Microservicios: ¿Qué son y qué tipos existen? ¿Cómo funciona su arquitectura?

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Los microservicios son una forma de arquitectura de software donde una aplicación se divide en un conjunto de servicios pequeños y autónomos, es decir: cada microservicio se puede implementar y ejecutar de forma independiente.

Esta arquitectura de microservicios ganó popularidad frente a la arquitectura monolítica para el diseño de aplicaciones, pues en el enfoque tradicional todos los elementos estaban contenidos en una sola aplicación. En cambio, los microservicios permiten un mayor nivel de flexibilidad y escalabilidad, además de tener mayores niveles de automatización de los centros de datos.

Hoy en día, esta arquitectura se ha convertido en una de las tendencias más populares en el mundo del desarrollo software, es por eso que dedicamos este artículo a los microservicios: su definición y características, tipos y ejemplos, además de las ventajas y desafíos actualmente.

¿Qué es un microservicio?

 

Como se mencionó, el microservicio es una forma de desarrollo de software que divide una aplicación en pequeños servicios independientes, donde cada uno se ejecuta en su propio proceso y se puede implementar, escalar y mantener por sí mismo. Cabe destacar que el término de microservicios se refiere tanto a un estilo de arquitectura como a un modo de programar software.

Por ello, los microservicios se definen como una manera de programar software o desarrollar estilos de arquitecturas; sus implementaciones se dividen en elementos independientes entre sí, que a diferencia del enfoque tradicional de cada aplicación en donde todo se compila en una sola pieza, los microservicios son piezas autónomas que operan en conjunto para llevar a cabo las mismas tareas. 

qué es un microservicio
Según una encuesta de 2021 de Lightstep, el 75% de las empresas encuestadas adoptaron microservicios y el 91% de ellas informaron que les ayudó a aumentar su agilidad y capacidad de innovación.

Origen del término “Microservicios”

 

El uso del término microservicios se desarrolló principalmente después de la era de la Web 2.0 debido a la necesidad que tenían los departamentos de TI de las empresas de una nueva forma de conceptualizar el entorno de desarrollo de software para reflejar el ecosistema y las prácticas recomendadas actuales.

El término “microservicios” fue utilizado por primera vez por el desarrollador británico Martin Fowler en 2014. En su artículo, describe cómo Netflix adoptó una arquitectura de microservicios para mejorar su capacidad de respuesta ante los cambios del mercado.

 

El uso de microservicios para el desarrollo de aplicaciones web y móviles ha aumentado la complejidad del soporte de las operaciones de las empresas por parte de los administradores de centros de datos. En lugar de contar simplemente con Oracle, IBM o Microsoft para obtener todas las soluciones necesarias de software y para el centro de datos, las empresas ahora se encuentran ante un panorama con millones de proyectos de código abierto que ofrecen soluciones empresariales para su negocio.

Numerosos estándares web tienen versiones distintas creadas por diferentes empresas. Muchos lenguajes de programación y bases de datos tienen funciones similares. Cada equipo de desarrollo tiene sus propias preferencias en cuanto a herramientas y métodos de programación.

Gestionar toda esta complejidad en la era del cloud dentro de un departamento de TI corporativo unificado, ha generado la necesidad de utilizar los microservicios en el desarrollo de software profesional de muchas organizaciones complejas de todo el mundo.

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Netflix adoptó una arquitectura de microservicios para mejorar su capacidad
Netflix es una empresa conocida por su uso de microservicios para construir y escalar su plataforma de streaming de video. Los microservicios permiten que la plataforma sea altamente modular y escalable.

Características de los microservicios

 

Esta arquitectura de software se está utilizando cada vez más en el desarrollo de aplicaciones, pues permite desarrollar, implementar y escalar aplicaciones de forma más eficiente, además de que también facilita el trabajo en equipo y la colaboración entre desarrolladores.

Aunque los microservicios no actúan de manera estándar, existen elementos comunes en este tipo de arquitectura. A continuación, enlistamos sus características fundamentales.

Modularidad

 

Los microservicios están diseñados como servicios independientes, autónomos y ligeros, por lo que cada uno de ellos puede ser desplegado y modificado sin afectar otros aspectos esenciales de la aplicación. De hecho, cada módulo cuenta con su propia base de datos (es decir, no acuden todos a la misma), lo cual reduce mucho el margen de sobrecarga y la caída de la aplicación.

