¿Te interesa el desarrollo de software y querés entender cómo se estructuran las aplicaciones que usamos todos los días? En este artículo te explicamos los principales tipos de arquitecturas de software y cómo podés aprender a aplicarlas desde cero.
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¿Qué es la arquitectura de software?
La arquitectura de software consiste en distintos tipos de patrones que, a la hora de crear un programa, ayudan en la planificación y construcción del mismo. Su importancia radica en que se lleva a cabo para cumplir requerimientos y producir estructuras que permitan cambios fácilmente.
Tipos de arquitecturas de software
Existen diferentes tipos de arquitecturas de software, entre las que se pueden encontrar:
- Cliente-servidor
- Red entre pares
- Modelo-vista-controlador (MVC)
- Arquitectura orientada a eventos (EDA)
- Arquitectura de Microservicios
- Arquitectura en Capas (Multicapas)
- Arquitectura Hexagonal
- Arquitectura monolítica
Cliente-servidor
Este tipo de patrón de arquitecturas de software refiere a la existencia de un servidor que proporciona un servicio a un cliente (persona o empresa). Cuando el cliente solicita determinados datos al servidor, el servidor acepta el proceso y entrega los datos que solicitó el cliente.
Entre las ventajas de este patrón, se tiene en cuenta que todos los datos se encuentran en un mismo lugar, requiere poco mantenimiento y la recuperación de los datos es posible.
Como desventajas, los clientes pueden verse afectados por virus, troyanos y phishing. Además, los servidores son propensos a sufrir ataques de denegación de servicio (también conocidos como ataques DoS), y los datos pueden ser modificados durante su transmisión.
Red entre pares
Más conocida como red peer-to-peer, es una de las arquitecturas de software que permite compartir una gran cantidad de datos. A diferencia del modelo cliente-servidor, este consiste en una red descentralizada de clientes y servidores. Todas las partes consumen recursos, sin la necesidad de un servidor centralizado.
Uno de sus grandes beneficios es que, debido a la falta de un servidor central, los gastos son menores, por lo que puede resultar más económico. Por otro lado, como desventaja, si uno de los pares es atacado por un virus, es alta la posibilidad de que le lleve ese mismo virus al resto de pares conectados en la red.
Modelo-vista-controlador (MVC)
El patrón MVC se utiliza porque permite separar componentes de un programa basándose en la responsabilidad de cada uno, por ende, si se requiere hacer una modificación en una parte específica del código, el resto permanece intacto.
Emplea tres componentes: modelo, vista y controlador. El modelo se hace cargo de los datos, ya sean actualizaciones, búsquedas u otros. El controlador recibe las órdenes del cliente para, posteriormente, solicitar los datos al modelo y comunicar a la vista, que es la representación visual de los datos (interfaz gráfica).
En este tipo de arquitecturas de software, el proceso de desarrollo es más rápido, ya que varios desarrolladores pueden trabajar a la vez. Además, las modificaciones, de la misma forma que pasa con el patrón anterior, no afectan a la arquitectura entera.
Sin embargo, en lo que respecta a las desventajas, podemos señalar que es un patrón complejo. Los desarrolladores deben estar correctamente entrenados para trabajar con las partes asignadas.
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Arquitectura orientada a eventos (EDA)
Para comprender este tipo de arquitecturas de software, es importante saber que nos referimos a sucesos de una manera diferente. Comúnmente, se habla de evento como un suceso de índole social, pero el evento en este caso consiste en un cambio en el estado de una aplicación.
Se diferencia de otras arquitecturas de software porque es asíncrona y distribuida, utilizada principalmente para la creación de aplicaciones escalables. Sus componentes no se comunican de forma síncrona. El resultado esperable es que las aplicaciones envíen eventos y otros componentes reaccionen a ellos, procesándolos y generando nuevos eventos.
Entre sus ventajas, la arquitectura orientada a eventos se caracteriza por su flexibilidad. Debido a que los componentes procesadores de eventos tienen solamente una responsabilidad, si acontece un cambio se aísla un solo componente, manteniendo el resto inalterado.
Aunque la arquitectura orientada a eventos es esencial para empresas que necesitan atender millones de solicitudes, también tiene sus desventajas. Por ejemplo, que las soluciones asíncronas son difíciles de decodificar.
