
A menudo se utiliza en combinación con otros patrones y estilos arquitectónicos, como la arquitectura basada en eventos, CQRS y orientada a servicios.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, algunos de los mayores desafíos que las empresas suelen enfrentar durante este proceso son los que analizaremos a continuación.
Descomposición del monolito
Dividir una aplicación monolítica en microservicios independientes requiere una planificación cuidadosa y una comprensión profunda del dominio del negocio.
Identificar los límites de los servicios y evitar dependencias estrechas puede ser complicado.
Gestión de datos
La partición de datos entre microservicios puede llevar a problemas de consistencia y transacciones distribuidas.
Mantener la integridad de los datos y gestionar la sincronización entre diferentes bases de datos es un desafío importante.
Comunicación e integración
Asegurar una comunicación eficiente y confiable entre microservicios es crucial. Esto puede implicar el uso de APIs RESTful, mensajería o eventos.
La latencia y la sobrecarga de red pueden afectar el rendimiento de la aplicación.
Gestión de la infraestructura
La implementación y el despliegue de múltiples microservicios requieren una infraestructura robusta y herramientas de orquestación.
La gestión de la configuración y el monitoreo de cada microservicio puede ser compleja.
Cambio cultural y organizativo
Migrar a una arquitectura de microservicios no es solo un cambio técnico, sino también uno cultural.
Los equipos deben adaptarse a una mentalidad más orientada al servicio y a la colaboración. Y esto puede requerir una reestructuración de roles y responsabilidades dentro de la organización.
Seguridad
Asegurar cada microservicio de manera independiente puede ser más complejo que asegurar una aplicación monolítica.
Implementar autenticación y autorización adecuadas para cada servicio es crucial para mantener la seguridad del sistema.
Diferencias entre una arquitectura de microservicios y una monolítica
Las arquitecturas monolíticas y de microservicios son dos enfoques distintos para el desarrollo de software. Cada una con sus propias características, ventajas y desventajas. Veamos sus diferencias fundamentales:
Estructura
- Arquitectura monolítica: Es una única unidad de software, cuyos componentes están estrechamente acoplados. Todos los módulos (interfaz de usuario, lógica de negocio, acceso a datos) se desarrollan y despliegan juntos.
- Arquitectura de microservicios: Una aplicación de microservicios se compone de múltiples servicios pequeños e independientes, cada uno responsable de una funcionalidad específica. Los servicios se comunican entre sí a través de APIs bien definidas.
Desarrollo y despliegue
- Arquitectura monolítica: Es más fácil empezar con una arquitectura monolítica, ya que no requiere mucha planificación inicial. Las actualizaciones y despliegues implican recompilar y desplegar toda la aplicación, lo que puede ser lento y propenso a errores.
- Arquitectura de microservicios: Requiere una planificación y diseño inicial más detallados para identificar y definir los servicios. Los microservicios pueden desarrollarse, desplegarse y actualizarse de manera independiente, lo que permite una entrega continua y rápida de nuevas funcionalidades.
Escalabilidad
- Arquitectura monolítica: La escalabilidad es limitada, ya que toda la aplicación debe escalarse como una unidad. Puede ser difícil manejar grandes volúmenes de tráfico o datos debido a la falta de flexibilidad en la escalabilidad.
- Arquitectura de microservicios: Cada microservicio puede escalarse de manera independiente, según sus necesidades de carga. Esto permite una utilización más eficiente de los recursos y una mejor capacidad de respuesta a picos de demanda.
Mantenimiento
- Arquitectura monolítica: El mantenimiento puede volverse complicado a medida que la aplicación crece, ya que cualquier cambio puede afectar a toda la aplicación. La depuración y el monitoreo son más sencillos debido a la naturaleza unificada de la aplicación.
- Arquitectura de microservicios: El mantenimiento es más sencillo, ya que los servicios pequeños son más fáciles de actualizar y depurar. Requiere herramientas especializadas para monitorear y gestionar la comunicación entre servicios.