Además, los servicios tienen una lógica ligera, es decir, cuentan con pequeñas responsabilidades. Esto permite simplificar el proceso de desarrollo porque cada servicio se puede desarrollar, implementar y escalar de forma más sencilla. 

La modularidad de los microservicios brinda una forma conveniente y ágil de desarrollar aplicaciones para los requerimientos de cualquier empresa hoy en día. 

Composición ligera

 

Otra característica clave de los microservicios es la composición: los microservicios se denominan “micro” porque son servicios ligeros con una lógica simple. Esto significa que los desarrolladores solo tienen que preocuparse, por una parte, específica de la aplicación, y así enfocarse en el desarrollo y prueba de un solo servicio en lugar de una aplicación completa.

Los módulos multifuncionales consiguen la creación de un módulo común para todos ofreciendo un servicio en concreto, lo que conlleva grandes beneficios como el ahorro de tiempo y la agilidad en las tareas de mantenimiento: la revisión de un módulo no detendrá al resto del equipo y el flujo de trabajo para completar otras actividades. El área de desarrollo trabajará de forma más rápida y eficiente.

Además, los microservicios se pueden comunicar entre sí a través de la API. Es decir, los desarrolladores pueden combinar el código de varios microservicios para crear una solución mucho más potente que las que se obtienen con la arquitectura monolítica tradicional.

Independencia de plataforma y ejecución multiplataforma

 

Los microservicios están diseñados para ser interoperables, esto significa que deben ser independientes de la plataforma subyacente y de los lenguajes de programación. Por ello, los desarrolladores pueden utilizar cualquier lenguaje de programación para desarrollar un microservicio específico.

Esta característica también brinda a los desarrolladores la capacidad de ejecutar una aplicación en múltiples plataformas externas, lo que permite mayor capacidad y velocidad de respuesta al momento de ofrecer soluciones con el menor costo posible.

De esta forma, los desarrolladores no tienen que preocuparse por la plataforma en la que la aplicación se está ejecutando y los usuarios finales pueden disfrutar de una única aplicación en todas las plataformas.

Aplicación de DevOps 

 

La aplicación de DevOps es una técnica de desarrollo de software que implica la automatización de la mayoría de los aspectos del desarrollo de software. Los microservicios se adaptan perfectamente al Enfoque DevOps.

Esto se debe a que los microservicios se desarrollan y se implementan como una colección de servidores separados, lo que significa que el equipo de DevOps puede automatizar fácilmente el proceso de desarrollo y lanzamiento de una aplicación.

En pocas palabras: las pruebas y las implementaciones se pueden realizar de forma mucho más rápida y eficiente, lo que contribuye a un desarrollo mucho más eficiente.

Diseño con un propósito específico

 

Cuando decimos que cada microservicio está diseñado con un propósito específico, nos referimos a que este enfoque toma en cuenta las necesidades y preferencias del negocio o cliente donde serán implementados (al contrario de la arquitectura monolítica).

El hecho de que los diferentes microservicios se pueden combinar para formar una solución completa, implica que los desarrolladores pueden seleccionar, diseñar y ensamblar los servicios individuales para satisfacer requisitos sumamente personalizados.

Monitoreo y capacidad de respuesta

 

Debido a que varios servicios están comunicados, son esenciales los sistemas de aviso y actuación por si se llega a registrar algún fallo de estos servicios. Es decir, nos daría una advertencia, envío de un mail a soporte, etc. Este sistema es positivo, ya que favorece a una buena gestión entre los módulos funcionales restantes.

Monitoreo de la arquitectura de microservicios
De acuerdo con una investigación de Grand View Research, se espera que el mercado de microservicios crezca a una tasa compuesta anual del 22,5% entre 2021 y 2028, impulsado por la demanda de una mayor escalabilidad y flexibilidad en los sistemas empresariales.

¿Qué tipos de microservicios existen?

 

Los microservicios se pueden dividir en cinco diferentes categorías: API, Procesamiento de datos, Almacenamiento, Lógica de negocio e Interfaz de usuario.

A continuación, te explicamos a detalle estos diferentes tipos de microservicios que se pueden utilizar para desarrollar una gran variedad de aplicaciones y servicios, además de algunos ejemplos.

