Elegir la arquitectura adecuada para un proyecto de software es una decisión trascendental. Después de todo, constituye el esqueleto que sostendrá todo el desarrollo posterior, su mantenimiento, escalabilidad y seguridad. Además, será fundamental para el funcionamiento de la plataforma y la experiencia de los usuarios.
En el ámbito de las arquitecturas de software, la monolítica y la basada en microservicios son dos de las opciones más comunes. Ambas poseen características específicas, fortalezas y debilidades que cada organización debe considerar cuidadosamente antes de decidir. A continuación, las analizamos en detalle.
Arquitectura de monolitos
Una arquitectura monolítica se refiere a una aplicación construida como una unidad única y cohesionada. Todos sus componentes (interfaz de usuario, lógica de negocio, acceso a datos, etc.) están interconectados y se ejecutan como un solo proceso.
El principio de diseño fundamental de un monolito es su alto acoplamiento. Todas las partes de la aplicación están tan interconectadas que un cambio en una sección del código puede repercutir en otras áreas del sistema.
Esta interconexión simplifica el desarrollo inicial, pero genera una carga de mantenimiento en aumento a medida que el sistema escala, enmascarando una complejidad latente para el mediano y largo plazo.
Fortalezas
Aunque la arquitectura monolítica puede estar un poco desfasada para algunas empresas, sigue siendo un enfoque muy popular por su simplicidad inicial, menor complejidad técnica y accesibilidad económica.
Simplicidad en el despliegue inicial
Una de las principales fortalezas de los monolitos es su facilidad para el desarrollo y la implementación inicial. Esto se debe a que todas las funcionalidades residen en una única base de código, lo que agiliza la coordinación entre las distintas funciones y procesos de desarrollo.
El despliegue del proyecto es sencillo, ya que todo se gestiona en un único archivo ejecutable o en un conjunto de archivos muy reducido, eliminando la necesidad de configurar múltiples entornos de ejecución.
Menor complejidad técnica
Por lo general, los monolitos no requieren una infraestructura compleja ni la gestión de procesos distribuidos. Por este motivo, los costos iniciales de implementación son significativamente más bajos.
Esta es una característica fundamental para equipos y proyectos emergentes, pues tienen la posibilidad de experimentar y crear productos sin fuertes inversiones económicas en las etapas iniciales.
Validación rápida de MVP
La simplicidad de los monolitos los convierte en un catalizador para la creación rápida de prototipos y la validación de mercado, conceptos o modelos de negocio. Para equipos de desarrollo con recursos limitados, los monolitos son la opción más idónea en la etapa de validación, lo que facilita un avance más ágil.
A medida que los prototipos superan distintos ciclos de iteración, los desarrolladores pueden explorar gradualmente la complejidad del sistema y ajustar el enfoque según la retroalimentación.
Desafíos
Hoy en día, las aplicaciones o plataformas desarrolladas como monolitos encuentran distintas dificultades críticas para su futura evolución y sostenibilidad. Veamos algunas de las más importantes.
Limitaciones de escalabilidad
Dado que todos los componentes comparten un único entorno, es difícil escalar partes específicas de la aplicación de manera independiente.
Los monolitos se basan principalmente en el escalado vertical, lo que implica aumentar la capacidad de un solo servidor (añadiendo más RAM o CPU). Esta estrategia tiene límites físicos y puede volverse costosa rápidamente.
Dificultades crecientes en el mantenimiento
A medida que un monolito crece, el tiempo requerido para implementar nuevas características aumenta de manera significativa. Las modificaciones en una parte del sistema a menudo afectan a otras áreas debido al fuerte acoplamiento, lo que puede derivar en fallos inesperados en otras funcionalidades.
Por mínimo que sea un cambio, la modificación requerirá volver a compilar y desplegar toda la aplicación. Este proceso aumenta gravemente el riesgo de errores en cascada y expone a la aplicación o producto a un periodo de inactividad que impacta negativamente en la experiencia de los clientes y en la agilidad del negocio.
