La arquitectura de microservicios ha transformado la forma en la que las organizaciones crean e implementan aplicaciones de software. En lugar de crear una aplicación donde todos los componentes están estrechamente conectados, los microservicios dividen la aplicación en servicios más pequeños e independientes. Cada servicio gestiona una función empresarial específica y puede desarrollarse, implementarse y escalarse de forma independiente.
Empresas como Netflix, Uber, Amazon, Spotify y Airbnb utilizan microservicios para gestionar millones de usuarios y transacciones cada día.
La arquitectura de microservicios se ha vuelto cada vez más importante a medida que resuelve los desafíos a los que se enfrentan las organizaciones con el diseño tradicional de aplicaciones. Las empresas pueden crear sistemas generales flexibles, recuperarse fácilmente de los fallos y lanzar nuevas características al mercado con mayor rapidez.
Los microservicios han pasado de ser una tendencia emergente a un componente crítico de la estrategia de TI empresarial. Según Gartner, el 74 % de las organizaciones encuestadas actualmente utilizan la arquitectura de microservicios, y otro 23 % tiene previsto hacerlo1.
Aunque los microservicios aportan mayor complejidad, sus beneficios están impulsando una adopción generalizada en diversos sectores. Comprender los pros y los contras de los microservicios es esencial para tomar decisiones de adopción informadas.
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La arquitectura de microservicios representa un cambio fundamental en la forma en la que se diseñan y construyen las aplicaciones, pasando de sistemas estrechamente acoplados a arquitecturas distribuidas. En lugar de construirlo todo como un único sistema interconectado, los desarrolladores dividen la funcionalidad en servicios separados y débilmente acoplados. Cada módulo implementable de forma independiente se centra en una capacidad empresarial específica y funciona con su propio almacenamiento de datos, lógica empresarial e interfaces de comunicación.
El concepto de microservicios se remonta a la década de 2010 y a un alejamiento de la arquitectura orientada a servicios (SOA), un enfoque en el que las aplicaciones se crean a partir de componentes de software reutilizables llamados servicios.
Los microservicios se basan en los principios de SOA. Los servicios son más pequeños y los equipos tienen más autonomía, mientras que el control centralizado se minimiza. Esta arquitectura ganó tracción junto con el auge del cloud computing y el desarrollo nativo de la nube. Grandes empresas tecnológicas como Amazon y Netflix fueron pioneras en este enfoque porque necesitaban más flexibilidad y la capacidad de escalar diferentes partes de sus aplicaciones de forma independiente.
Hoy en día, los microservicios se han popularizado, con un ecosistema robusto de herramientas y plataformas que los hacen accesibles para organizaciones de todos los tamaños. El mercado mundial de la arquitectura de microservicios se valoró en 376 080 millones de dólares en 2023. Se prevé que alcance los 523 200 millones de dólares en 2030, creciendo a una tasa compuesta anual del 4,9 % de 2024 a 20302.
Comprender la diferencia entre microservicios y aplicaciones monolíticas muestra por qué tantas organizaciones están haciendo la transición. En una aplicación monolítica, todo se construye como una unidad con una única base de código. Por ejemplo, una aplicación web empresarial que gestione los pedidos de los clientes, la gestión del inventario y la facturación tendría todas estas funciones estrechamente integradas. Cambiar una parte requiere entender cómo afecta a todas las demás.
Aunque esta simplicidad facilita el desarrollo inicial del software, genera problemas a medida que las aplicaciones crecen. Cualquier cambio requiere reconstruir y volver a implementar toda la aplicación. Si se necesita más capacidad en una arquitectura monolítica, hay que escalar toda la aplicación, incluso las partes que no requieren una mayor capacidad de rendimiento.
Los microservicios resuelven estos problemas dividiendo la aplicación en servicios separados que se comunican entre sí a través de interfaces de programación de aplicaciones (API). Cada servicio tiene su propio código base y base de datos y puede implementarse de forma independiente.
Tomemos como ejemplo la plataforma musical Spotify, que cuenta con cientos de millones de usuarios en todo el mundo. Cuando la demanda de música en streaming aumenta durante el lanzamiento de un álbum importante, Spotify amplía sus servicios de entrega de audio y listas de reproducción sin afectar a la autenticación de los usuarios ni al procesamiento de pagos. Este enfoque permite que diferentes equipos trabajen en servicios individuales al mismo tiempo sin conflictos.
