La arquitectura de microservicios ha transformado la forma en que las organizaciones crean y despliegan aplicaciones de software. En lugar de crear una gran aplicación donde todos los componentes están estrechamente conectados, los microservicios dividen las aplicaciones en servicios más pequeños e independientes. Cada servicio maneja una función empresarial específica y se puede desarrollar, desplegar y escalar de forma independiente.
Empresas como Netflix, Uber, Amazon, Spotify y Airbnb utilizan microservicios para manejar millones de usuarios y transacciones todos los días.
La arquitectura de microservicios se ha vuelto cada vez más importante a medida que resuelve los desafíos que enfrentan las organizaciones con el diseño tradicional de aplicaciones. Las empresas pueden crear sistemas generales flexibles, recuperarse de fallas fácilmente y llevar nuevas características al mercado más rápido.
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 utilizan actualmente la arquitectura de microservicios, y otro 23% planea hacerlo.1
Si bien los microservicios aportan una mayor complejidad, sus beneficios están impulsando una adopción generalizada en todas las industrias. 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 que se diseñan y construyen las aplicaciones, alejándose de sistemas estrechamente acoplados hacia arquitecturas distribuidas. En lugar de construir todo como un sistema interconectado, los desarrolladores dividen la funcionalidad en servicios separados y poco acoplados. Cada módulo desplegable 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 empresariales 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 popularidad junto con el auge de la computación en la nube y el desarrollo nativo de la nube. Las grandes empresas de tecnología 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 generalizado, con un sólido ecosistema de herramientas y plataformas que los hacen accesibles para organizaciones de todos los tamaños. El mercado global de arquitectura de microservicios se valoró en 376.08 mil millones de dólares en 2023. Se proyecta que alcance los 523.20 mil millones de dólares para 2030, creciendo a una CAGR del 4.9% de 2024 a 2030.2
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 un único código base. Por ejemplo, una aplicación web empresarial que maneje pedidos de clientes, gestión de inventario y facturación tendría todas estas funciones estrechamente integradas. Cambiar una parte requiere comprender 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, se debe escalar toda la aplicación, incluso las partes que no requieren 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 propia base de código y base de datos y se puede desplegar de forma independiente.
Tomemos como ejemplo la plataforma de música Spotify, que tiene cientos de millones de usuarios en todo el mundo. Cuando la demanda de transmisión de música aumenta durante el lanzamiento de un álbum importante, Spotify amplía sus servicios de entrega de audio y listas de reproducción sin afectar la autenticación del usuario o el 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 a través de una combinación de patrones arquitectónicos, métodos de comunicación y tecnologías de soporte. Cada microservicio se ejecuta como un proceso propio y presenta sus características a través de REST API, message queues o event streams. 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 conductor de entrega y envía actualizaciones al cliente. Una API gateway suele gestionar esta comunicación, actuando como un único punto de entrada que enruta las solicitudes a los microservicios adecuados.
La tecnología de contenedores, 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 llevan este avance más allá al automatizar el despliegue, el escalado y la gestión de estos contenedores. Se encargan del descubrimiento de servicios, el equilibrio de carga, la supervisión del estado y la recuperación automática cuando se producen fallos.
Los principales proveedores de la nube, como Microsoft Azure, IBM Cloud y Google Cloud Platform, ofrecen herramientas integrales y servicios gestionados para desplegar y orquestar microservicios.
Más allá de los contenedores, los microservicios dependen de otras tecnologías como mallas de servicios para la gestión de la comunicación entre servicios, el seguimiento distribuido para el monitoreo de solicitudes y las herramientas de gestión de API para el control del acceso. Los sistemas de gestión de configuración permiten a los servicios recuperar los ajustes de forma dinámica, y las plataformas de registro distribuidas recopilan los registros de todos los servicios en un solo lugar.
Los beneficios de la integración de la arquitectura de microservicios son de gran alcance. 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 plataformas de alojamiento de viajes Airbnb amplía los servicios de búsqueda y reserva, al tiempo que mantiene otros servicios, como la mensajería del anfitrión y los sistemas de revisión a capacidad normal.
Los diferentes servicios utilizan distintas estrategias de escalado en función de sus requisitos. Este enfoque modular reduce los costos de infraestructura y mejora la eficiencia de los recursos en comparación con el escalado de aplicaciones monolíticas completas.
Los equipos pequeños y autónomos poseen servicios específicos de extremo a extremo. 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, iterar y responder a los cambios del mercado más rápido mediante la creación de características como los nuevos servicios que se conectan a los existentes.
Si un motor de recomendaciones falla, los usuarios pueden seguir navegando por los productos, añadir artículos a su carrito y realizar el pago. 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 en las que los costos por tiempo de inactividad alcanzan miles de dólares por minuto. La aplicación en su totalidad rara vez se desactiva, incluso cuando los componentes individuales fallan, debido a que las fallas permanecen aisladas.