Falta de flexibilidad tecnológica
Dado que todo se construye con la misma tecnología, la flexibilidad para adoptar nuevas herramientas o lenguajes en componentes específicos es más limitada.
En este escenario, el software puede quedarse obsoleto fácilmente respecto a los competidores que tienen mayor facilidad para actualizarse.
Además, en caso de que se requiera actualizar la aplicación, será necesario refactorizar todo el sistema, lo que implica una inversión considerable de tiempo y dinero.
Arquitectura de microservicios
Además del enfoque monolítico, numerosas organizaciones y empresas han apostado por la arquitectura basada en microservicios. En este esquema, las aplicaciones se construyen como colecciones de servicios pequeños, autónomos y con acoplamiento bajo, donde cada microservicio está diseñado para cumplir una función de negocio específica y gestionar tareas independientes.
En esencia, la arquitectura de microservicios descompone una aplicación grande y compleja en unidades más pequeñas, independientes y manejables. Cada unidad se comunica con otra a través de interfaces bien definidas, como API REST o colas de mensajes.
El enfoque de microservicios es una alternativa de software muy interesante para las empresas que apuestan por un enfoque de desarrollo más moderno y con mejor proyección hacia el futuro, incluso cuando la inversión inicial y la complejidad técnica sean elevados.
Fortalezas
Los microservicios representan un enfoque de desarrollo impulsado por una mayor escalabilidad, tolerancia a fallos y flexibilidad tecnológica. Estos y otros rasgos convierten a este estilo en una opción atractiva para las empresas de tecnología de vanguardia.
Alta escalabilidad horizontal y granular
Es uno de los puntos fuertes de la arquitectura de software basada en microservicios. Cada módulo puede escalar de manera independiente según su propia demanda.
Esto significa que solo las partes de la aplicación que experimenten una carga excesiva pueden ampliarse sin necesidad de escalar todo el sistema. Por ejemplo, si el procesamiento de pagos tiene un pico de uso, ese será el componente que se escalará, y no la totalidad del sistema donde está integrado.
Escalar individualmente cada componente resulta en un uso más eficiente de los recursos disponibles y, aún más importante, en la posibilidad de introducir nuevos componentes o aumentar la capacidad sin desactivar el resto de la plataforma.
Mayor resiliencia y tolerancia a fallos
Como cada unidad funciona de manera independiente, si un error ocurre en un servicio, no se propagará por todo el sistema, lo que evita fallos en cascada y garantiza que el resto de la plataforma funcione y esté disponible para los usuarios, incluso cuando un componente esté siendo revisado.
Esto es posible gracias a que la arquitectura de microservicios pone en juego el principio de diseño para el fracaso, un enfoque proactivo de la ingeniería de sistemas que implica planificar y construir entornos con la expectativa de que se produzcan fallos. Así, el sistema puede ser hecho de forma que pueda gestionar eficazmente los errores que se den.
Mayor flexibilidad tecnológica
Los microservicios permiten elegir el mejor lenguaje de programación, framework y pila tecnológica para cada servicio individual y en función de sus requisitos únicos.
Esta flexibilidad evita la dependencia del proveedor (vendor lock-in) y posibilita el uso de las mejores herramientas para cada tarea, lo que optimiza el rendimiento, la eficiencia del desarrollo y la gestión de la plataforma.
Desafíos
Aunque más avanzado que los monolitos en distintos aspectos, el enfoque de microservicios trae consigo algunas dificultades con relación a su inversión, nivel de especialización, gestión, y más.
Costo de infraestructura y equipo
Configurar una arquitectura de microservicios es más costoso que un monolito, ya que implica la gestión de numerosos servicios que deben comunicarse entre sí. Esto genera inversiones iniciales de desarrollo más elevadas, pues se requiere una infraestructura distribuida más compleja y costosa de configurar.
Esto también deriva en un fuerte gasto de talento humano, ya que gestionar la infraestructura requerirá la organización de múltiples equipos, cada uno dedicado a un componente específico. Además, el costo del talento aumenta porque harán falta profesionales con habilidades más especializadas.
