Microservicios: Un Nuevo Enfoque para el Desarrollo de Software
Descubre cómo los microservicios y los contenedores mejoran el rendimiento y la gestión del software.
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Qué son los Microservicios?
- El Rol de los Contenedores
- Redes Entre Microservicios
- Desafíos en Microservicios
- Importancia de las Pruebas
- Introduciendo una Nueva Herramienta
- Características de la Herramienta
- Evolución de Internet
- La Necesidad de Herramientas de Monitoreo
- El Rol de la Telemetría
- Generador de Topologías de Microservicios
- Entornos de Prueba Personalizables
- Cómo Funciona la Herramienta
- Componentes de la Arquitectura Generada
- Evaluación de Rendimiento
- Pruebas de Escalabilidad
- Casos de Uso para la Herramienta
- Replicando Arquitecturas Existentes
- Selección Inteligente de Servicios
- Impedimentos de Red y Su Impacto
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
En los últimos años, el desarrollo de software ha cambiado un montón. En lugar de construir grandes programas conocidos como aplicaciones monolíticas, muchos desarrolladores ahora usan partes más pequeñas y separadas llamadas Microservicios. Este cambio ha sido más fácil gracias a las tecnologías de Contenedores, que ayudan a empaquetar y gestionar estas partes más pequeñas de manera efectiva.
¿Qué son los Microservicios?
Los microservicios son piezas pequeñas e independientes de software que trabajan juntas. Cada servicio tiene una función específica, y pueden comunicarse entre sí a través de una red. Este enfoque permite más flexibilidad en la construcción y el mantenimiento del software. Si un servicio necesita actualizaciones o cambios, se puede modificar sin afectar al resto de la aplicación.
El Rol de los Contenedores
Los contenedores, como Docker, juegan un papel clave en la implementación de microservicios. Permiten a los desarrolladores crear entornos aislados donde cada servicio puede funcionar de manera independiente. Esto significa que si surge un problema en un servicio, no se caerá toda la aplicación. Los contenedores se pueden mover y escalar fácilmente, haciendo que sea más simple gestionar los recursos de manera efectiva.
Redes Entre Microservicios
En una configuración de microservicios, los servicios se comunican a través de una red en lugar de llamarse directamente como en las aplicaciones tradicionales. Aquí es donde el rendimiento de la red se vuelve crítico. Cuando los servicios no logran comunicarse rápida o correctamente, todo el sistema puede desacelerarse o romperse.
Desafíos en Microservicios
Uno de los principales desafíos al gestionar una arquitectura de microservicios es asegurarse de que la red puede soportar las interacciones entre estos servicios. A medida que aumenta el número de servicios, también aumenta la complejidad de gestionar su comunicación. Las herramientas para medir el rendimiento y detectar problemas son importantes para mantener todo funcionando sin problemas.
Importancia de las Pruebas
Antes de poner nuevos microservicios en un entorno en vivo, los desarrolladores necesitan probar cómo funcionan. Las pruebas ayudan a identificar cualquier problema potencial que podría surgir debido a problemas de red o interacciones entre servicios. Hay muchas herramientas disponibles para medir el rendimiento de los microservicios, pero muchas solo se enfocan en la capa de aplicación. También es necesario considerar la capa de red, que juega un papel importante.
Introduciendo una Nueva Herramienta
Hay una nueva herramienta diseñada para ayudar a los desarrolladores a simular tanto la capa de aplicación como la de red de una arquitectura de microservicios. Esta herramienta puede generar configuraciones para implementar microservicios en múltiples entornos, ya sea en una sola máquina o a través de un sistema distribuido.
Características de la Herramienta
La herramienta puede crear un entorno de red completo donde los servicios pueden interactuar como lo harían en una configuración del mundo real. Esto permite a los desarrolladores probar qué tan bien funcionan juntos sus microservicios y cómo manejan los problemas que puedan surgir. Incluye varias soluciones de Telemetría para recopilar datos sobre el rendimiento e identificar cuellos de botella.
