Para que un proyecto sea exitoso y duradero, debe poder crecer y evolucionar sin problemas para seguir siendo competitivo y cumplir con las expectativas de los usuarios, incluso cuando cambian.
¿Sigues jugando a Snake en tu Nokia 6110? ¿O extrañas enviar mensajes a tus amigos en ICQ? Si bien estas aplicaciones antiguas traen una ola de nostalgia, es probable que no funcionen bien o no satisfagan sus necesidades actuales. Esto se debe a que, en parte, gracias al advenimiento de tecnologías modernas, teléfonos inteligentes más rápidos y redes móviles más capaces, entre otros, las necesidades y expectativas de los clientes están evolucionando a velocidades vertiginosas. Lo que funcionó hace cinco años se ha vuelto obsoleto e inútil ahora. También nos estamos volviendo más exigentes en lo que la tecnología de la información puede hacer por nosotros, y si una aplicación no está algo adaptada y es específica para el usuario, sin mencionar que es rápida e innovadora, rápidamente se va a la basura. Como resultado, las tendencias del mercado están cambiando a un ritmo sin precedentes, por lo que es necesario que los desarrolladores de aplicaciones y las empresas se mantengan al día con estas necesidades cambiantes y adapten sus productos en consecuencia para evitar el olvido. Pero, ¿cómo podemos lograr eso sin construir nuestros productos desde cero? Mediante la creación de una arquitectura de aplicaciones escalable y sostenible.
Construir un backend escalable y sostenible es crucial para crear proyectos y aplicaciones exitosos que no solo puedan satisfacer las necesidades cambiantes de sus usuarios a lo largo del tiempo, sino que también lo hagan sin problemas y sin presiones económicas o de tiempo para su empresa, equipo y clientes. Por eso nosotros, como una empresa de desarrollo de aplicaciones con experiencia, desea explorar algunas de las principales formas de crear un backend escalable y sostenible para ayudarlo a crear una aplicación de alta calidad que pueda crecer con las necesidades de sus usuarios ahora y en el futuro. ¡Vamos a sumergirnos!
¿Qué es la escalabilidad y por qué es importante?
La escalabilidad es la capacidad de un sistema o aplicación de ser lo suficientemente elástico para manejar de manera efectiva cualquier aumento en la cantidad de usuarios, la carga de trabajo o la demanda sin comprometer o sacrificar su rendimiento y confiabilidad. En otras palabras, una aplicación escalable puede adaptar sin problemas parte de su arquitectura para adaptarse a los cambios y manejar el crecimiento sin fallar, sin requerir programación o ajustes innecesarios, o volverse ineficiente. Por el contrario, una aplicación que no es escalable es propensa a experimentar problemas de rendimiento o fallas cuando aumenta su carga de trabajo, lo que afecta negativamente la experiencia del usuario.
En el mundo actual, la escalabilidad es la única forma en que los desarrolladores de aplicaciones pueden cumplir con eficacia las crecientes expectativas de nuestros usuarios en cuanto a tiempos de carga ultrarrápidos, gráficos de alta calidad, disponibilidad las 24 horas, los 7 días de la semana, un rendimiento sin igual y tiempo de inactividad cero. Sin embargo, suponga que su aplicación no funciona correctamente en diferentes condiciones o no puede manejar aumentos en la cantidad de usuarios y la carga de trabajo, por ejemplo. En ese caso, inevitablemente será derrotado por aplicaciones más capaces y escalables que ofrecen una mejor experiencia de usuario y pueden resistir el paso del tiempo. De ahí la importancia de construir una arquitectura de aplicaciones escalable y sostenible.
Hay dos tipos principales de escalado de aplicaciones:
Escalado vertical: El escalado vertical, también conocido como escalado, le permite agregar más CPU, RAM, almacenamiento u otros recursos de hardware a un solo servidor para ayudarlo a satisfacer cualquier demanda creciente o picos en el uso. Ayuda a su aplicación a mejorar su rendimiento y capacidad y, a menudo, es una buena opción para aplicaciones pequeñas y medianas que enfrentan demandas de tráfico cada vez mayores. Aún así, vale la pena señalar que la escala vertical deja de ser viable en algún momento y se vuelve costosa rápidamente porque requiere comprar hardware adicional o actualizar el existente.
