Debe pensar sabiamente antes de tomar decisiones sobre la migración de una aplicación monolítica a un equivalente de microservicios. Pasar por alto el momento adecuado para dar el paso de migración puede dejarlo muy atrás de la competencia.
En los últimos años, el cambio de la arquitectura monolítica a la de microservicios se ha convertido en una tendencia popular en el desarrollo de software. A medida que las organizaciones buscan mejorar la escalabilidad y la flexibilidad de sus aplicaciones, el paso de una arquitectura monolítica a una de microservicios se ha convertido en una opción cada vez más popular. Pero, ¿qué es exactamente esta transición y por qué podría ser la opción correcta para su organización?
Este artículo explora las diferencias entre arquitecturas monolíticas, de N niveles y de microservicios. También analiza cuándo y cómo migrar a una arquitectura de microservicios.
¡Vamos a sumergirnos! 😀
Tabla de contenido
¿Qué es la Arquitectura Monolítica?
La arquitectura monolítica es un patrón de diseño de software en el que una aplicación completa se crea como una unidad única e independiente. En una arquitectura monolítica, todos los componentes de la aplicación, incluida la interfaz de usuario, la lógica empresarial y el almacenamiento de datos, se combinan en un único código base.
Ventajas 👍
- Simplicidad: una arquitectura monolítica es fácil de entender y trabajar con ella.
- Fácil implementación: una aplicación monolítica es una sola unidad, lo que facilita su implementación.
- Rendimiento mejorado: la comunicación entre componentes en una aplicación monolítica es más rápida, lo que lleva a un rendimiento mejorado.
- Ahorro de costos: una arquitectura monolítica puede ser menos costosa de desarrollar que otras arquitecturas.
- Familiaridad: muchos desarrolladores están familiarizados con las arquitecturas monolíticas y pueden preferir este enfoque.
Contras 👎
- Problemas de flexibilidad: cambiar un componente puede afectar a todo el sistema en una arquitectura monolítica.
- Dificultades de escalado: escalar una aplicación monolítica requiere escalar todo el sistema.
- Mayores costos de mantenimiento: mantener una arquitectura monolítica puede ser costoso y llevar mucho tiempo a medida que la aplicación crece y se vuelve más compleja.
- Reutilización de código limitada: puede que no sea fácil reutilizar el código en diferentes partes de la aplicación en una arquitectura monolítica.
¿Qué es la arquitectura multinivel?
En la arquitectura de varios niveles, dividimos un sistema en varias capas o niveles. Estas capas trabajan juntas para realizar una función específica. Primero, cada capa es responsable de un aspecto particular del sistema. Luego, se comunican entre sí para realizar una tarea.
En general, esta arquitectura funciona para separar las preocupaciones y utiliza capas para cada tarea específica. Por ejemplo, la siguiente imagen muestra una arquitectura de 3 niveles para una aplicación MVC típica. La capa del modelo maneja las fuentes de datos y la Vista sirve como la capa de presentación. El controlador actúa como un controlador entre el modelo y las capas de vista.
Una arquitectura MVC típica de 3 niveles
Ventajas 👍
- Seguridad mejorada: los diferentes niveles de aplicación dificultan que los atacantes accedan a datos o funciones confidenciales.
- Mejor escalabilidad: los niveles se pueden escalar de forma independiente, lo que facilita el manejo de los aumentos en el uso o la carga en el sistema.
- Mantenibilidad mejorada: la separación de preocupaciones en una arquitectura de múltiples niveles simplifica el mantenimiento y las actualizaciones de diferentes partes de la aplicación.
- Flexibilidad mejorada: la arquitectura modular permite una mayor flexibilidad para agregar o cambiar funcionalidades. Además, las integraciones con otros sistemas también son más sencillas.
- Reutilización de código mejorada: el diseño en capas admite la modularidad. Puede utilizar la misma capa de lógica empresarial con diferentes capas de presentación.
Contras 👎
- Mayor complejidad: el uso de varios niveles puede agregar complejidad al sistema, lo que dificulta su comprensión y mantenimiento.
- Mayor tiempo de desarrollo: crear una arquitectura de varios niveles puede llevar más tiempo que una arquitectura de un solo nivel debido a las capas adicionales y la comunicación entre ellas.
- Mayores esfuerzos de implementación y configuración: la implementación y configuración de un sistema de varios niveles puede llevar más tiempo y ser más compleja que un sistema de un solo nivel.
