Comunicación entre microservicios

Los microservicios han revolucionado la forma en que se desarrollan y despliegan las aplicaciones al permitir la creación de sistemas e infraestructuras a partir de componentes independientes y autónomos, ofreciendo flexibilidad, escalabilidad y mantenibilidad. Uno de los aspectos cruciales que vamos a tratar aquí sobre esta arquitectura es la comunicación entre los diversos microservicios que conforman una aplicación. En este artículo, exploraremos estrategias y herramientas para lograr una comunicación efectiva entre microservicios.

La comunicación entre microservicios es un elemento fundamental en la arquitectura de esta área, una tendencia de diseño de software que ha revolucionado la forma en que las aplicaciones empresariales se desarrollan y despliegan. La capacidad de los microservicios para funcionar de manera independiente y colaborar entre sí a través de interfaces bien definidas ha permitido a las organizaciones construir sistemas altamente escalables y flexibles. En este contexto, es esencial comprender los diferentes tipos de comunicación que pueden emplearse, ya que la elección de un enfoque adecuado puede tener un impacto significativo en la eficiencia, la confiabilidad y el rendimiento del sistema en su conjunto. En esta exploración, examinaremos los diversos métodos de comunicación entre microservicios, desde las llamadas HTTP hasta la mensajería asincrónica, brindando una visión completa de las opciones disponibles y sus ventajas y desventajas.

Complejidad de la comunicación entre microservicios: estrategias y herramientas para una arquitectura efectiva

La comunicación entre microservicios, aunque es esencial para construir aplicaciones altamente escalables y flexibles, también puede ser un considerable desafío dada su complejidad. A diferencia de aplicaciones monolíticas, donde cada componente interactúa dentro del mismo contexto, los microservicios se ejecutan de manera independiente y se comunican a través de la red. Esto introduce una capa adicional de complejidad en términos de latencia, fiabilidad y seguridad. La selección de protocolos de comunicación, la gestión de errores, la sincronización de datos y la garantía de que los servicios se mantengan disponibles pueden volverse tareas intrincadas que requieren una planificación cuidadosa y una implementación sólida.

Además, la diferente tecnología utilizada entre microservicios puede agregar otra capa adicional de complejidad. Cada servicio podría estar desarrollado en un lenguaje de programación diferente, utilizar bases de datos distintas o seguir paradigmas de diseño variados. La comunicación efectiva entre estos componentes puede requerir la implementación de patrones y prácticas específicas, como la integración de bus de mensajes, la gestión de versiones de API y una documentación exhaustiva.

La comunicación entre microservicios puede ser un desafío dada su complejidad

Debido a la naturaleza diversa entre cada proyecto y sus limitaciones en presupuesto, tiempos de desarrollo y complejidad, cabe resaltar que no es recomendable que todos los proyectos adopten un enfoque orientado a microservicios. A pesar de las numerosas ventajas que puede aportar, este enfoque puede tener un incremento sustancial en los costes tanto de desarrollo como de mantenimiento que no todos los proyectos pueden soportar. Por lo tanto, si bien los microservicios ofrecen beneficios significativos en términos de agilidad y escalabilidad, la complejidad en su comunicación es un factor crítico que debe abordarse de manera cuidadosa, estratégica y temprana en la arquitectura de una aplicación.

Estrategias para la comunicación entre microservicios

La comunicación entre microservicios es una parte fundamental para garantizar el correcto funcionamiento de una aplicación. Para ello, esta comunicación puede realizarse tanto de forma sincrónica como de forma asincrónica. De una parte, la comunicación sincrónica implica que un microservicio debe esperar una respuesta inmediata después del envío de una solicitud a otro microservicio. Esto puede generar acoplamiento entre ambos y problemas de latencia si alguno de ellos experimenta retrasos, pero reduce la complejidad. Por otro parte, la comunicación asincrónica implica que los microservicios envíen y reciban mensajes sin esperar activamente una respuesta, por lo que pueden atender otros procesos una vez que han enviado dicho mensaje. Esto permite una mayor flexibilidad y evita problemas de latencia, pero puede complicar la lógica de negocio y requiere una gestión mayor sobre posibles fallos.