Escalado horizontal:: El escalado horizontal, o escalado horizontal, implica agregar nodos adicionales, máquinas virtuales, contenedores o servidores físicos al sistema de su aplicación para ayudarlo a administrar los picos de tráfico. En otras palabras, el escalamiento horizontal lo ayuda a “delegar” la carga de trabajo entre varios servidores en lugar de volcar la carga en uno, lo que puede ser más complejo de implementar que el escalamiento vertical, pero funciona mejor para aplicaciones más extensas con cargas de tráfico muy altas. También suele ser menos costoso que el escalado vertical.
Elija la tecnología adecuada
En primer lugar, debe saber que está trabajando con las mejores herramientas y marcos posibles para su proyecto. Al igual que con cualquier iniciativa de desarrollo de aplicaciones, elegir la tecnología adecuada es fundamental para crear una aplicación con una arquitectura escalable y sostenible. ¿Por qué? Por un lado, porque el rendimiento de su aplicación depende principalmente de las herramientas, los lenguajes de programación, los marcos y las bibliotecas con los que elija trabajar. Como probablemente ya sepa, el rendimiento es uno de los factores más críticos para el éxito, la sostenibilidad y la escalabilidad de su aplicación. Garantiza que su aplicación pueda manejar un gran volumen de solicitudes sin comprometer la velocidad o la estabilidad. Por lo tanto, es fundamental que seleccione tecnologías que puedan manejar grandes volúmenes de tráfico, un lenguaje con un excelente rendimiento en tiempo de ejecución y marcos y bibliotecas que admitan la funcionalidad de su aplicación y que sean asequibles y fáciles de mantener y actualizar.
En segundo lugar, su elección de marcos y herramientas podría afectar significativamente la capacidad de su aplicación para crecer y mantenerse flexible, independientemente de los cambios que necesite implementar para satisfacer las demandas de los usuarios. Su pila tecnológica debe permitirle integrar sin problemas nuevas funciones o actualizar su aplicación cuando sea necesario sin comprometer su estabilidad. Por ejemplo, marcos como Django y Node.Js son excelentes opciones para crear aplicaciones escalables que funcionan de manera óptima en condiciones cambiantes. Python es fácil de aprender y fantástico para crear aplicaciones escalables que necesitan compatibilidad con tecnologías impulsadas por IA, mientras que Java es excelente para aplicaciones multiplataforma con altos niveles de seguridad. Por lo tanto, independientemente de los elementos que componen su pila tecnológica, el éxito de su aplicación y la escalabilidad y sostenibilidad de su arquitectura dependen en gran medida de qué tan bien los elija y qué tan eficientes sean para respaldar la seguridad, el rendimiento, la flexibilidad y el crecimiento de su aplicación.
Ponga la escalabilidad a la vanguardia desde el principio
En el desarrollo de aplicaciones, siempre debe pensar en grande o irse a casa desde el principio. Así es; si no planifica el crecimiento y considera la escalabilidad al diseñar la arquitectura de su aplicación, está condenado al fracaso. Por lo tanto, antes de comenzar a trabajar en cualquier característica de escalabilidad y justo cuando pasa por una fase de planificación e investigación antes de establecer el alcance de su proyecto, debe crear un plan factible que describa sus objetivos y cómo medirlos para garantizar que su aplicación puede manejar el crecimiento y el cambio sin comprometer el rendimiento, la estabilidad o la experiencia del usuario. Definir los objetivos y requisitos de escalabilidad de su aplicación desde el comienzo del proceso de desarrollo de la aplicación implica identificar la cantidad esperada de usuarios iniciales y futuros que su aplicación necesitará admitir, el tráfico de datos actual y anticipado, y las características iniciales en relación con las características potenciales que su aplicación manejará y podrá necesitar en el largo plazo y en diferentes escenarios de crecimiento.