- Mayores requisitos de hardware e infraestructura: una arquitectura de varios niveles puede requerir más recursos de hardware e infraestructura para funcionar correctamente.
- Mayores esfuerzos de prueba: probar un sistema de varios niveles puede ser más complejo y llevar más tiempo debido a las capas adicionales y la comunicación entre ellas.
¿Qué es la Arquitectura de Microservicios?
La arquitectura de microservicios divide una aplicación en pequeños servicios independientes que se comunican a través de API.
microservicios
Este enfoque permite una mayor flexibilidad y escalabilidad, ya que cada servicio se puede desarrollar e implementar de forma independiente. Además, la ampliación o reducción según la demanda se vuelve más fácil. Por lo tanto, la arquitectura de microservicios es particularmente adecuada para entornos basados en la nube, donde los recursos se pueden asignar y desasignar rápidamente según sea necesario.
Ventajas 👍
- Escalabilidad: los microservicios se pueden escalar de forma independiente, lo que le permite escalar partes específicas de su aplicación según sea necesario.
- Resiliencia: si un microservicio falla, los otros servicios pueden seguir funcionando. Esto mejora la resiliencia general de la aplicación.
- Modularidad: puede desarrollar, probar e implementar cada microservicio de forma independiente. Por lo tanto, modificar o actualizar los servicios individuales se vuelve más manejable.
- Flexibilidad: con los microservicios, tiene la flexibilidad de elegir diferentes tecnologías para diferentes servicios. De esta manera, le permite utilizar las mejores herramientas para cada trabajo.
- Facilidad de implementación: puede implementar microservicios de forma independiente, lo que facilita la implementación de nuevas versiones de la aplicación.
Contras 👎
- Mayor complejidad: la gestión de varios servicios independientes puede ser más compleja.
- Mayores requisitos de recursos: la ejecución de muchos servicios puede requerir más recursos e infraestructura.
- Mayor sobrecarga de comunicación: la comunicación entre los servicios requiere API.
- Mayor complejidad de prueba e implementación: probar e implementar muchos servicios puede ser complejo.
Monolítico frente a varios niveles frente a microservicios
La siguiente tabla resume todas las principales diferencias: –
Comparison MetricMonolithic ArchitectureMulti-tier ArchitectureMicroservices ArchitectureComplexitySimplestMore ComplexMost ComplexNetwork TrafficMinimalMinimal (as long as tiers are on the same network)MaximumDevelopment TimeLesserMore than monolithicMore than multi-tierReuse of CodeLesserMaximumMinimumDependency on DevOpsNoNoHighDifficulty in Global Testing & DebuggingNoNoYesEase Level in ScalabilityLowMediumHighDeployment TimeLessHighLessEase level in maintenance and updatingLowMediumHighTime to MarketSlowerSlowerFasterFault tolerance levelLowLowHighModularity levelLowMediumHighIndependencia de implementación levelLowLowHighComparación de arquitecturas monolíticas, multinivel y de microservicios
De monolíticos a microservicios: cuál es el momento adecuado para realizar una transición
No existe una respuesta única para esta pregunta, ya que la decisión de migrar de una arquitectura monolítica a una de microservicios dependerá de las necesidades y los objetivos específicos de su aplicación. Aquí hay algunos factores a considerar al decidir si hacer la transición:
- Tamaño y complejidad de la aplicación: una arquitectura de microservicios puede facilitar el desarrollo y el mantenimiento si su aplicación es grande y compleja, con muchos componentes interconectados. Sin embargo, una arquitectura monolítica puede ser suficiente si su aplicación es relativamente pequeña y simple.
- Nivel de escalabilidad requerido: si su aplicación necesita escalar rápida y fácilmente para satisfacer las demandas cambiantes, una arquitectura de microservicios puede ser una mejor opción. Como los microservicios pueden escalar de forma independiente, puede escalar partes específicas de su aplicación según sus necesidades.
- Nivel de flexibilidad requerido: si necesita poder modificar o actualizar componentes individuales de su aplicación sin afectar la aplicación completa, una arquitectura de microservicios puede ser una mejor opción. Esto se debe a que cada microservicio se puede desarrollar, probar e implementar de forma independiente.