1. API Gateway

El API Gateway es un tipo de microservicio encargado de conectar los servicios web para proveer un punto único de entrada. Esto asegura que cada servicio web reciba y entregue la información apropiadamente. Los principales usos de un API Gateway incluyen el monitoreo de los servicios, el equilibrio de carga, la autenticación y la administración de la seguridad.

Los API Gateways han demostrado ser útiles para reducir el tiempo de desarrollo, mantener el alto rendimiento y mejorar la administración de la seguridad. La capacidad de realizar una administración centralizada del flujo de trabajo permite que los equipos de desarrollo trabajen con mayor eficiencia y se reduzca la necesidad de servicios monolíticos.

a) API: Un servicio API es una capa de interfaz para el intercambio de información entre aplicaciones y servicios. Esto le permite a un determinado servicio o aplicación exponer una interfaz única para usuarios externos e internos para una variedad de funcionalidades.

Un ejemplo de API es un servicio que expone una interfaz para la obtención de recomendaciones de productos. Esto le permite a una aplicación obtener información de productos específicos y exponer información de los mismos al usuario final.

b) Procesamiento de datos: Los microservicios de procesamiento de datos le permiten a una aplicación recopilar, procesar y almacenar grandes cantidades de datos. Estos procesos se realizan en pequeños paquetes de cálculo y se compilan a un gran volumen de datos.

Un ejemplo es un servicio que procesa datos en tiempo real y los almacena en una base de datos. Esto le da a una aplicación la capacidad de procesar datos a gran escala sin necesidad de una infraestructura de procesamiento de datos masiva.

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Microservicios de caché

c) Almacenamiento: Los microservicios de almacenamiento le permiten a una aplicación almacenar y recuperar datos de una base de datos centralizada o una gran base de datos distribuida. Esto le da a a la aplicación la capacidad de procesar y almacenar grandes volúmenes de datos sin necesidad de una gran infraestructura de base de datos.

d) Lógica de negocio: Los microservicios de lógica de negocio son servicios que se encargan de realizar tareas específicas relacionadas con el funcionamiento del negocio. Esto incluye la validación de pedidos, transacciones financieras, gestión de inventario y otras tareas relacionadas.

Un ejemplo de microservicios de lógica de negocio es un servicio que realiza un seguimiento de las transacciones realizadas por un usuario. Esto le da a una aplicación la capacidad de procesar las transacciones de los usuarios de manera segura y eficiente.

e) Interfaz de usuario: Los microservicios de interfaz de usuario le permiten a una aplicación servir interfaces de usuario optimizadas para diferentes dispositivos a la vez. Esto incluye pantallas sensibles al tamaño, diseños adaptables a la orientación y diseños optimizados para distintos sistemas operativos.

Un ejemplo es un servicio que personaliza la interfaz de usuario de una aplicación en función de los datos y preferencias del usuario. Esto le da a una aplicación la capacidad de ofrecer una experiencia de usuario mejorada de manera individual.

2. Servicios de autenticación

Los servicios de autenticación son un tipo de microservicio encargado de validar el acceso a los sistemas y proporcionar la autorización necesaria para la realización de determinadas tareas. Estos servicios son responsables de validar las credenciales de los usuarios y proporcionar la autorización necesaria para acceder a la información o realizar ciertas acciones.

Los servicios de autenticación se pueden utilizar para proteger sus aplicaciones de los ataques de hackers, controlar el acceso a los datos y asegurar que todos los usuarios autorizados tengan acceso a la información deseada. Estos servicios también pueden proporcionar un mayor nivel de privacidad al permitir a los usuarios encriptar y/o encapsular la información para que no pueda ser vista por otros.

3. Servicios de monitorización

Los servicios de monitorización son un tipo de microservicio encargado de supervisar el rendimiento de los demás microservicios. Estos pueden utilizar diferentes herramientas para identificar problemas y producir informes sobre el estado de los microservicios en toda la plataforma. Estas herramientas pueden ayudar a los equipos de desarrollo a detectar problemas antes de que lleguen a los usuarios finales.

Los servicios de monitorización proporcionan información valiosa acerca del rendimiento de los microservicios y ayudan a los desarrolladores a identificar cualquier problema de rendimiento o seguridad. Estos servicios también pueden detectar patrones de comportamiento e identificar los problemas que pueden afectar el rendimiento.