La arquitectura de microservicios introduce una mayor complejidad en la gestión de sistemas distribuidos. Muchas organizaciones adoptan un enfoque híbrido, combinando microservicios con sistemas monolíticos, funciones sin servidor y otros patrones arquitectónicos, basados en lo que funciona mejor para casos de uso específicos.
Los microservicios funcionan mediante una combinación de patrones arquitectónicos, métodos de comunicación y tecnologías de apoyo. Cada microservicio se ejecuta como un proceso propio y presenta sus características a través REST API, colas de mensajes o flujos de eventos. Los servicios se comunican a través de la red para compartir datos y desencadenar acciones.
Por ejemplo, cuando un cliente pide comida a través de Uber Eats, varios servicios trabajan juntos en secuencia. El sistema verifica la disponibilidad del restaurante, procesa el pago, asigna un controlador de entrega y envía actualizaciones al cliente. Una pasarela API suele gestionar esta comunicación, actuando como un único punto de entrada que enruta las solicitudes a los microservicios adecuados.
La tecnología de contenerización, como Docker, se ha vuelto esencial para los microservicios. Los contenedores empaquetan cada microservicio con todo lo que necesita para ejecutarse, creando una unidad estandarizada que funciona de la misma manera en diferentes entornos.
Kubernetes y plataformas en la nube similares van más allá al automatizar la implementación, el escalado y la gestión de estos contenedores. Se encargan de la detección de servicios, el equilibrio de carga, la monitorización del estado y la recuperación automática cuando las cosas fallan.
Los principales proveedores de servicios en la nube, como Microsoft Azure, IBM® Cloud y Google Cloud Platform, ofrecen herramientas integrales y servicios gestionados para implementar y orquestar microservicios.
Más allá de los contenedores, los microservicios se basan en otras tecnologías, como las mallas de servicios para gestionar la comunicación entre servicios, el rastreo distribuido para monitorizar las solicitudes y las herramientas de gestión de API para controlar el acceso. Los sistemas de gestión de la configuración permiten a los servicios recuperar los ajustes de forma dinámica y las plataformas de registro distribuido extraen los registros de todos los servicios en un único lugar.
Los beneficios de la Integración de la arquitectura de microservicios son muy amplios. Las ventajas clave incluyen las más notables:
Las organizaciones escalan exactamente lo que necesitan con microservicios. Por ejemplo, durante las temporadas altas, la empresa de alojamiento para viajes Airbnb amplía los servicios de búsqueda y reserva, manteniendo otros servicios como los sistemas de mensajería y reseñas de anfitriones a su capacidad normal.
Los diferentes servicios utilizan distintas estrategias de escalado en función de sus requisitos. Este enfoque modular reduce los costes de infraestructura y mejora la eficiencia de los recursos en comparación con el escalado de aplicaciones monolíticas completas.
Equipos pequeños y autónomos se hacen cargo de servicios específicos de principio a fin. Cada equipo elige las mejores tecnologías para su servicio y avanza a su propio ritmo sin esperar la coordinación de toda la organización o los ciclos de redistribución.
Las empresas pueden probar ideas rápidamente, iterar rápidamente y responder a los cambios del mercado con mayor rapidez mediante la creación de características como nuevos servicios que se conectan a los existentes.
Si un motor de recomendaciones falla, los usuarios aún pueden buscar productos, agregar artículos a su carrito y pagar. Los interruptores automáticos y patrones similares permiten a los servicios gestionar fallos de forma fluida cuando las dependencias no responden.
Esta resiliencia es crucial para las empresas donde los costes de tiempo de inactividad alcanzan miles de dólares por minuto. La aplicación completa rara vez se cae, incluso cuando fallan los componentes individuales, porque los fallos permanecen aislados.
Las organizaciones ahorran dinero gracias a una gestión eficaz de los recursos, escalando solo los servicios que requieren mayor capacidad en lugar de aplicaciones enteras. Los equipos de desarrollo pueden optimizar costes seleccionando la pila de tecnología más adecuada para los requisitos específicos de cada servicio, evitando el gasto de sobreingeniería o de aplicar soluciones de nivel empresarial de forma uniforme. El modelo de pago por uso de los microservicios basados en la nube alinea los costes directamente con el uso real.
Una encuesta de IBM, Microservices in the Enterprise, 2021, reveló que el 87 % de más de 1200 ejecutivos de TI, ejecutivos de desarrolladores y desarrolladores coincidieron en que la adopción de microservicios merece la pena el gasto y el esfuerzo.
Los equipos de DevOps pueden introducir nuevos componentes sin problemas y sin causar tiempo de inactividad, gracias al funcionamiento independiente de cada servicio.