Gestión de datos distribuidos
Decidir que cada microservicio tenga su propia base de datos promueve la independencia, pero también presenta desafíos importantes en la gestión de datos.
Por un lado, garantizar la consistencia de los datos entre múltiples almacenes distribuidos es un problema complejo, especialmente en el caso de transacciones. A menudo, esto requiere implementar estrategias avanzadas como el patrón Saga o la arquitectura basada en eventos, todo ello para mantener la coherencia de la información.
Mayor sobrecarga organizativa
En comparación con una arquitectura monolítica, la sobrecarga organizativa es significativamente mayor en un esquema de microservicios, debido a la necesidad de coordinación y comunicación entre múltiples equipos autónomos, cada uno trabajando con un componente específico de la plataforma.
También hay un mayor esfuerzo por estandarizar las herramientas que se usarán en los distintos componentes. Aunque cada equipo tiene libertad para elegir tecnologías, tiene que existir un mínimo de gobernanza para que la diversidad no sea excesivamente difícil de gestionar.
Monolitos y microservicios cara a cara
Costos
Inicialmente, un monolito es más económico de construir, pues requiere menos infraestructura, herramientas y experiencia especializada. Sin embargo, a medida que la aplicación crece y se complejiza, los costos de mantenimiento y escalabilidad pueden dispararse.
Por su parte, los microservicios exigen una inversión inicial en infraestructura y equipos mucho más elevada. No obstante, a largo plazo, los costos de mantenimiento son significativamente más bajos debido a su modularidad y escalabilidad.
Escalabilidad
Los monolitos escalan verticalmente. Para manejar más carga, es necesario aumentar los recursos del servidor donde reside toda la aplicación. Si solo una parte de la plataforma está bajo presión, actualizar todo el servidor resulta ineficiente.
En cambio, los microservicios permiten escalar horizontal y selectivamente. Solo el servicio que experimente una alta demanda se escalará, optimizando el uso de recursos y costos. Más importante aún, el proceso de escalar un único componente de la plataforma permitirá que esta siga funcionando con normalidad.
Mantenimiento
El mantenimiento de un monolito es más directo en la etapa inicial, pues solo hay una base de código que gestionar y un único proceso de despliegue. No obstante, el mantenimiento se vuelve más complejo a medida que la plataforma crece, y los cambios en un sector pueden afectar otros de maneras inesperadas.
En los microservicios, el mantenimiento es distribuido por componentes. Aunque esto facilita el monitoreo individual de cada microservicio, la gestión del sistema en su conjunto es más compleja debido a la multiplicidad de logs. Esto requiere una cultura robusta de DevOps que puede no estar disponible o lo suficientemente desarrollada en todas las organizaciones.
Complejidad
Los monolitos son menos complejos en las primeras etapas al compararse con los microservicios. Gestionar toda la plataforma en una única base de código los convierte en una mejor opción para crear prototipos que permitan validar hipótesis de trabajo y acelerar los tiempos de comercialización.
Por su parte, la complejidad es inherente a los microservicios. Desde el diseño inicial hasta el despliegue y la operación, estos introducen desafíos significativos en:
- Comunicación entre servicios.
- Comunicación entre equipos de trabajo.
- Consistencia de datos distribuidos.
- Manejo de fallas en un entorno distribuido.
Retorno de la Inversión
El contexto del proyecto es el principal determinante del ROI de cada arquitectura.
En proyectos pequeños, startups o pruebas de concepto, el monolito ofrece un retorno de la inversión (ROI) más rápido debido a su menor costo inicial y mayor velocidad de desarrollo. Permite validar ideas rápidamente sin una inversión significativa.
En iniciativas de gran escala, la inversión inicial en microservicios, aunque elevada, puede generar un retorno de la inversión superior a largo plazo. Esto será posible gracias a la eficiencia de la escalabilidad, la reducción de los costos de mantenimiento y la capacidad de desplegar nuevas funcionalidades con mayor agilidad.