Determinar esta y otra información crucial antes de comenzar el proceso de desarrollo no solo lo ayudará a seleccionar la pila tecnológica, los requisitos arquitectónicos y las necesidades de infraestructura más apropiados, sino que también evaluará y predecirá las demandas futuras y las anticipará para que pueda estar preparado para abordar posibles cambios en características y requisitos y evita que te tomen por sorpresa. Como resultado, puede seleccionar de forma segura la arquitectura más adecuada para su aplicación, elegir una plataforma basada en la nube que pueda escalar rápidamente, como o (más sobre esto más adelante) y defina los requisitos de escalabilidad para que su aplicación pueda cumplir con cualquier cambio sin sacrificar el rendimiento o la eficiencia.
Utilizar contenedorización
La contenedorización es un aspecto esencial de la construcción de una arquitectura de aplicaciones escalable y sostenible. Es el proceso de empaquetar o agrupar una aplicación y su código, componentes, bibliotecas y otras dependencias en un contenedor portátil virtual independiente, único y liviano. Este contenedor también es ejecutable y puede ejecutarse de manera consistente en diferentes entornos, lo que lo hace perfecto para proporcionar un entorno consistente y reproducible en el que puede moverse rápidamente entre una máquina física y una virtual machine (VM). También se puede ejecutar en varias plataformas e infraestructuras, como centros de datos locales o nubes públicas. Los contenedores también suelen estar aislados y autónomos y contienen todos los elementos que su aplicación necesita para ejecutarse, incluidos los marcos, el tiempo de ejecución, el código, las herramientas del sistema, las bibliotecas y la configuración, por nombrar algunos.
Mediante el uso de contenedores, puede:
Reduzca el riesgo de errores, discrepancias y otras incompatibilidades que pueden causar problemas de rendimiento, uso y estabilidad.
Mejorar la portabilidad y mueve tu aplicación entre diferentes plataformas e infraestructuras sin limitaciones geográficas ni tecnológicas. Como resultado, puede escalar su aplicación hacia arriba o hacia abajo en diferentes entornos sin tener que modificar el código o las configuraciones, lo que lo ayuda a crear nuevas actualizaciones instantáneamente sin tiempo de inactividad y garantiza que su aplicación pueda manejar las fluctuaciones en el tráfico o las cargas de trabajo sin problemas.
Implemente más rápido gracias al entorno consistente y reproducible de los contenedores, que se puede probar e implementar fácilmente. Herramientas como Kubernetes, por ejemplo, le permiten automatizar los procesos de implementación y escalado de su aplicación.
Mejorar la utilización de los recursos al permitir que múltiples aplicaciones se ejecuten en el mismo servidor sin problemas, de manera eficiente y sin interferir entre sí. Como resultado, puede optimizar el uso de sus recursos escalando automáticamente su aplicación hacia arriba o hacia abajo en función de cualquier cambio en la demanda. Esto lo ayuda a asegurarse de que su aplicación solo use los recursos necesarios.
Use microservicios
Para crear una arquitectura de aplicaciones escalable y sostenible, debe encontrar los mejores enfoques para el desarrollo de aplicaciones que le permitan modificar partes de su producto sin demasiados problemas; una arquitectura de desarrollo de aplicaciones de microservicios es una excelente herramienta para ayudarlo a lograrlo. Los microservicios son una alternativa más nueva, más popular, moderna, eficiente y “madura” a la arquitectura monolítica. La idea básica detrás de los microservicios es construir sus aplicaciones y su infraestructura utilizando servicios individuales que están encapsulados y funcionan de forma independiente. Le permite dividir una aplicación monolítica en servicios independientes más pequeños que se pueden desarrollar, probar e implementar por separado. Estos servicios individuales, o módulos, tienen bases de datos separadas y lógica y responsabilidades independientes, pero aún funcionan juntos como una especie de sistema disperso donde las partes mantienen una comunicación API constante. En otras palabras, una aplicación de microservicios funciona de la misma manera y realiza las mismas funciones que una aplicación monolítica, pero cada una de sus “partes” funciona como un servicio independiente. De ahí el término microservicios.
Una de las principales ventajas del enfoque de microservicios es que le permite escalar cada servicio de forma independiente, lo que significa que puede realizar implementaciones independientes y operar cada microservicio por separado. También puede asignar más recursos a los servicios que experimentan mucho tráfico o carga de trabajo mientras reduce los servicios que no se usan tanto. Como resultado, puede actualizar cada microservicio de forma independiente en lugar de la aplicación completa, lo que le ayuda no solo a escalar su aplicación sin problemas, sino también a distribuir la carga entre varios servicios, evitando cuellos de botella y mejorando el rendimiento de su aplicación.