Las organizaciones ahorran dinero gracias a una gestión eficiente de los recursos, ampliando solo los servicios que requieren mayor capacidad en lugar de aplicaciones completas. Los equipos de desarrollo pueden optimizar los costos seleccionando la pila de tecnología más adecuada para los requisitos específicos de cada servicio, evitando el gasto de un exceso de ingeniería o aplicando soluciones de nivel empresarial de manera uniforme. El modelo de pago por uso de los microservicios basados en la nube alinea los costos directamente con el uso real.
Una encuesta de IBM, Microservicios en la empresa, 2021, encontró que el 87% de más de 1200 ejecutivos de TI, ejecutivos de desarrolladores y desarrolladores estuvieron de acuerdo en que la adopción de microservicios vale la pena el gasto y el esfuerzo.
Los equipos de DevOps pueden introducir nuevos componentes sin problemas sin causar inactividades, gracias a la operación independiente de cada servicio.
Las pruebas automatizadas, los pipelines de despliegue y la infraestructura como código (IaC) funcionan bien con los microservicios, creando una cultura de lanzamientos rápidos y confiables.
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 incremental, experimentar con herramientas emergentes y aprovechar soluciones especializadas donde proporcionen el mayor valor.
Si bien ofrecen beneficios sustanciales, existen algunos inconvenientes de los microservicios que las organizaciones deben abordar en su dirección:
La prueba de una aplicación basada en microservicios requiere un enfoque diferente en comparación con las aplicaciones monolíticas. Todas las dependencias, el almacenamiento en caché y el acceso a datos deben verificarse para garantizar un rendimiento adecuado. Los entornos de prueba implican múltiples servicios que se ejecutan simultáneamente con la configuración y los datos adecuados.
A medida que crecen los servicios, se amplían los escenarios de prueba. Mantener la coherencia de los datos de prueba y la integridad de los datos en todos los servicios requiere una planificación estratégica.
La comunicación de red entre microservicios crea requisitos de seguridad mejorados. Las API Gateway necesitan autenticación y cifrado adecuados.
La gestión de credenciales y tokens de acceso en múltiples microservicios requiere una coordinación cuidadosa y los equipos de seguridad necesitan herramientas de visibilidad sólidas para monitorear la actividad en toda la arquitectura distribuida.
Las consideraciones de diseño se vuelven esenciales al coordinar la comunicación entre servicios. Las llamadas entre servicios agregan latencia de red en comparación con las llamadas de función en proceso y estos retrasos se acumulan a medida que las solicitudes fluyen a través de múltiples servicios.
Las características de resiliencia de la red, como la lógica de reintentar, los tiempos de espera y el manejo de fallas, se convierten en práctica estándar. La gestión de versiones de API también requiere una planificación cuidadosa a medida que los servicios evolucionan de forma independiente.
Cada microservicio que gestiona su propia base de datos crea desafíos de gestión de datos. Mantener la coherencia cuando las transacciones abarcan varias bases de datos requiere patrones específicos y los informes necesitan enfoques diferentes cuando los datos se distribuyen en lugar de centralizarse.
La arquitectura de microservicios requiere una planificación deliberada y una ejecución cuidadosa. Las mejores prácticas incluyen estas estrategias clave:
Los límites de los servicios deben alinear con las capacidades del negocio más que con las funciones técnicas. Cada servicio necesita una propiedad clara y una responsabilidad enfocada.
Este enfoque evita que los servicios se vuelvan demasiado granulares o se conviertan en componentes difíciles de manejar que frustran el propósito de los microservicios.
El seguimiento distribuido, el registro centralizado y la recopilación de métricas en todos los servicios son esenciales. Cuando surgen problemas, la depuración en múltiples servicios se vuelve casi imposible sin esta visibilidad.
Las API gateways ayudan a consolidar características comunes como autenticación, limitación de velocidad y enrutamiento en un solo lugar, en lugar de duplicar esta lógica entre servicios.
Construya disyuntores, reintente la lógica y aplique estrategias de respaldo en el diseño del servicio. Estos y otros patrones de diseño de microservicios proporcionan enfoques confiables para los desafíos comunes.
Los pipelines de despliegue automatizados permiten a los equipos enviar servicios de forma independiente mientras mantienen la estabilidad del sistema. Cuando no se necesitan respuestas inmediatas, la comunicación a través de colas de mensajes o event streams mantiene los servicios poco conectados en lugar de depender estrechamente entre sí.
La automatización de la infraestructura se vuelve esencial a medida que crece el número de servicios. Implemente la orquestación de contenedores, la automatización del despliegue y la gestión de la configuración de forma temprana para evitar cuellos de botella operativos.
Aproveche el poder de la IA y la automatización para resolver problemas de manera proactiva en toda la pila de aplicaciones.
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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