¿Qué es una cola de mensajes?

Las colas de mensajes almacenan "mensajes" o paquetes de datos que las aplicaciones crean para que otras aplicaciones los utilicen en el orden en que se transmiten hasta que la aplicación consumidora pueda procesarlos. Esto permite que los mensajes esperen de forma segura hasta que la aplicación receptora esté lista, de modo que si hay algún problema con la red o la aplicación receptora, los mensajes de la cola de mensajes no se pierden.

Este modelo, conocido como mensajería asíncrona, evita la pérdida de datos y permite que los sistemas sigan funcionando si fallan los procesos o las conexiones. Esto permite a los desarrolladores separar los procesos y las aplicaciones, manteniendo sus comunicaciones autocontenidas y basadas en eventos para que la arquitectura sea más fiable.

Las colas de mensajes están disponibles en soluciones de mensajería a través de numerosas opciones de implementación, incluyendo dispositivos físicos optimizados, servicios cloud, mainframes y como software.

Las soluciones de colas de mensajes se utilizan ampliamente en todos los sectores. Ofrecen una serie de beneficios tanto para desarrolladores como para administradores de sistemas, incluidos los siguientes:

• Entrega de mensajes confiable: el uso de una cola de mensajes puede garantizar que los mensajes críticos para la empresa entre aplicaciones no se pierdan y que solo se entreguen al destinatario una vez. Con esta característica implementada, no es necesaria una lógica adicional de deduplicación o prevención de pérdidas.
  
  
• Conectividad entre aplicaciones: algunas soluciones de cola de mensajes pueden gestionar el cifrado de los mensajes, la transaccionalidad y otros aspectos de la comunicación entre las aplicaciones y los servicios. Esto simplifica el desarrollo de aplicaciones y permite que arquitecturas dispares funcionen juntas.
  
  
• Versatilidad: las soluciones de colas de mensajes pueden admitir varios lenguajes, como Java, Node.js, COBOL, C/C++, Go, .NET, Python, Ruby y C#. También pueden admitir numerosas interfaces de programación de aplicaciones (API) y protocolos, incluidos MQTT, AMQP, REST y muchos otros.
  
  
• Resiliencia: la mensajería asíncrona garantiza que los fallos específicos de la aplicación no afecten al sistema. Si un componente del sistema se detiene, todos los demás pueden seguir interactuando con la cola y procesando mensajes. Esto disminuye la posibilidad de que la estabilidad de todo el sistema se vea afectada por el fallo de una parte.
  
  
• Seguridad mejorada: una cola de mensajes puede identificar y autenticar todos los mensajes. En algunas soluciones de cola de mensajes, se pueden configurar para cifrar mensajes en reposo, en tránsito o de extremo a extremo. Esto puede contribuir a la seguridad general de las aplicaciones y la infraestructura.
  
  
• Transferencias de archivos integradas: algunas soluciones de cola de mensajes incluyen características adicionales, como la capacidad de transferir archivos. Esto puede utilizarse como alternativa al FTP en las empresas en las que se utilizan estas soluciones.

Los entornos informáticos empresariales actuales son complejos y están muy descentralizados. La mensajería facilita la integración de aplicaciones y servicios en diversas plataformas al proporcionar una columna vertebral de mensajería compartida única, robusta y segura. Esto protege contra la pérdida de datos y garantiza que los sistemas sigan funcionando incluso con una conectividad inestable.

Las colas de mensajes son especialmente adecuadas para integrar sistemas backend locales con servicios cloud. En las arquitecturas en nube, las aplicaciones suelen dividirse en componentes pequeños e independientes. Esto facilita su diseño y codificación, así como la gestión de su rendimiento. Las colas de mensajes permiten que estas aplicaciones desacopladas basadas en la nube se comuniquen entre sí o con los sistemas locales.

Las colas de mensajes aumentan la resiliencia de la arquitectura porque los mensajes pueden tener persistencia. Esto significa que se almacenan en el disco hasta que el servicio que recibe el mensaje confirma su procesamiento. Las colas de mensajería se pueden utilizar en escenarios que requieren altos niveles de seguridad, tolerancia a fallos y precisión, como el procesamiento de transacciones financieras, la reserva de viajes aéreos o la actualización de registros sanitarios de pacientes.

Las colas de mensajes también se pueden utilizar para permitir que las aplicaciones y los sistemas que residen en diferentes nubes (ya sea una nube pública o una nube privada) se comuniquen, incluso si están ubicados en diferentes países o incluso en continentes remotos. El uso de una cola de mensajes aumenta la tolerancia a fallos y puede utilizarse para evitar que los datos se dupliquen o se pierdan en sistemas geográfica y técnicamente dispares. Como cada servicio del sistema está desacoplado o separado lógicamente de los demás, puede seguir funcionando si otros servicios o aplicaciones fallan o se bloquean.

Las colas de mensajes funcionan en aplicaciones dispares, como los registros de sistemas de transacciones móviles, de IoT y tradicionales. También son compatibles con varias plataformas, como máquinas virtuales y contenedores, y pueden permitir la integración entre aplicaciones heredadas y las soluciones más recientes de la actualidad.