Además, un enfoque de microservicios le permite escribir cada servicio en un idioma diferente, elegir la mejor pila de tecnología para cada módulo en lugar de limitarse a una sola tecnología para toda la aplicación, y construir una vez y luego escalar a medida que agrega más funciones y características. sin comprometer la compatibilidad del sistema. Los microservicios también pueden facilitarle la prueba y la depuración de su aplicación porque, dado que cada servicio es independiente, puede probar cada uno de ellos por separado e identificar y resolver problemas rápidamente.
Utilice el almacenamiento en caché y el equilibrio de carga
El almacenamiento en caché y el equilibrio de carga son dos procesos esenciales que pueden ayudarlo significativamente a crear una arquitectura de aplicaciones escalable y sostenible. Aquí hay una breve descripción de cómo funciona cada uno:
Caching: El almacenamiento en caché, o caching, es el método de almacenamiento de copias de todos los datos a los que se accede con frecuencia en una memoria caché o en una ubicación de almacenamiento temporal para que todas las solicitudes posteriores de ese mismo conjunto de datos puedan atenderse desde la memoria caché en lugar de desde la fuente de datos original. Como resultado, los datos se pueden recuperar más rápido y cualquier aumento de la carga de trabajo no compromete el rendimiento de su aplicación en la fuente de datos original. Algunos tipos de almacenamiento en caché incluyen almacenamiento en memoria caché, almacenamiento en caché distribuido y cache en red de entrega de contenido (CDN) .
Balanceo de carga: El equilibrio de carga es el proceso de distribución uniforme del tráfico de red entre varios servidores. Puede ayudar a evitar que los servidores individuales se sobrecarguen con solicitudes, lo que ralentiza significativamente los tiempos de respuesta de su aplicación o provoca tiempo de inactividad e incluso fallas en el servidor. Los balanceadores de carga llevan a cabo dicha tarea apoyándose en algoritmos para equilibrar el tráfico de datos. Y en el caso de una falla del servidor, los balanceadores de carga pueden ayudarlo a mejorar la resistencia, la velocidad y la disponibilidad de su aplicación al redirigir automáticamente el tráfico de datos a los servidores en funcionamiento.
Juntos, el almacenamiento en caché y el equilibrio de carga son esenciales para ayudarlo a crear una arquitectura de aplicaciones escalable y sostenible. Primero, porque pueden ayudar significativamente a reducir la carga de trabajo del servidor y optimizar el uso de los recursos disponibles, lo que hace que su aplicación sea más eficiente en el manejo de un alto tráfico de datos y más resistente a las fallas del servidor. En segundo lugar, porque le permiten agregar servidores adicionales de manera rápida y eficiente si es necesario, lo que puede mejorar la escalabilidad de su aplicación y ayudarla a manejar sin problemas picos repentinos en el tráfico de usuarios sin afectar su rendimiento. Y, por último, estas dos técnicas han demostrado ser muy eficaces cuando se usan junto con otras estrategias de sostenibilidad y escalabilidad de la arquitectura de aplicaciones que hemos discutido en este artículo, como los microservicios, la creación de contenedores y la computación en la nube.
Conclusión
Construir una arquitectura de aplicaciones escalable y sostenible no es un lujo; es fundamental asegurarse de que está entregando aplicaciones que pueden manejar el aumento del tráfico y crecer sin problemas con el tiempo. Por lo tanto, tanto si es un desarrollador de aplicaciones experimentado como si acaba de empezar, si utiliza la tecnología adecuada, diseña para escalabilidad desde el principio y usa herramientas como contenedores, microservicios y almacenamiento en caché y balanceo de carga, puede crear una aplicación rápidamente. arquitectura que evoluciona a medida que aumenta el uso y le permite mantenerla y actualizarla con el tiempo, lo cual es invaluable para brindar una experiencia de usuario confiable y agradable tanto ahora como en el futuro.
Cuéntanos si tienes alguna pregunta o desea que trabajemos para hacer realidad tu idea de aplicación.