Comunicación síncrona

Uno de los enfoques más comunes dada la sencillez de su implementación es la comunicación síncrona entre microservicios, donde este hace una solicitud a otro y espera una respuesta inmediata. Para este tipo de comunicación hay diferentes enfoques posibles:

• HTTP/HTTPS: Es un protocolo de comunicación ampliamente utilizado en entornos distribuidos. Un microservicio actúa como cliente y envía una solicitud HTTP a otro microservicio que actúa como servidor. Esta solicitud puede llevar parámetros y datos necesarios para la acción solicitada. El microservicio receptor procesa la solicitud y devuelve una respuesta.
• REST (Representational State Transfer): REST una de las opciones más populares para la comunicación síncrona. Define unos estándares sobre cómo diseñar y estructurar servicios web. Utiliza el protocolo mencionado en el punto anterior, HTTP, y, mediante sus verbos como GET, POST, PUT o DELETE, entre otros, permite realizar operaciones sobre recursos identificados a través de URLs. Los microservicios exponen endpoints RESTful que permiten a otros microservicios realizar operaciones específicas.
• gRPC (Google Remote Procedure Call): gRPC es un sistema de código abierto, desarrollado por Google, de llamada a procedimientos remotos (RPC). Permite a los microservicios comunicarse de manera eficiente y segura utilizando interfaces definidas por IDL (Interface Definition Language). gRPC utiliza HTTP/2 para la transferencia de datos, lo que mejora la velocidad y eficiencia.

En cualquiera de los escenarios anteriores, la comunicación entre microservicios siempre es secuencial, y un microservicio que solicita información a otro siempre queda a la espera de una respuesta inmediata de forma activa, tanto si esta es de éxito o no (figura 1.).

Figura 1. Peticiones síncronas entre microservicios.

Comunicación asíncrona

La comunicación asíncrona entre los distintos componentes es una estrategia esencial para lograr una mayor flexibilidad, escalabilidad y eficiencia en el intercambio de información. A diferencia de la comunicación síncrona, donde un microservicio espera una respuesta inmediata, la comunicación asíncrona permite que los microservicios envíen y reciban información sin depender de dicha respuesta, por lo que de forma más eficiente pueden empezar nuevas tareas. Algunas de las estrategias más utilizadas para este tipo de comunicaciones son:

• Sistemas de Mensajería: Plataformas como Apache Kafka, RabbitMQ y AWS SQS proporcionan sistemas de mensajería que permiten a los microservicios enviar y recibir mensajes. Estos sistemas ofrecen colas y canales donde los mensajes se almacenan temporalmente antes de ser procesados por los microservicios a los que están destinados dichos mensajes.
• Publicación y Suscripción: En esta estrategia, los microservicios emisores publican mensajes en canales específicos, y los microservicios encargados de recibirlos se suscriben a estos para recibirlos. Esto permite que múltiples microservicios respondan a un mismo evento a la vez y se puedan desencadenar diferentes acciones en paralelo.
• Event-Driven Architecture (EDA): La arquitectura orientada a eventos implica que los microservicios generen eventos en respuesta a cambios o acciones en el sistema. Otros pueden ser reactivos a estos eventos y actuar de acuerdo a las necesidades, permitiendo una comunicación asíncrona.

Este tipo de comunicación favorece que los microservicios sean más independientes unos de otros (figura 2.), haciendo que haya un bajo acoplamiento y una mayor independencia. Sin embargo, esto en ocasiones puede causar que la lógica necesaria para el correcto funcionamiento sea más compleja, dado que, al no haber respuestas inmediatas, deben existir más controles que garanticen que los microservicios se están comunicando entre ellos correctamente.

​​​​​​Figura 2. Comunicación asíncrona entre microservicios.

Estrategias comunes

Tanto si tenemos una comunicación síncrona como asíncrona, los diseños para la comunicación suelen seguir ciertos patrones comunes. Estos suelen tener ciertas características que hacen que el desarrollo sea orientado hacia uno u otro tipo de comunicación.

Para casos en los que se utiliza una comunicación síncrona, una estrategia común para dicha comunicación entre microservicios es el uso de API Gateway. Este es un componente que actúa como punto de entrada para todas las solicitudes de clientes y luego enruta las solicitudes a los microservicios correspondientes. Esto ayuda a centralizar la lógica de seguridad, escalabilidad y monitoreo, reduciendo la complejidad en los microservicios individuales.

Los diseños para la comunicación suelen seguir patrones comunes

Por otro lado, otra estrategia contraria es la implementación de "Event-Driven Architecture" (Arquitectura Orientada a Eventos) para una comunicación asíncrona. Utilizando sistemas de mensajería como Apache Kafka o RabbitMQ, en esta estrategia, los microservicios generan y consumen eventos en forma de mensajes, lo que permite al emisor comunicarse de manera eficiente con los receptores sin esperar una respuesta inmediata.

Se puede afirmar, sin duda alguna, que la comunicación entre microservicios es un pilar fundamental en la arquitectura basada en microservicios. La elección de estrategias y herramientas adecuadas puede determinar la eficiencia y robustez del sistema en su conjunto es un factor clave que requiere un análisis exhaustivo antes de iniciar un proyecto. Ya sea utilizando comunicación sincrónica o asincrónica, herramientas de prueba de API modernas o plataformas de mensajería, es esencial considerar cuidadosamente cómo los microservicios interactúan para construir aplicaciones.