A medida que las aplicaciones se vuelven más complejas, los desarrolladores han pasado de una arquitectura monolítica a microservicios para escalar más fácilmente los servicios individuales y satisfacer las expectativas de los usuarios. 

Debido a su escalabilidad, los microservicios se han hecho populares para desarrollo de aplicaciones web, móviles y basadas en la nube modernas. De hecho, grandes empresas como Netflix, Uber y Amazon se han alejado de una arquitectura monolítica en favor de microservicios, lo que habla de la fiabilidad de un arquitectura de microservicios.

Siga leyendo para saber más sobre por qué debería utilizar microservicios, cómo crear y escalar microservicios, las ventajas de escalar, los posibles problemas a los que puede enfrentarse y las herramientas disponibles para ayudarle.

¿Qué son los microservicios?

Los microservicios son una arquitectura de desarrollo de software que organiza una aplicación como una colección de servicios débilmente acoplados. Cada servicio es autónomo y realiza una tarea específica. Los microservicios se comunican entre sí a través de API. 

Por ejemplo, el microservicio de autenticación de usuarios puede proporcionar una API que permita al microservicio de catálogo de productos verificar la identidad de un usuario antes de devolver información sobre un producto.

Los microservicios ofrecen muchas ventajas con respecto a las aplicaciones monolíticas tradicionales, entre las que se incluyen:

    • Escalabilidad: Puede escalar microservicios de forma independiente, lo que facilita la ampliación o reducción según sea necesario.
    • Resiliencia: Si un microservicio falla, los demás microservicios pueden seguir funcionando, lo que hace que las aplicaciones basadas en microservicios sean más resistentes a los fallos. 
    • Agilidad: Puede desarrollar y desplegar microservicios de forma independiente, lo que facilita el cambio de la aplicación sin afectar a todo el sistema.

¿Por qué escalar microservicios?

Hay varias razones por las que necesita escalar sus microservicios. Entre ellas: 

    • Gestión del aumento del tráfico: A medida que su aplicación se vuelve más popular, es posible que necesite escalar microservicios para manejar más tráfico.
    • Mejorar el rendimiento: Los microservicios se pueden escalar de forma independiente, por lo que puede escalar microservicios específicos que se estén convirtiendo en cuellos de botella.
    • Mayor fiabilidad: Si un microservicio falla, los demás microservicios pueden seguir funcionando, lo que hace que su aplicación sea más fiable.
    • Reducir costes: Al escalar los microservicios de forma eficiente, puede optimizar el uso de los recursos y reducir los costes de infraestructura.

Para ilustrar la utilidad de una arquitectura de microservicios, imagine que está operando una aplicación de comercio electrónico que necesita escalar durante la temporada de vacaciones para manejar el aumento del tráfico o una aplicación de medios sociales que necesita escalar durante un evento importante como la Copa del Mundo o unas elecciones. 

Cómo escalar microservicios

Existen dos formas principales para escalar microservicios:

    • Escala horizontal: Consiste en añadir más instancias de microservicios para gestionar el aumento de carga. Es el tipo más común de escalado para microservicios. Puedes añadir nuevos contenedores o máquinas virtuales para distribuir la carga entre varias instancias.
    • Escala vertical: Consiste en aumentar los recursos (CPU, memoria, etc.) de una instancia de microservicio existente para gestionar la carga adicional. Aunque puede aumentar el rendimiento a corto plazo, tiene sus límites. A largo plazo, es más rentable utilizar el escalado horizontal.

He aquí algunos consejos para escalar microservicios con eficacia:

Supervise el rendimiento de sus microservicios
Es importante supervisar el rendimiento de tus microservicios para asegurarte de que se escalan de forma eficaz. Puede utilizar varias herramientas para supervisar el rendimiento de los microservicios, como Prometheus y Grafana.

Utilizar una plataforma de gestión de microservicios
Una plataforma de gestión de microservicios puede ayudarle a gestionar el despliegue, el escalado y la supervisión de sus microservicios. Algunas plataformas de gestión de microservicios populares incluyen Kubernetes e Istio. La siguiente sección tratará sobre cómo gestionar el escalado con Kubernetes.

Diseñe sus microservicios para la escalabilidad
Al diseñar sus microservicios, debe tener en cuenta la escalabilidad. Debe diseñar sus microservicios para que estén poco acoplados y no tengan estado. Esto facilita la escalabilidad horizontal de los microservicios.

El escalado de microservicios puede ser un tema complejo, pero es crucial para ejecutar con éxito una aplicación basada en microservicios. Siguiendo los consejos anteriores, puedes asegurarte de que estás escalando eficazmente.

Escalado de microservicios con Kubernetes

Kubernetes es una plataforma de orquestación de contenedores que puede utilizar para gestionar la implantación, el escalado y la conexión en red de microservicios. Kubernetes facilita el escalado horizontal de microservicios añadiendo o eliminando instancias de microservicios según sea necesario.

Puede utilizar un HorizontalPodAutoscaler (HPA) para escalar microservicios con Kubernetes. Un HPA es un objeto de Kubernetes que supervisa las métricas de un microservicio y escala automáticamente el número de instancias del microservicio en función de esas métricas.

Algunas métricas objetivo comunes incluyen el uso de CPU, el uso de memoria y la latencia de solicitud. Comenzará a monitorizar la métrica objetivo para el microservicio. Si la métrica objetivo supera o queda por debajo de los umbrales especificados, la HPA aumentará o reducirá el microservicio en consecuencia.

