Arquitectura de microservicios: cómo construir sistemas escalables, flexibles y resilientes
La arquitectura de microservicios es una nueva tendencia en el diseño de software que divide una aplicación en varios servicios más pequeños, autónomos y especializados.
A diferencia de las aplicaciones cuyo diseño se basaba en lo que se conoce como monolito, debido a que estaban creadas en un solo bloque, los microservicios permiten crear sistemas más dinámicos y fáciles de mantener.
El día de hoy te explicaremos los beneficios de los microservicios y también te daremos un ejemplo donde pueden aplicarse.
Ventajas frente a arquitecturas monolíticas
Primero que todo, vamos a hablar de las ventajas de un diseño de microservicios en arquitectura de software en comparación a las arquitecturas monolíticas.
Primero que todo, estructuralmente, los microservicios funcionan con módulos independientes, permitiendo que diversos equipos puedan trabajar en paralelo, dependiendo de las necesidades concretas.
Esto favorece el mantenimiento porque en los servicios modulares se pueden hacer pruebas rápidas, corrigiendo algunos problemas, gracias a que los sistemas están separados, sin depender de una arquitectura general.
Esto impacta directamente en las actualizaciones, reduciendo el riesgo, ya que cada cambio solamente afecta a un solo servicio.
En concreto, esta tecnología permite aislar los fallos, evitando que el sistema completo colapse, y previniendo problemas gracias a que se pueden monitorear de una forma más precisa.
Desafíos técnicos y cómo afrontarlos
Claro que la arquitectura de microservicios tiene muchas ventajas, pero como toda tecnología innovadora que se desea implementar, tiene una curva técnica amplia para muchos de los sectores.
El principal desafío a sortear es que los microservicios necesitan comunicarse entre sí a través de una APIs REST constantemente, generando latencias, errores y problemas de dependencia entre los módulos.
Esto puede solucionarse centralizando las peticiones y delegándolas a cada parte del sistema, utilizando lo que se le conoce como mensajería sincrónica en colas, que prioriza cada tarea, evitando la latencia y también el colapso del sistema cuando una tarea depende de otra.
Además, la Integración Continua (CI) permite automatizar las pruebas y despliegues de estos microservicios, reduciendo errores y acelerando el desarrollo ágil.
Herramientas de programación modular como timeouts, reintentos y circuit breakers ayudan al desarrollo ágil.
Otro desafío tiene que ver con que cada servicio tiene su propia base de datos, lo que puede provocar duplicación e inconsistencias en los mismos.
Por esto, se deben aplicar patrones que garanticen la independencia total de los datos, pero al mismo tiempo puedan sincronizarse entre los servicios sin que estos se bloqueen.
Si bien, vigilar un sistema modular es mucho más económico y eficaz que monitorizar un sistema monolítico, el hecho de que todo esté separado hace que sea difícil encontrar los errores.
Por eso, es importante integrar sistemas de monitoreo, los que puedan detectar cruces de información, latencias, etc. y prevengan el colapso de la infraestructura distribuida.
Asimismo, el testeo y mantenimiento puede ser más complejo que en un sistema de monolito, ya que para probar cada módulo se deben dividir las pruebas según su nivel, y finalmente, probar su integración.
Realizar las pruebas parte por parte es fundamental, para detectar fallas en la distribución de la cola.
Y finalmente, existe un desafío con respecto a proteger la comunicación entre los servicios, sin centralizar más de los datos de los que se requieren.
Para esto se utilizan niveles de seguridad como OAuth 2.0 o JWT, así como también cifrados de comunicación a través de protocolos HTTPS.
Caso práctico: arquitectura de e-commerce
Para comprender los beneficios de los microservicios y su aplicación en los sistemas escalables, vamos a hacer un análisis de la arquitectura de e-commerce.
Gigantes como Amazon, MercadoLibre y Shopify son capaces de manejar millones de transacciones sin colapsar, gracias al diseño mediante microservicios, estableciendo canales de comunicación y automatización.