Otra forma de presentarse es la siguiente:

– Cadena de Block de microservicios

Los microservicios basados en blockchain brindan una plataforma de transparencia de datos que los desarrolladores pueden usar para consolidar cadenas, construir aplicaciones de consenso, respaldar procesos de administración de activos y mejorar la seguridad regional. Esta tecnología es una solución prometedora para administrar procesos empresariales, finanzas en tiempo real, seguridad informática avanzada, identificación y verificación, y soluciones basadas en blockchain.

Al aprovechar los microservicios de blockchain, la administración de transacciones deviene en más segura y confiable. Una ventaja adicional es que ayuda a agilizar las operaciones evitando conflictos relacionados con procesos manuales. Las cadenas de micro-servicios también proporcionan una plataforma para lograr una consola de administración uniforme, lo que permite a los desarrolladores administrar fácilmente todos los server microservicios sin caer en la redundancia. La implementación de micro-servicios blockchain dará lugar a un contexto empresarial más seguro, ya que los datos se almacenan en cada nodo de la red, haciendo que sea muy difícil para cualquier entidad modificar los datos en la blockchain sin ser detectado. Además, los micro-servicios también se utilizan para que los usuarios en la red compartan datos entre sí, reduciendo la necesidad de servidores externos.

– Microservicios de Análisis y Big Data

Los microservicios de análisis y Big Data se encuentran entre los tipos más interesantes de microservicios. Estos se utilizan para organizar, limpiar y transformar un mar de datos en datos significativos. Los servidores de microservicios de análisis y Big Data tienen la capacidad de procesar enormes cantidades de datos sin afectar los tiempos de respuesta. Esto en última instancia permite a las empresas tomar decisiones más efectivas basadas en datos.

Los microservicios de análisis y Big Data se fundamentan en la estructura de tres capas de datos. Esta estructura incluye el control, el almacenamiento y el procesamiento de datos. Estos se utilizan para procesar datos masivos y generar datos significativos. Esto permite a las empresas descubrir nuevas tendencias, reducir los tiempos de respuesta y realizar inspecciones en tiempo real. Estos microservicios también se utilizan para la predicción ya que son capaces de identificar patrones en los datos masivos y proporcionar una precisión mejorada en la toma de decisiones.

– Microservicios de Health Check.

Los health check de microservicios permiten monitorizar la salud y el funcionamiento de las aplicaciones. Estos toman muestras de datos de todos los servicios en tiempo real para determinar si se están ejecutando correctamente. También notifican al usuario si se produce algún problema para que pueda tomar acciones correctivas. Esto proporciona una plataforma de supervisión de calidad inmediata que ayuda a minimizar riesgos y la incertidumbre relacionados con el uso o la migración de aplicaciones a servidores de microservicios.

Los checks de salud de microservicios se basan en cualquier combinación de datos de producción, tales como el tiempo de respuesta, tiempos de carga, los niveles de uso de la memoria, etc. Los checks de salud se realizan en intervalos predeterminados y proporcionan información sobre qué servicios se están ejecutando correctamente en todos los nodos del servidor. Además de proporcionar información sobre la salud de los microservicios, estos checks también pueden ayudar a detectar desequilibrios de carga entre los servidores, anomalías de lógica de negocio y otros problemas relacionados con los servicios.

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¿Cómo funciona la arquitectura de microservicios?

 

La principal misión de los microservicios es incrementar la funcionalidad disponible en un servidor web con respecto a la que ofrece de forma predeterminada la plataforma de gestión del sistema operativo, la red o el centro de datos. Algunos microservicios son extensiones de la pila del servidor web, como las plataformas de lenguajes de programación y los marcos de bases de datos.

Para poder desarrollar aplicaciones PHP y MySQL, el entorno del servidor web debe estar configurado para ser compatible con la plataforma LAMP. Las soluciones basadas en microservicios compiten sobre todo con la arquitectura orientada a los servicios proporcionada por Microsoft, Oracle, IBM y otras grandes empresas de TI en distribuciones de código cerrado. Las grandes empresas ahora deben admitir múltiples aplicaciones escritas en PHP, Python, Ruby-on-Rails, Java, C++, ASP.net, etc. conjunta o simultáneamente en los entornos de producción.

