¿Qué es una arquitectura de aplicaciones?

Una arquitectura de aplicaciones describe los patrones y las técnicas que se utilizan para diseñar y desarrollar aplicaciones. La arquitectura le proporciona un plan y las prácticas recomendadas que debe seguir para diseñar una aplicación bien estructurada.

Los patrones de diseño de software pueden ayudarlo a crear una aplicación. Un patrón es la solución replicable a cierto problema.

Puede vincularse con otros para crear arquitecturas de aplicaciones más generales. En lugar de volver a crear toda la infraestructura completa, puede usar los patrones de diseño que ya existen, lo cual además garantiza que todo funcione como es debido.

En una arquitectura de aplicaciones, habrá servicios de frontend y de backend.El desarrollo de frontend se refiere a la experiencia del usuario con la aplicación, mientras que el de backend implica proporcionar acceso a los datos, los servicios y otros sistemas que permiten el funcionamiento de la aplicación.

Aunque la arquitectura es el punto de partida o el mapa para diseñar una aplicación, usted deberá tomar decisiones de implementación que no forman parte de ella. Por ejemplo, un primer paso es elegir un lenguaje de programación en el cual escribir la aplicación.

Para desarrollar los sistemas de software, se emplean muchos lenguajes de programación. Algunos de ellos pueden utilizarse para diseñar ciertos tipos de aplicaciones, como Swift para las aplicaciones móviles o JavaScript para el desarrollo de frontend. 

JavaScript, combinado con HTML y CSS, es uno de los más populares para el desarrollo de aplicaciones web en la actualidad. 

Otros lenguajes de programación conocidos son Ruby, Python, Swift, TypeScript, Java, PHP y SQL, entre otros. El lenguaje que se utilice para diseñar una aplicación dependerá del tipo de aplicación, los recursos de desarrollo disponibles y los requisitos. 

Antes las aplicaciones se escribían como una sola unidad de código, en la que todos los elementos compartían los mismos recursos y espacio de memoria. A este estilo de arquitectura se lo conoce como monolito.

Por lo general, las arquitecturas modernas de aplicaciones tienen un bajo acoplamiento y utilizan microservicios e interfaces de programación de aplicaciones (API) para conectar los servicios, los cuales proporcionan la base para el desarrollo de aplicaciones en la nube. 

El desarrollo en la nube es una forma de acelerar el diseño de aplicaciones nuevas, optimizar las actuales y proporcionar un desarrollo uniforme y una experiencia de gestión automatizada en las nubes privadas, públicas e híbridas.

Al decidir qué arquitectura de aplicaciones usar para una nueva aplicación, o al evaluar la que utiliza actualmente, comience por determinar sus objetivos estratégicos.

Esto le permitirá diseñar una arquitectura que respalde sus objetivos, en lugar de elegir primero una y luego intentar que las aplicaciones encajen en ella. 

Considere la frecuencia con la que desea lanzar actualizaciones para satisfacer las necesidades operativas o de los clientes, así como las funciones que se requieren para los objetivos empresariales o las necesidades de desarrollo. 

La capacidad para brindar nuevos servicios y funciones a los clientes con rapidez es una de las características competitivas fundamentales que puede ofrecer una empresa y que marcan la diferencia. Si las empresas agilizan el desarrollo, pueden lanzar características nuevas con mayor frecuencia, así como implementar las actualizaciones en cuanto descubren un punto vulnerable.

En la actualidad, las principales arquitecturas de aplicaciones, basadas en las relaciones entre los servicios, son la arquitectura monolítica y N-tier (con conexión directa), los microservicios (sin acoplamiento) y las arquitecturas basadas en eventos y orientadas al servicio (de bajo acoplamiento).

Es un tipo de arquitectura tradicional que suele utilizarse para diseñar aplicaciones en las instalaciones y empresariales, y que por lo general se asocia con las aplicaciones heredadas.

En esta arquitectura, hay varias capas o niveles (a menudo tres, pero puede haber más) que componen la aplicación, y cada una cumple una función particular. 

Las capas ayudan a gestionar las dependencias y a ejecutar funciones lógicas. En una arquitectura en capas, estas se organizan de forma horizontal, por lo que solo pueden utilizar las funciones de las capas inferiores. 

Esto significa que una capa solo puede acceder a los recursos de la que está inmediatamente debajo de ella, o de cualquiera de las inferiores. 

Los monolitos son otro tipo de arquitectura asociado con los sistemas heredados; son pilas de aplicaciones únicas que contienen todas las funciones dentro de cada aplicación. Tienen conexión directa, tanto en la interacción entre los servicios como en la manera en que se desarrollan y distribuyen. 