Las pruebas automatizadas, los pipelines de implementación y la infraestructura como código (IaC) funcionan bien con los microservicios, creando una cultura de lanzamientos rápidos y fiables.
Cada microservicio puede utilizar diferentes tecnologías, incluidos los lenguajes de programación (por ejemplo, Java, Python), los marcos y las bases de datos más adecuados para su función específica. Los equipos no están atados a una sola pila tecnológica para toda la aplicación.
Las organizaciones pueden adoptar nuevas tecnologías de forma gradual, experimentar con herramientas emergentes y aprovechar las soluciones especializadas allí donde aporten más valor.
Si bien ofrecen beneficios sustanciales, los microservicios tienen algunas desventajas que las organizaciones deben abordar:
Probar una aplicación basada en microservicios requiere un enfoque diferente en comparación con las aplicaciones monolíticas. Es necesario verificar todas las dependencias, el almacenamiento en caché y el acceso a datos para un rendimiento adecuado. Los entornos de prueba implican la ejecución simultánea de varios servicios con la configuración y los datos adecuados.
A medida que crecen los servicios, se amplían los escenarios de prueba. Mantener la coherencia y la integridad de los datos de las pruebas en todos los servicios requiere una planificación estratégica.
La comunicación de red entre microservicios crea requisitos de seguridad mejorados. Las pasarelas API necesitan una autenticación y un cifrado adecuados.
La gestión de credenciales y tokens de acceso en varios microservicios requiere una coordinación minuciosa y los equipos de seguridad necesitan herramientas de visibilidad sólidas para monitorizar la actividad en toda la arquitectura distribuida.
Las consideraciones de diseño se vuelven esenciales a la hora de coordinar la comunicación entre servicios. Las llamadas entre servicios añaden latencia de red en comparación con las llamadas en función en proceso y estos retrasos se acumulan a medida que las solicitudes pasan por varios servicios.
Las características de resiliencia de la red, como la lógica de reintentos, los tiempos de espera y la gestión de fallos, se convierten en una práctica habitual. La gestión de las versiones de las API también requiere una planificación cuidadosa, ya que los servicios evolucionan de forma independiente.
Cada microservicio que gestiona su propia base de datos crea retos de gestión de datos. Mantener la consistencia cuando las transacciones abarcan múltiples bases de datos requiere patrones específicos y la elaboración de informes requiere enfoques diferentes cuando los datos están distribuidos en lugar de centralizados.
La arquitectura de microservicios requiere una planificación deliberada y una ejecución cuidadosa. Las buenas prácticas incluyen estas estrategias clave:
Los límites de los servicios deben alinearse con las capacidades empresariales más que con las funciones técnicas. Cada servicio necesita una propiedad clara y una responsabilidad centrada.
Este enfoque evita que los servicios se vuelvan demasiado granulares o se dispersen en componentes difíciles de manejar que anulan el propósito de los microservicios.
El rastreo distribuido, la información de registro centralizada y la recopilación de métricas en todos los servicios son esenciales. Cuando surgen problemas, la depuración en varios servicios se vuelve casi imposible sin esta visibilidad.
Las pasarelas API ayudan a consolidar características comunes como autenticación, limitación de velocidad y enrutamiento en un solo lugar, en lugar de duplicar esta lógica entre servicios.
Incorpore interruptores automáticos, lógica de reintento y estrategias de respaldo en el diseño del servicio. Estos y otros patrones de diseño de microservicios ofrecen enfoques fiables para los desafíos comunes.
Los pipelines de implementación automatizados permiten a los equipos enviar los servicios de forma independiente y, al mismo tiempo, mantener la estabilidad del sistema. Cuando no se necesitan respuestas inmediatas, la comunicación a través de colas de mensajes o flujos de eventos mantiene los servicios conectados de forma flexible en lugar de depender estrechamente unos de otros.
La automatización de la infraestructura se vuelve esencial a medida que aumenta el número de servicios. Implemente la orquestación de contenedores, la automatización de la implementación y la gestión de la configuración de forma temprana para evitar cuellos de botella operativos.
Aproveche la potencia de la IA y la automatización para resolver problemas de manera proactiva en toda la pila de aplicaciones.
Utilice el software y las herramientas de DevOps para crear, implementar y gestionar aplicaciones nativas de la nube en varios dispositivos y entornos.
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1. Microservices architecture: Have engineering organizations found duccess?. Gartner. 2023.
2. Microservices architecture market size, share and trends analysis report. Grand view research. 2024.