Un ecommerce se divide en los siguientes microservicios:
| Servicio | Funcionalidad principal |
| Servicio de usuarios | Registro, login, autenticación, roles, recuperación de cuenta |
| Servicio de catálogo | Gestión de productos, categorías, descripciones, imágenes y precios |
| Servicio de carrito | Permite agregar o quitar productos antes de pagar |
| Servicio de pagos | Integración con pasarelas (Stripe, PayPal, Conekta), validación y procesamiento |
| Servicio de pedidos | Creacion y seguimiento de órdenes |
| Servicio de inventario | Control de stock, alertas por baja existencia, sincronización con almacenes |
| Servicio de envíos | Seguimiento de pedidos, cálculo de costes de envío, integración con paqueterías |
| Servicio de notificaciones | Envío de correos, SMS, push (confirmaciones, promociones, alertas) |
| Servicio de búsqueda | Búsqueda por filtros, texto libre, sugerencia inteligentes |
| Servicio de analítica | Registro de actividad, métricas de conversión, dashboards de negocio |
El desarrollo ágil implementado en el e-commerce, permite que el usuario pueda:
- Agregar productos a su carrito.
- Eliminarlos y buscar otros productos.
- Acceder al sistema de pago.
- Que el sistema compruebe que la transacción haya sido exitosa.
- Quitar los elementos en el Stock.
- Enviar la información al servicio de envíos para gestionar la logística.
- Activar las notificaciones, para confirmar la compra del usuario.
Todo esto gracias a eventos asincrónicos y colas, evitando que el sistema se bloquee.
Herramientas clave para su implementación
La mejor forma de implementar una arquitectura modular son los servicios desacoplados, para los que se necesitan las siguientes herramientas:
| Categoría | Herramientas principales | Uso |
| Contenedores | Docker, Podman | Empaquetado ligero y portable |
| Orquestación | Kubernetes, Helm, ArgoCD, Docker Compose | Despliegue, escalado y gestión de servicios |
| Seguridad | OAuth2, JWT, Keycloak, Vault | Autenticación, tokens y gestión de secretos |
| Comunicación | REST, gRPC, Kafka, RabbitMQ, Istio | Interacción entre servcios (sync/async) |
| Testing | Postman, PACT, WireMock | Pruebas de APIs, contratos y mocks |
| Observabilidad | Prometheus, Grafana, ELK, Loki, Jaeger, OpenTelemetry | Logs, métricas y trazabilidad |
| CI/CD y DevOps | GitHub Actions, GitLab CI, Jenkins, Terraform | Automatización de despliegue e infraestructura |
| API Gateway y Documentación | Kong, NGINX, Swagger, OpenAPI, PostgREST | Enrutamiento y documentación de APIs |
Algunas de estas tecnologías se complementan muy bien con enfoques de programación reactiva, que permiten gestionar de forma eficiente grandes volúmenes de eventos en tiempo real.
Buenas prácticas para su adopción
Tomando todo en cuenta, una infraestructura distribuida depende no solamente de decisiones, técnicas y aplicaciones tecnológicas, sino también de un cambio cultural, organizacional y metodológico dentro de las organizaciones.
Es importante que se empiece poco a poco, identificando los cuellos de botella y creando módulos para que se beneficien a partir de esta nueva implementación.
Es clave que cada microservicio cumpla una única función, por lo que estas se deben identificar en todo el flujo de trabajo.
Antes de pasar al siguiente módulo, es fundamental que se hagan pruebas en el servicio, para finalmente hacer el Test general, en la integración de todo el sistema.
Conclusión
La arquitectura de microservicios es la evolución natural para construir sistemas más ágiles y listos para escalar.
Un sistema monolítico tiende a complejizarse según su crecimiento, por lo que el sistema modular lo hace mucho más manejable y resiliente a los fallos.
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