Esto significa que al actualizar o ajustar un solo aspecto de una aplicación monolítica, no solo habrá una repercusión en ella, sino también en la infraestructura subyacente. 

Un solo cambio en el código de la aplicación implica volver a lanzarla por completo. Por eso las actualizaciones y las nuevas versiones suelen darse una o dos veces al año y no deben incluir características nuevas, sino solo el mantenimiento general. 

En cambio, las arquitecturas más modernas intentan lanzar servicios por función o por capacidad comercial para proporcionar más agilidad.

Los microservicios no son solo un tipo de arquitectura, sino también un modo de abordar la escritura del software. Con ellos, las aplicaciones se dividen en sus elementos más pequeños, que son independientes entre sí. Cada uno de dichos elementos o procesos es un microservicio.

Los microservicios se encuentran distribuidos y tienen un nivel bajo de acoplamiento, para no influir en los demás. Esta arquitectura aporta beneficios tanto de escalabilidad dinámica como de tolerancia a fallos: los servicios individuales se pueden ampliar según sea necesario, sin necesidad de una infraestructura pesada o pueden realizar una conmutación por error sin afectar otros servicios.

El objetivo de usar una arquitectura de microservicios es distribuir un software de calidad con mayor rapidez. Puede desarrollar múltiples microservicios de forma simultánea, sin necesidad de volver a diseñar o implementar toda la aplicación después de realizar cambios, ya que los servicios se implementan de forma independiente. 

Gracias a ello, varios desarrolladores pueden trabajar en sus servicios individuales al mismo tiempo, en lugar de actualizar toda la aplicación, lo que reduce el tiempo de desarrollo y permite lanzar características nuevas con mayor frecuencia.

Junto con los equipos de DevOps y API, los microservicios en contenedores constituyen la base de las aplicaciones nativas de la nube.

En un sistema como este, la captura, la comunicación, el procesamiento y la permanencia de los eventos son la estructura central de la solución. Esto difiere del modelo tradicional basado en solicitudes.

Los eventos son aquellos sucesos o cambios significativos en el estado del hardware o el software de un sistema. Los eventos suceden con estímulos internos o externos.

La arquitectura basada en eventos permite un acoplamiento mínimo, lo cual la convierte en una buena opción para las arquitecturas de aplicaciones distribuidas y modernas.

Esta arquitectura está compuesta por consumidores y productores de eventos. El productor detecta los eventos y los representa como mensajes. No conoce al consumidor del evento ni el resultado que generará este último.

Después de la detección de un evento, este se transmite del productor a los consumidores a través de los canales de eventos, donde se procesan de manera asíncrona con una plataforma de procesamiento de eventos.

Una arquitectura de este tipo puede basarse en un modelo de publicación/suscripción o en un modelo de flujo de eventos.

El modelo publicación/subscripción se basa en las suscripciones a un flujo de eventos. Con este modelo, una vez que se genera o publica un evento, este se envía a los suscriptores que necesitan estar informados al respecto.

Difiere del modelo de transmisión de eventos, en el cual los consumidores no se suscriben a un flujo de eventos, sino que pueden leerlo desde cualquiera de sus partes y unirse a él en cualquier momento.

Los eventos se captan a medida que ocurren desde sus fuentes, como las redes, las aplicaciones y los dispositivos del Internet de las cosas (IoT). Esto permite que los productores y los consumidores de eventos compartan información sobre el estado y la respuesta en tiempo real.

La arquitectura orientada al servicio (SOA) es un estilo consolidado de diseño de software que se asemeja a la arquitectura de microservicios. 

La SOA estructura las aplicaciones en servicios independientes y reutilizables que se comunican a través de un bus de servicios empresariales (ESB). 

En esta arquitectura, los servicios individuales se organizan en torno a un proceso empresarial específico y cumplen con un protocolo de comunicación (como SOAP, ActiveMQ o Apache Thrift). Además, es posible acceder a ellos a través de la plataforma de un ESB. Una aplicación de frontend utiliza este conjunto de servicios, integrado a través de un ESB, para ofrecer valor a una empresa o un cliente.

Gracias a que los productos de Red Hat permiten dividir las aplicaciones monolíticas en microservicios, gestionarlas, organizarlas y administrar los datos que generan, las empresas obtienen más agilidad, y los equipos pueden ofrecer soluciones de calidad con mayor rapidez a los clientes.  

Además, podrá crear aplicaciones empresariales nuevas pensando en el futuro, lo cual le permitirá desarrollar aplicaciones en la nubeágiles y muy flexibles, e integrarlas al resto de su empresa desde el comienzo.

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