La arquitectura monolítica aporta simplicidad inicial, despliegue unificado, escalabilidad limitada y mantenimiento complicado a largo plazo.
Por su parte, la arquitectura de microservicios se caracteriza por su complejidad inicial, despliegue independiente, escalabilidad flexible y mantenimiento más sencillo.
Cómo elegir entre arquitecturas de microservicios y monolíticas
La elección entre una arquitectura monolítica y una de microservicios depende de varios factores, entre los que se incluyen la complejidad del proyecto, los requisitos de escalabilidad y los recursos disponibles.
Escenarios para usar una arquitectura monolítica
- Proyectos pequeños o simples: Si se está desarrollando una aplicación pequeña con funcionalidades limitadas y pocos usuarios, una arquitectura monolítica puede ser más sencilla y rápida de implementar.
Por ejemplo, una aplicación interna para gestionar tareas de un equipo con pocos integrantes.
- Equipos pequeños: Cuando se cuenta con un equipo de desarrollo pequeño, la simplicidad de una arquitectura monolítica puede facilitar la colaboración y reducir la sobrecarga de gestión.
Por ejemplo: una startup con un equipo de desarrollo reducido.
- Inicio rápido: Si se necesita lanzar una aplicación rápidamente al mercado, una arquitectura monolítica puede permitir un desarrollo más rápido y menos complejo.
Por ejemplo, un prototipo o una prueba de concepto.
- Requisitos de escalabilidad limitados: Si no se espera un crecimiento significativo en el número de usuarios o en la carga de trabajo, una arquitectura monolítica puede ser suficiente.
Por ejemplo, las aplicaciones con un uso predecible y constante.
Escenarios para migrar a una arquitectura de microservicios
- Aplicaciones complejas y a gran escala: Para aplicaciones con múltiples funcionalidades y una gran base de usuarios, los microservicios permiten una mejor gestión y escalabilidad.
Por ejemplo: plataformas de comercio electrónico como los grandes marketplace.
- Requisitos de alta escalabilidad: Si se espera un crecimiento rápido y se necesita escalar diferentes partes de la aplicación de manera independiente, los microservicios son ideales.
Por ejemplo: los servicios de streaming.
- Desarrollo y despliegue continuo: Si se precisa actualizar y desplegar nuevas funcionalidades frecuentemente, los microservicios permiten despliegues independientes sin afectar a toda la aplicación.
Por ejemplo, aplicaciones SaaS (Software as a Service) que requieren actualizaciones constantes.
- Flexibilidad tecnológica: Si se desea utilizar diferentes tecnologías para diversas partes de la aplicación, los microservicios permiten esta flexibilidad.
Por ejemplo: una plataforma que utiliza Python para análisis de datos y Node.js para la interfaz de usuario.
Es decir, la arquitectura monolítica es ideal para proyectos pequeños, equipos reducidos, lanzamientos rápidos y aplicaciones con requisitos de escalabilidad limitados.
Mientras que migrar a una arquitectura de microservicios es adecuado para aplicaciones complejas, con escalabilidad alta, despliegue continuo y flexibilidad tecnológica.
4 estrategias para superar los desafíos de migrar a microservicios
Algunas acciones que pueden tenerse en cuenta como alternativas para gestionar una migración exitosa de una arquitectura monolítica a una arquitectura de microservicios, son las siguientes.
1. Modelado del dominio
Utiliza principios de diseño basados en dominios (DDD), con el objetivo de identificar y definir los límites de los servicios.
2. Automatización
Involucra la implementación de herramientas de CI/CD, a fin de automatizar el despliegue y la gestión de la infraestructura.
3. Monitoreo y observabilidad
Contempla el uso de herramientas de monitoreo para supervisar el rendimiento y la salud de los microservicios.
4. Capacitación y cultura
Fomenta una cultura de colaboración y proporciona capacitación continua a los equipos, para adaptarse a la nueva arquitectura.