- Recursos disponibles para desarrollo y mantenimiento: si tiene un gran equipo con las habilidades y los recursos para desarrollar y mantener una arquitectura de microservicios, puede ser una buena opción para su aplicación. Sin embargo, una arquitectura monolítica puede ser más manejable si su equipo es pequeño o carece de las habilidades necesarias.
De monolítico a microservicios: los viajes exitosos
En última instancia, la decisión de pasar de una arquitectura monolítica a una de microservicios dependerá de las necesidades y los objetivos específicos de su aplicación. Es fundamental evaluar cuidadosamente los pros y los contras de cada estilo arquitectónico y elegir el que mejor se adapte a las necesidades de su aplicación.
Puede esperar estudios de casos prácticos para evaluar cómo las grandes empresas toman decisiones de migración. Analicemos los casos de estudio de Amazon y Netflix para saber cómo identificaron el momento adecuado para la migración.
Estudio de caso de Amazonas
Amazon es un conocido gigante minorista que originalmente utilizó una arquitectura monolítica para su sitio web. Sin embargo, a medida que crecía la base de código y aumentaba la cantidad de desarrolladores que trabajaban en la plataforma, se hizo cada vez más difícil desenredar las dependencias y realizar cambios o actualizaciones en la plataforma. Esto provocó retrasos en el desarrollo y desafíos de codificación y también dificultó que la empresa escalara la plataforma para satisfacer las necesidades de su base de clientes en rápido crecimiento.
Para hacer frente a estos desafíos, Amazon dividió sus aplicaciones monolíticas en aplicaciones específicas de servicio más pequeñas, que se ejecutan de forma independiente. Esto implicó analizar el código fuente y extraer unidades de código que tenían un solo propósito funcional, envolverlas en una interfaz de servicio web y asignar la propiedad de cada servicio a un equipo de desarrolladores.
Fuente: gráfico de dependencia del servicio de Amazon en tiempo real
El enfoque de microservicios permitió a Amazon realizar cambios y actualizaciones en su plataforma fácilmente. Además, permitió el escalado bajo demanda de componentes específicos. A pesar de los desafíos que implica la transición, los beneficios de la arquitectura de microservicios han sido significativos. La plataforma de comercio electrónico de Amazon ahora maneja más de 2500 millones de búsquedas de productos al día e incluye millones de productos de cientos de miles de vendedores.
estudio de caso netflix
Netflix es una empresa muy popular y conocida hoy en día. Está disponible en 190 países y tiene más de 223 millones de usuarios pagos a partir de 2022.
En 2008, Netflix enfrentó una gran corrupción en la base de datos y el problema persistió durante 3 largos días. Este fue el punto en el que la empresa se dio cuenta de los problemas de fallas de un solo punto del diseño monolítico. Entonces, Netflix migró gradualmente de una arquitectura monolítica a una de microservicios en la nube utilizando los servicios web de Amazon.
Netflix tardó años en migrar sus aplicaciones orientadas al cliente y no orientadas al cliente. Sin embargo, los beneficios son enormes. Las horas de visualización mensuales de la empresa aumentaron 1000 veces considerablemente entre 2008 y 2015, lo que resultó en altos ingresos y ganancias.
Cómo migrar su aplicación de arquitectura monolítica a microservicios manualmente
Hay varios pasos que puede seguir para la migración (manual) de su aplicación de una arquitectura monolítica a una de microservicios:
En general, migrar de una arquitectura monolítica a una de microservicios puede ser complejo y llevar mucho tiempo. Es esencial planificar y ejecutar cuidadosamente la migración para garantizar el éxito.
Herramientas útiles para la migración monolítica a microservicios
Hay varias herramientas que pueden ayudar con el proceso de descomposición de una aplicación monolítica en microservicios. Por ejemplo, Mono2Micro, Decomposition Tool y Decomposer de IBM son las herramientas más populares que ayudan en el proceso de descomposición.
Estas herramientas proporcionan un conjunto de mecanismos automatizados o semiautomáticos para identificar microservicios y refactorizar el código. Además, ayudan a configurar y administrar la infraestructura necesaria para alojar los microservicios.
Descomposición automática para la migración de monolíticos a microservicios: una tendencia futurista
El último auge de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático ha revolucionado los enfoques tradicionales para realizar nuestras tareas. ¿No sería maravilloso si las máquinas pudieran realizar las complejas tareas monolíticas de descomposición de microservicios?