Evolución de Internet
En los últimos quince años, Internet ha cambiado drásticamente. Ha evolucionado de una estructura tradicional y jerárquica a una red más interconectada. Grandes empresas como Google y Facebook ahora desempeñan un papel significativo en el tráfico web, dependiendo en gran medida de sus redes de centros de datos.
La Necesidad de Herramientas de Monitoreo
A medida que las redes crecen más complejas, hay una mayor necesidad de herramientas que puedan monitorear su rendimiento. Los operadores deben asegurarse de que sus redes sigan operativas incluso durante problemas técnicos o cambios en el tráfico. Esto es particularmente importante para las empresas que brindan servicios a muchos usuarios que esperan un rendimiento confiable.
El Rol de la Telemetría
Los datos de telemetría, que incluyen información sobre tiempos de solicitud, tamaños de paquetes y otras métricas, son esenciales para entender qué tan bien están funcionando una red y sus componentes. Estos datos permiten a los operadores identificar y responder rápidamente a los problemas.
Generador de Topologías de Microservicios
El Generador de Topologías de Microservicios es una herramienta especializada para simular arquitecturas de microservicios. Permite a los usuarios construir configuraciones que describen cómo interactúan los servicios y los componentes de red. Esto puede ser particularmente útil para probar diferentes configuraciones antes de implementarlas en un entorno de producción.
Entornos de Prueba Personalizables
El generador puede crear entornos de prueba únicos que imiten varias configuraciones de red. Los usuarios pueden ajustar los parámetros para reflejar condiciones del mundo real, ayudándoles a comprender posibles problemas de rendimiento. Al simular tanto las capas de aplicación como de red, los desarrolladores pueden evaluar cómo funcionarán sus servicios juntos.
Cómo Funciona la Herramienta
Para usar el Generador de Topologías de Microservicios, los desarrolladores crean un archivo de configuración que describe su arquitectura. Este archivo especifica cuántos servicios y enrutadores se utilizarán y cómo interactuarán. El generador lee este archivo y crea un plan de implementación que se puede ejecutar.
Componentes de la Arquitectura Generada
La arquitectura generada puede incluir múltiples servicios y enrutadores opcionales para facilitar la comunicación. El objetivo principal es crear una configuración que se asemeje mucho a una red real, facilitando la identificación de problemas potenciales antes de entrar en funcionamiento.
Ejemplo de un Archivo de Configuración
Un archivo de configuración típico definirá diferentes servicios y cómo se conectan. Por ejemplo, un servicio podría responder a solicitudes de datos mientras interactúa con un servicio de base de datos. Cada servicio puede tener diferentes parámetros, como el tipo de datos que devuelve y cómo se comunica con otros servicios.
Evaluación de Rendimiento
Una vez generada una arquitectura, el siguiente paso es evaluar su rendimiento. Esto implica realizar diversas pruebas para ver qué tan bien manejan los servicios las solicitudes. Los desarrolladores pueden monitorear factores como el uso de CPU y memoria para entender la efectividad de su arquitectura.
Pruebas de Escalabilidad
Durante la evaluación de rendimiento, se pueden realizar pruebas de escalabilidad para ver qué tan bien la arquitectura se adapta a cargas crecientes. Esto es crucial para los microservicios, ya que a menudo están bajo niveles de demanda variables. Las pruebas ayudan a asegurar que la arquitectura pueda escalar efectivamente sin problemas.
Casos de Uso para la Herramienta
El Generador de Topologías de Microservicios puede usarse en varios escenarios, desde replicar arquitecturas existentes hasta probar nuevas configuraciones. Al mimetizar configuraciones del mundo real, permite una evaluación completa de cómo funcionarán juntos diferentes servicios.