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Por otro lado, un centro de datos puede tener múltiples bases de datos en funcionamiento a través de máquinas virtuales en hardware multicliente. Un servidor web debe estar configurado de forma compatible con extensiones personalizadas para transmitir contenido multimedia e integraciones de API. La combinación de todos estos servicios de terceros y de código abierto supone miles de microservicios en un servidor web habitual en un entorno de producción, que deben multiplicarse por los millones de máquinas virtuales hyper escalables de un entorno de servicios de cloud pública.

La mejor manera de entender la arquitectura de microservicios es imaginarse las capas de software de la pila del servidor web. El sistema operativo del servidor web puede ser Windows, Linux o BSD. Hay herramientas para la gestión del centro de datos y el equilibrio de carga de la red; es posible elegir Apache, IIS, NGINX, Caddy, Tomcat, etc.,. Acontinuación, se encuentra la capa para el lenguaje de programación instalado, como PHP, ASP.net, Python, Ruby, Perl, Java y Go yespués está la capa de los marcos de bases de datos, como MySQL, MSSQL, PostgreSQL y MongoDB.

Otra capa funciona para las utilidades de almacenamiento en caché, como Varnish, Redis, redes de distribución de contenido (CDN) y las utilidades de optimización. Otras capas pueden incluir servidores perimetrales, plataformas sin servidor y la integración de la inteligencia artificial o el aprendizaje automático. Dentro de un ecosistema de cloud existen miles de microservicios que funcionan simultáneamente y que es necesario gestionar en la red de servicios para facilitar la interoperabilidad, el enrutamiento y las comunicaciones.

Ventajas y desafíos de los Microservicios

 

A continuación detallamos las ventajas y desafíos de este tipo de arquitectura.

  • Agilidad. Dado que los microservicios se implementan de forma independiente, resulta más fácil administrar las correcciones de errores y las versiones de características, ya que el servicio se puede actualizar sin volver a implementar toda la aplicación y revertir una actualización si algo va mal. En muchas aplicaciones tradicionales, un error en una parte de la aplicación puede bloquear todo el proceso de lanzamiento, por lo que es posible que se requieran nuevas características a la espera de que se integre, pruebe y publique una corrección de errores.
  • Equipos pequeños y centrados. Un microservicio debe ser lo suficientemente pequeño como para que un solo equipo lo pueda compilar, probar e implementar. Mientras los equipos pequeños favorecen la agilidad, los equipos grandes suelen ser menos productivos porque la comunicación es más lenta, aumenta la sobrecarga de administración y la agilidad disminuye.
  • Base de código pequeña. En las aplicaciones monolíticas, con el paso del tiempo se da la tendencia de que las dependencias del código se acaban enredando. Para agregar una característica nueva, es preciso modificar el código en muchos lugares.
  • Aislamiento de errores. Si un microservicio individual no está disponible, no interrumpirá toda la aplicación, siempre que los microservicios ascendentes estén diseñados para controlar los errores correctamente. Por ejemplo, puede implementar o diseñar la solución para que los microservicios se comuniquen entre sí mediante patrones de mensajería asincrónica.
  • Escalabilidad. Los servicios se pueden escalar de forma independiente, lo que permite escalar horizontalmente los subsistemas que requieren más recursos, sin tener que escalar horizontalmente toda la aplicación. Mediante un orquestador como Kubernetes o Service Fabric se puede empaquetar una mayor densidad de servicios en un solo host, lo que aumenta la eficacia en el uso de los recursos.
  • Aislamiento de los datos. Al verse afectado solo un microservicio, es mucho más fácil realizar actualizaciones del esquema. En una aplicación monolítica, las actualizaciones del esquema pueden ser muy complicadas, ya que las distintas partes de la aplicación pueden tocar los mismos datos, por lo que realizar modificaciones en el esquema resulta peligroso.

Ventajas

  • Los componentes de la aplicación se pueden construir en diferentes lenguajes de programación.
  • Se pueden mantener los flujos individuales de desarrollo e implementación continuos.
  • Se pueden construir aplicaciones extremadamente escalables.
  • Frecuentemente resultan en costos operativos más bajos.
  • El aislamiento y la estructura flexible permiten actualizaciones y mejoras .
  • Equipo de trabajo mínimo.
  • Escalabilidad.
  • Funcionalidad modular, módulos independientes.
  • Libertad de desarrollar y desplegar servicios de forma independiente.
  • Uso de contenedores permitiendo el despliegue y el desarrollo de la aplicación rápidamente.
 