Las colas de mensajes utilizan un patrón de mensajería punto a punto, en el que una aplicación (llamada remitente) envía un mensaje a la cola y otra aplicación (llamada receptor) obtiene el mensaje de la cola y lo utiliza. Debe existir una estrecha relación individual entre el emisor y el consumidor, y cada mensaje debe consumirse una sola vez.

Si las aplicaciones requieren que los mensajes se distribuyan a varias partes, se pueden combinar varias colas de mensajes o se puede usar un modelo de mensajería de publicación/suscripción (pub/sub).

En la mensajería pub/sub, la aplicación que produce el mensaje se denomina editor y las aplicaciones que lo utilizan son los suscriptores. Cada mensaje se publica en un tema y cada aplicación que se suscribe a ese tema obtiene una copia de todos los mensajes que se publican en él.

La mayoría de las soluciones de middleware de mensajería admiten tanto la cola de mensajes (punto a punto) como los modelos de mensajería de publicación/suscripción.

Un bus de mensajes, que es un tipo de bus de servicios empresariales o ESB, permite a los servicios tener acceso ubicuo a los datos mientras garantiza que permanezcan desacoplados y funcionales de forma independiente dentro de una arquitectura de sistema distribuido. Cuando se utiliza un bus de mensajes, todos los servicios o aplicaciones deben compartir tipos de datos comunes, un conjunto de comandos común y protocolos de comunicación comunes (aunque puedan estar escritos en lenguajes diferentes). Los consumidores pueden determinar cómo utilizan los mensajes.

Para que las aplicaciones desacopladas se comuniquen a través de un bus de mensajes, los mensajes deben transformarse para que todos sean del mismo tipo. Por el contrario, las colas de mensajes transportan mensajes, ya sean del mismo tipo o de tipos diferentes.

Las aplicaciones pueden comunicarse directamente a través de servicios web o API según protocolos estándar, como el Protocolo simple de acceso a objetos (SOAP) o HTTP, en lugar de mediante un middleware de mensajería. Los servicios web se utilizan ampliamente en sistemas distribuidos, que son relativamente sencillos y fáciles de implantar, lo que los convierte en una alternativa viable a las colas de mensajes en determinados casos de uso y escenarios.

Sin embargo, a diferencia de las colas de mensajes, los servicios web no pueden garantizar la entrega de mensajes. Si el servidor o la conexión fallan, deberá crear la capacidad de gestionar el error dentro del cliente. Los servicios web también carecen de modelos de distribución pub/sub. El middleware de mensajería ofrece una mayor tolerancia a fallos y una mejor capacidad para gestionar tráfico intenso o ráfagas de actividad.

Para obtener más información sobre cuándo utilizar las API, cuándo utilizar la mensajería o cuándo utilizar ambas, consulte "An introduction to APIs and messaging".

Las bases de datos se pueden utilizar como alternativa a las colas de mensajes en determinadas situaciones. Sin embargo, sirven para fines distintos y no son fácilmente intercambiables la mayoría de las veces. Las bases de datos se utilizan sobre todo para almacenar información, y permiten acceder a la misma información una y otra vez. Las colas de mensajes no se pueden utilizar con fines de almacenamiento. Una vez consumido un mensaje, se elimina de la cola.

Es posible diseñar una funcionalidad similar a una cola de mensajes en una base de datos, pero requiere un gran esfuerzo y conocimiento de codificación. Las bases de datos solo se pueden usar para replicar estructuras de cola simples y no son escalables para aplicaciones más grandes.

Consulte "A Brief Overview of the Database Landscape" para obtener más información sobre las bases de datos y sus capacidades.

Tradicionalmente, las colas de mensajes son administradas por equipos especializados de TI. Pero la entrega "como servicio", utilizando una cola de mensajes alojada en la nube, puede permitir a los usuarios individuales o de línea de negocio (LOB) solicitar cambios en la infraestructura de mensajería por su cuenta, a través de un portal, lo que puede aumentar la agilidad.

La cola de mensajes como servicio funciona naturalmente bien dentro de las arquitecturas sin servidor o de microservicios comunes en el desarrollo nativo de la nube. Como se ofrece en un modelo de servicio alojado en la nube, el proveedor de servicios en la nube se encarga de todo el aprovisionamiento, la instalación y el mantenimiento de su infraestructura de mensajería, y esta se aloja en la nube.

Estos tutoriales le ayudarán si es nuevo en el desarrollo de aplicaciones que se comunican a través de IBM MQ:

• MQ Essentials: Primeros pasos con IBM MQ
• ¡Preparado, listo, conéctese! Conecte una aplicación MQ simple a un gestor de colas

Estos recursos adicionales le proporcionarán una visión más completa:

• IBM MQ Developer Essentials Course
• Hoja de referencia de MQ para desarrolladores
• Buenas prácticas de MQ para hacer su vida más fácil