Arquitectura de Microservicios
La arquitectura de microservicios es una de las más buscadas en la actualidad. Consiste en la creación de componentes de software que se dedican a realizar una única tarea y son autosuficientes, por lo que evolucionan de forma independiente.
Vale aclarar también que, cuando nos referimos a microservicios, hablamos de pequeños programas (aplicaciones) que brindan servicios con el fin de resolver determinadas tareas. Como gran ventaja, la arquitectura de microservicios destaca por sus componentes encapsulados, ya que pueden evolucionar a la velocidad requerida y cada microservicio se puede desarrollar con distintas tecnologías (bases de datos).
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Arquitectura en capas (multicapa)
Organiza el sistema en capas bien definidas, donde cada una tiene una responsabilidad específica. Las capas más comunes son: presentación (interfaz de usuario), lógica de negocio, acceso a datos y, en algunos casos, una capa de servicios o API. Esta separación facilita la mantenibilidad, ya que los cambios en una capa suelen no afectar directamente a las demás. Además, mejora la escalabilidad y reutilización del código, permitiendo que distintas partes del sistema evolucionen de manera independiente. Es uno de los estilos más utilizados en aplicaciones empresariales tradicionales.
Arquitectura hexagonal
También conocida como arquitectura de puertos y adaptadores, este enfoque busca aislar el núcleo de la aplicación (la lógica de negocio) de cualquier dependencia externa como bases de datos, interfaces web, sistemas de mensajería o APIs de terceros. Esto se logra mediante puertos (interfaces definidas por el dominio) y adaptadores (implementaciones concretas para esas interfaces). El principal beneficio es que facilita las pruebas unitarias, la flexibilidad tecnológica y la sustitución de componentes externos sin afectar el núcleo de la aplicación. Es una excelente opción para aplicaciones complejas con múltiples integraciones.
Arquitectura monolítica
En este enfoque, todos los componentes y funcionalidades de la aplicación están integrados en una única base de código y se despliegan como una sola unidad ejecutable. Es una solución sencilla y rápida de implementar para aplicaciones pequeñas o medianas, especialmente en etapas iniciales de desarrollo. Sin embargo, a medida que el sistema crece, puede volverse más difícil de mantener, escalar y desplegar, ya que cualquier cambio requiere volver a compilar y desplegar toda la aplicación. A pesar de sus limitaciones, sigue siendo una opción válida cuando se prioriza la simplicidad y velocidad de entrega en entornos controlados.
Elementos de la arquitectura de software
La arquitectura de software se conforma mediante la combinación de varios elementos y conceptos. Estos elementos fundamentales se combinan para definir la estructura y el diseño del sistema de software. Entre ellos se encuentran:
Componentes: Son los módulos, servicios o partes del software que realizan tareas específicas dentro del sistema. Estos pueden incluir componentes de interfaz de usuario, lógica de negocio, acceso a bases de datos, servicios web, entre otros.
Conexiones: Representan cómo los componentes se comunican y colaboran entre sí. Esto incluye la definición de interfaces, protocolos de comunicación y flujos de datos.
Patrones de diseño: Son soluciones probadas y recurrentes para problemas comunes de diseño de software. Los patrones pueden ayudar a estructurar el software de manera efectiva.
Estilo arquitectónico: Es el enfoque de alto nivel que rige la estructura del sistema. Algunos ejemplos incluyen la arquitectura de tres capas, la arquitectura orientada a servicios (SOA), la arquitectura de microservicios y otras variantes modernas.
Requisitos no funcionales: Son los atributos de calidad que debe cumplir la arquitectura del software, como el rendimiento, la escalabilidad, la seguridad y la disponibilidad.
Tecnologías y herramientas: La elección de tecnologías como lenguajes de programación, bases de datos, frameworks y plataformas de despliegue tiene un impacto directo en la arquitectura.
Documentación: Es esencial para describir y comunicar la arquitectura a los miembros del equipo y las partes interesadas. Esto incluye diagramas, descripciones de componentes, interfaces y decisiones clave de diseño.
Consideraciones de evolución y mantenimiento: Una arquitectura bien diseñada debe ser flexible y preparada para adaptarse a cambios futuros, asegurando la sostenibilidad del software a lo largo del tiempo.
Por último, si nos enfocamos en las desventajas, este tipo de arquitecturas de software necesita un buen equipo que pueda administrar los componentes de manera correcta, puesto que puede ser un poco complicado.
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