 

Desventajas

  • Alto consumo de memoria.
  • Necesidad de tiempo para poder fragmentar distintos microservicios.
  • Complejidad de gestión de un gran número de servicios.
  • Necesidad de desarrolladores para la solución de problemas como latencia en la red o balanceo de cargas.
  • Pruebas o testeos complicados al despliegue distribuido.
 
 
Microservicios
Según un estudio de 2021 de IDC, se prevé que el gasto mundial en tecnologías relacionadas con los microservicios alcance los $18.000 millones en 2023, lo que representa un aumento del 23,3% respecto al gasto de 2020.

Importancia de los microservicios para tu negocio 

 

La mayoría de las empresas están adoptando esta arquitectura debido a los numerosos beneficios que ya hemos mencionado. Su capacidad modular de dividir funcionalidades es una gran ventaja para las empresas debido a que pueden mejorar sus aplicaciones en partes en lugar de tener que reorganizar toda su estructura.

Los microservicios son importantes para las empresas porque ofrecen una gran cantidad de ventajas que pueden mejorar la productividad dentro de la organización. Los microservicios ofrecen una mayor flexibilidad para aplicaciones y servicios, permitiendo a una empresa mejorar su infraestructura con un nivel más bajo de complejidad y costos. Esto permite a las empresas invertir menos tiempo y recursos para desarrollar e implementar nuevas características para sus aplicaciones.

Una encuesta de 2020 de Camunda reveló que el 65% de las empresas encuestadas estaban utilizando orquestación de servicios en la nube para administrar sus microservicios, mientras que el 35% utilizaba arquitecturas sin servidor.

 

Los microservicios también permiten a las empresas mejorar la escalabilidad de sus aplicaciones. Esto significa que cuando un componente tiene una carga mayor, puede ajustarse al tamaño necesario para satisfacer el tráfico, en lugar de tener que reformular toda la estructura. De esta manera, las empresas mantienen su aplicación en línea sin demoras.

Los microservicios también brindan flexibilidad a la hora de seleccionar y administrar el hardware utilizado para la ejecución de la base de código. Esto significa que las empresas pueden utilizar hardware de fuentes diferentes y coordinar el trabajo de desarrollo para cada componente de manera eficiente. No solo le brinda a la empresa una mayor flexibilidad, sino que también le ayuda a ahorrar en gastos.

Según una encuesta de 2020 de DZone, las principales ventajas de los microservicios incluyen una mayor escalabilidad (70%), una mayor flexibilidad (59%), una mejor capacidad de mantenimiento y actualización (51%), y una mayor agilidad en el desarrollo y la implementación de software (45%).

 

Además, con los microservicios, los desarrolladores tienen la oportunidad de empezar a trabajar en un proyecto de cero, lo que lo hace mucho más rápido que con enfoques más tradicionales. Los desarrolladores aprovechan el tiempo al máximo, lo que beneficia tanto a la empresa como al desarrollador.

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Comunidades de microempresas

 

Los microservicios son especialmente útiles para las pequeñas empresas debido a su facilidad de uso. Estos servicios son mucho más baratos que las alternativas tradicionales y le permiten a las pequeñas empresas desarrollar aplicaciones de manera rápida y eficiente. El hecho de que los microservicios permitan el desarrollo de aplicaciones de forma modular también hace que sean particularmente útiles para empresas más pequeñas que estén limitadas por un presupuesto limitado.

Conclusiones

 

En conclusión, los microservicios son una gran ventaja tanto para las grandes como para las pequeñas empresas. Esta tecnología ofrece una mayor flexibilidad y escalabilidad para el desarrollo de aplicaciones y permite ahorrar tiempo y dinero en desarrollo. Además, los microservicios proporcionan una forma única y eficiente de mantener a la empresa al día con las últimas tendencias tecnológicas. Por todos estos motivos, es fácil ver por qué los microservicios continúan ganando popularidad entre las empresas de hoy.

Además, los microservicios permiten a las pequeñas empresas mantenerse actualizadas con las últimas tendencias tecnológicas de manera más rápida y sencilla al desarrollar sus aplicaciones de forma modular.

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