Recomendaciones para adoptar una arquitectura de microservicios
Migrar a una arquitectura de microservicios puede ser una decisión transformadora para una empresa, pero también requiere una planificación cuidadosa y una ejecución meticulosa.
Algunas sugerencias para una empresa que está considerando la transición de una arquitectura monolítica a una arquitectura de microservicios, pueden ser:
Evaluación de la necesidad
Resulta crucial asegurarse que la adopción de microservicios es la solución adecuada para las necesidades específicas a cubrir.
No todas las aplicaciones requieren la complejidad adicional que conlleva la arquitectura de microservicios.
Planificación y diseño
Se debe dedicar tiempo a planificar y diseñar la arquitectura. En este proceso, se deben identificar claramente los límites de los servicios y definir las APIs de comunicación.
La recomendación es utilizar principios de diseño basado en dominios (DDD) para estructurar los microservicios en torno a las capacidades del negocio.
Automatización y CI/CD
La implementación de pipelines de CI/CD permite automatizar el despliegue y las pruebas. Esto ayudará a mantener la calidad y la velocidad en la entrega de nuevas funcionalidades.
Además, la automatización de las pruebas unitarias y las pruebas de integración brinda la posibilidad de detectar problemas con rapidez.
Monitoreo y observabilidad
Implementar herramientas de monitoreo y logging para supervisar el rendimiento y la salud de los microservicios, como Prometheus, Grafana y ELK Stack.
En este punto, es importante asegurarse de tener visibilidad completa de las interacciones entre servicios y de los posibles cuellos de botella.
Gestión de la configuración
Utilizar herramientas de gestión de configuración, como Consul, etcd o Spring Cloud Config para centralizar y gestionar la configuración de los microservicios.
Esto permite mantener la configuración separada del código y facilitar las actualizaciones y el mantenimiento.
Seguridad
Implementar medidas de seguridad adecuadas para cada microservicio, controlando que cada servicio tenga la autenticación y autorización adecuadas. Se puede usar HTTPS para la comunicación entre servicios, y considerar el uso de herramientas como OAuth2 para la gestión de tokens.
Capacitación y cultura
Fomentar una cultura de colaboración y proporcionar capacitación continua a los equipos.
La adopción de microservicios requiere un cambio cultural y organizativo. Por eso es importante promover la comunicación entre equipos y la adopción de prácticas ágiles.
Pruebas y validación
Realizar pruebas exhaustivas en cada etapa del desarrollo. Incluye pruebas unitarias, de integración, de contrato y de end-to-end.
Asimismo, utilizar entornos de staging que simulen el entorno de producción para validar los cambios antes de desplegarlos.
Herramientas para adoptar arquitecturas de microservicios
- Docker: Contenedorización de microservicios.
- Kubernetes: Orquestación y gestión de contenedores.
- Prometheus y Grafana: Monitoreo y visualización de métricas.
- ELK Stack: Gestión y análisis de logs.
- Jenkins: Automatización de CI/CD.
Conclusión
Migrar a una arquitectura de microservicios durante un proceso de modernización de aplicaciones, no solo mejora la eficiencia técnica y la operativa, sino que también permite a las empresas ser más ágiles, innovadoras y resilientes.
Esta migración facilita la integración de nuevas tecnologías y prácticas, optimiza el uso de recursos y asegura una mejor alineación con las demandas del negocio y del mercado.
Además, aporta beneficios como la escalabilidad independiente, que permite aumentar o reducir recursos para cada servicio, según la demanda específica.
También mejora la resiliencia. Si un microservicio falla, los demás pueden seguir operando sin afectar la funcionalidad global.
Esta estructura promueve la agilidad en el desarrollo, lo que permite que distintos equipos trabajen en paralelo y aceleren la entrega de nuevas funcionalidades.
Finalmente, optimiza la eficiencia operativa, al permitir un uso más preciso de los recursos y un mantenimiento más sencillo de los componentes del sistema.
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