Replicando Arquitecturas Existentes
Un caso de uso común es replicar una arquitectura de microservicios existente para analizar su rendimiento. Esto puede ayudar a validar la efectividad de una configuración actual e identificar áreas de mejora. Al ajustar configuraciones, los desarrolladores pueden entender cómo diferentes parámetros afectan el rendimiento.
Selección Inteligente de Servicios
La herramienta también se puede aplicar en situaciones donde se necesita una selección inteligente entre instancias del mismo servicio. A menudo, hay múltiples instancias disponibles para manejar solicitudes de usuarios. En tales casos, un equilibrador de carga puede dirigir el tráfico hacia la instancia con mejor rendimiento basada en datos en tiempo real, permitiendo experiencias óptimas para los usuarios.
Impedimentos de Red y Su Impacto
A través de la telemetría, los desarrolladores también pueden simular varios impedimentos de red para ver cómo responde su arquitectura. Por ejemplo, introducir retrasos o pérdidas de paquetes puede ayudar a identificar debilidades y ajustar servicios para un mejor rendimiento en condiciones menos que ideales.
Conclusión
En la era de los microservicios, asegurar un rendimiento robusto de la red es más crítico que nunca. Las herramientas disponibles para simular y probar estas arquitecturas pueden ayudar a los desarrolladores a crear sistemas eficientes y confiables. Al entender cómo interactúan los servicios y monitorear el rendimiento, las organizaciones pueden ofrecer aplicaciones de alta calidad que satisfagan efectivamente las necesidades del usuario. El Generador de Topologías de Microservicios se destaca como una herramienta valiosa en este viaje, proporcionando a los desarrolladores los medios para crear, probar y perfeccionar sus entornos de microservicios antes de lanzarlos a producción.
Título: MSTG: A Flexible and Scalable Microservices Infrastructure Generator
Resumen: The last few years in the software engineering field has seen a paradigm shift from monolithic application towards architectures in which the application is split in various smaller entities (i.e., microservices) fueled by the improved availability and ease of use of containers technologies such as Docker and Kubernetes. Those microservices communicate between each other using networking technologies in place of function calls in traditional monolithic software. In order to be able to evaluate the potential, the modularity, and the scalability of this new approach, many tools, such as microservices benchmarking, have been developed with that objective in mind. Unfortunately, many of these tend to focus only on the application layer while not taking the underlying networking infrastructure into consideration. In this paper, we introduce and evaluate the performance of a new modular and scalable tool, MicroServices Topology Generator (MSTG), that allows to simulate both the application and networking layers of a microservices architecture. Based on a topology described in YAML format, MSTG generates the configuration file(s) for deploying the architecture on either Docker Composer or Kubernetes. Furthermore, MSTG encompasses telemetry tools, such as Application Performance Monitoring (APM) relying on OpenTelemetry. This paper fully describes MSTG, evaluates its performance, and demonstrates its potential through several use cases.
Autores: Emilien Wansart, Maxime Goffart, Justin Iurman, Benoit Donnet
Última actualización: 2024-04-21 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2404.13665
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.13665
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.
Enlaces de referencia
- https://github.com/Advanced-Observability/Micro-Services-Topology-Generator
- https://github.com/facebook/UdpPinger
- https://github.com/facebook/fbtracert
- https://martinfowler.com/articles/microservices.html
- https://opentelemetry.io
- https://www.jaegertracing.io
- https://docs.docker.com/compose/
- https://kubernetes.io/
- https://docs.docker.com/network/drivers/bridge/
- https://github.com/wg/wrk
- https://locust.io
- https://www.iana.org/form/ports-services
- https://opentelemetry.io/docs/demo/architecture/
- https://www.haproxy.org/
- https://github.com/CiscoDevNet/iOAM/tree/master/M-Anycast
- https://istio.io/latest/docs/examples/bookinfo/
- https://github.com/microservices-demo/microservices-demo
- https://github.com/GoogleCloudPlatform/microservices-demo