Aunque puede parecer fácil emplear IA para ayudar a descomponer una aplicación monolítica en microservicios. Aún así, es un camino lleno de desafíos. Es por eso que usted encuentra sólo unos pocos estudios completos sobre esta tarea.
Abdalá et. Alabama. propuso un enfoque de aprendizaje no supervisado para la descomposición automática de aplicaciones web en microservicios. El siguiente diagrama conceptual muestra el funcionamiento general del proceso de autodescomposición.
Fuente: Abdullah, M., Iqbal, W. y Erradi, A. (2019). Enfoque de aprendizaje no supervisado para la descomposición automática de aplicaciones web en microservicios. Revista de Sistemas y Software, 151, 243-257.
El proceso de autodescomposición sigue tres sencillos pasos.
Paso 01: acceder a los registros de acceso URI
Cada página web en un sitio web tiene un identificador uniforme de recursos (URI) único. Afortunadamente, los servidores web que alojan dichas aplicaciones mantienen registros de acceso (p. ej., tiempo de respuesta y tamaño del documento) a estos URI. El primer paso es recopilar estos registros de acceso.
Paso 02: aplicar el algoritmo de aprendizaje automático en clústeres
Un algoritmo de agrupación en clústeres es un método de aprendizaje automático no supervisado que, dado un conjunto de puntos de datos, crea K clústeres con puntos de datos de naturaleza similar. Este algoritmo de agrupamiento, cuando se alimenta con los datos de registros de acceso históricos, crea grupos de URI que tienen un tiempo de acceso y un tamaño de documento de respuesta similares.
Paso 03: Implementación de clústeres a microservicios
Puede crear un microservicio para cada grupo de URI. Luego, puede implementar estos microservicios en cualquier infraestructura en la nube.
Nota: esta técnica de descomposición automática es específica de las aplicaciones web monolíticas y solo se presenta para darle una idea de las últimas tendencias de la época.
Mejores prácticas para migrar de una arquitectura monolítica a una de microservicios
Estas son algunas de las mejores prácticas a seguir al migrar de una arquitectura monolítica a una de microservicios:
- Comience poco a poco: a menudo es mejor comenzar migrando una parte pequeña e independiente de la aplicación a una arquitectura de microservicios. Esto le permite aprender del proceso y hacer los ajustes necesarios antes de abordar las partes más grandes de la aplicación.
- Identifique los microservicios correctos: identifique cuidadosamente las capacidades comerciales de su aplicación. También requiere determinar si estas capacidades se pueden implementar como microservicios independientes.
- Diseñe interfaces claras: asegúrese de que las interfaces entre los microservicios estén bien definidas y sean fáciles de usar. Esto facilitará el desarrollo y mantenimiento de los microservicios.
- Use contenedores: los contenedores pueden facilitar la implementación y la administración de microservicios, lo que le permite empaquetar el microservicio y sus dependencias en una sola unidad independiente.
- Use una infraestructura amigable con los microservicios: para admitir una arquitectura de microservicios, necesitará una infraestructura que pueda manejar la mayor complejidad y el tráfico generado por los microservicios. Esto puede implicar el uso de tecnologías como mallas de servicio, puertas de enlace API y rastreo distribuido.
- Pruebe a fondo: pruebe a fondo los microservicios para asegurarse de que funcionan como se espera y que las interfaces entre ellos funcionan correctamente.
- Monitoree y administre los microservicios: es importante monitorear su rendimiento y estado y tomar las medidas adecuadas si surgen problemas. Esto puede implicar el uso de herramientas como el análisis de registros, la supervisión del rendimiento y el seguimiento de errores.
En resumen, la planificación y ejecución cuidadosas son la clave para una migración exitosa. Al seguir estas prácticas recomendadas, puede asegurarse de que la migración se realice sin problemas y cumpla su propósito.
Conclusión
La arquitectura de microservicios es la arquitectura más flexible y escalable para la era moderna de la computación en la nube. Le permite escalar partes específicas de la aplicación según sea necesario y modificar o actualizar servicios individuales sin afectar la aplicación completa. Sin embargo, también puede ser más complejo de desarrollar y mantener.
En última instancia, la elección del estilo de arquitectura dependerá de las necesidades y objetivos específicos de su aplicación. Los factores a considerar incluyen el tamaño y la complejidad de la aplicación, el nivel requerido de escalabilidad y flexibilidad, y los recursos disponibles para desarrollo y mantenimiento.