Por ejemplo, puede crear un HPA para un microservicio que establezca el objetivo de uso de CPU en 80%. Si el uso de CPU del microservicio excede 80%, el HPA escalará el microservicio en una réplica. Si el uso de CPU del microservicio es inferior a 80%, el HPA reducirá el microservicio en una réplica.

Escalado de microservicios con Docker Swarm

El escalado de microservicios con Docker Swarm es una alternativa a Kubernetes para gestionar aplicaciones en contenedores. Docker Swarm ofrece una solución de orquestación más sencilla y ligera, por lo que es idónea para implementaciones a menor escala.

Para escalar microservicios con Docker Swarm, puede utilizar un servicio. Un servicio es un objeto de Docker Swarm que define un conjunto de contenedores que deben ejecutarse. Docker Swarm escala automáticamente el número de contenedores de un servicio en función de la demanda del servicio.

Para crear un servicio, debe especificar lo siguiente:

    • El nombre del servicio
    • La imagen del contenedor que desea ejecutar
    • El número de réplicas del contenedor que desea ejecutar
    • Los puertos que desea exponer en el contenedor

Una vez que haya creado un servicio, Docker Swarm comenzará a desplegar los contenedores en el servicio a los hosts Docker en el clúster. Docker Swarm también supervisará la demanda del servicio y escalará el número de contenedores del servicio en consecuencia.

Por ejemplo, puede crear un servicio para un microservicio que establezca el número de réplicas en 3. Docker Swarm ejecutará entonces tres instancias del microservicio en los hosts Docker del clúster. Si la demanda del microservicio aumenta, Docker Swarm iniciará automáticamente nuevas instancias del microservicio. Si la demanda del microservicio disminuye, Docker Swarm detendrá automáticamente las instancias del microservicio.

El escalado con Docker Swarm ofrece una solución de orquestación más sencilla y menos compleja que Kubernetes. Es adecuada para proyectos y equipos más pequeños que desean aprovechar la contenedorización y las capacidades básicas de orquestación sin la complejidad añadida de Kubernetes. Sin embargo, Kubernetes puede ofrecer funciones más avanzadas y opciones de escalabilidad para arquitecturas de microservicios más grandes y complejas.

Posibles problemas de ampliación

El escalado de microservicios puede plantear varios problemas y retos potenciales que debe gestionar cuidadosamente para garantizar la estabilidad y el rendimiento de su aplicación. Estos son algunos de los problemas más comunes que hay que tener en cuenta al escalar microservicios:

    • Complejidad: El escalado de microservicios puede ser más complejo que el de aplicaciones monolíticas, ya que es necesario gestionar el escalado de cada microservicio de forma individual.
    • Interdependencias: Los microservicios pueden ser interdependientes, por lo que debe asegurarse de escalar todos los microservicios dependientes juntos.
    • Coherencia de los datos: Mantener la coherencia entre microservicios puede ser un reto, especialmente cuando se distribuyen los datos. Los datos incoherentes pueden provocar errores en la aplicación y comportamientos inesperados.
    • Supervisión y depuración: A medida que aumenta el número de microservicios, la supervisión y la depuración se vuelven más difíciles. Necesitas herramientas y prácticas eficaces para rastrear solicitudes y diagnosticar problemas.

Herramientas para escalar microservicios

El escalado de microservicios requiere una combinación de herramientas y prácticas bien elegidas. Aquí tienes una lista de herramientas que te ayudarán a gestionar tu arquitectura de microservicios.

Containerización y orquestación

    • Kubernetes: Plataforma de orquestación de contenedores para gestionar, escalar y desplegar microservicios.
    • Docker: Plataforma de contenedorización para empaquetar microservicios y sus dependencias.

Seguridad y gestión de identidades

    • OAuth 2.0 y OpenID Connect (OIDC): Estándares para la autenticación y autorización seguras en microservicios.
    • Keycloak: Solución de código abierto para la gestión de identidades y accesos.

Escalado de bases de datos

    • Couchbase Capella: Una plataforma de base de datos NoSQL en la nube. Puede obtener más información sobre las capacidades de escalado multidimensional de Couchbase. aquí.
    • Apache Cassandra: Una base de datos NoSQL altamente escalable.
    • Clúster MySQL: Una solución de base de datos distribuida de alta disponibilidad y escalabilidad.

Despliegue y configuración

    • Timón: Un gestor de paquetes para aplicaciones Kubernetes.
    • Personalice: Una herramienta independiente para personalizar objetos Kubernetes a través de un archivo de personalización.

Control y observabilidad

    • Prometeo: Un popular conjunto de herramientas de supervisión y alerta de código abierto diseñado para ofrecer fiabilidad y escalabilidad.
    • Grafana: Herramienta de visualización y supervisión utilizada a menudo con Prometheus.
    • Jaeger: Un sistema de seguimiento distribuido para monitorizar y solucionar problemas de microservicios.

Registro y análisis de registros

    • Pila ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana): Una pila popular para el registro centralizado y el análisis de registros.
    • Fluentd: Un recolector de datos de código abierto para una capa de registro unificada.

Conclusión

Aunque el uso de una arquitectura de microservicios puede dificultar el mantenimiento de la coherencia de los datos e introducir retos de supervisión y depuración, en última instancia es beneficiosa debido a su escalabilidad y resistencia. Con las herramientas adecuadas, podrás gestionar eficazmente tu arquitectura de microservicios y crear aplicaciones escalables y de alto rendimiento.

Puede obtener más información sobre microservicios y escalabilidad consultando los siguientes recursos: 

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Publicado por Marketing de productos Couchbase

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