Arquitectura basada en células

La arquitectura basada en células (CBA) es un paradigma de diseño de software que estructura las aplicaciones como una colección de pequeñas unidades autónomas llamadas "células". Cada célula encapsula una funcionalidad específica junto con sus propios datos, lógica y estado, lo que permite un desarrollo, una implementación y un escalamiento independientes. La CBA es un enfoque holístico que combina aspectos de la arquitectura de aplicaciones, la arquitectura de implementación y la arquitectura organizacional (personas/equipo). Esta integración alinea el diseño técnico con las estructuras de equipo, lo que promueve la modularidad, la agilidad y la colaboración eficiente en todos los procesos de desarrollo.

En la arquitectura basada en celdas, las aplicaciones se descomponen en múltiples celdas, cada una de las cuales representa un contexto delimitado con sus propios datos, lógica y estado. Las celdas interactúan entre sí a través de interfaces bien definidas, lo que promueve un acoplamiento flexible y una alta cohesión. Este enfoque facilita el desarrollo paralelo y permite que los equipos se concentren en celdas individuales sin afectar a todo el sistema.

El concepto de arquitectura basada en celdas fue desarrollado en el verano de 2018 por Asanka Abeysinghe , CTO, y Paul Fremantle , CTO fundador de WSO2 , una empresa global de software de infraestructura empresarial. Al reconocer las limitaciones y complejidades asociadas con las arquitecturas de microservicios tradicionales, introdujeron la noción de una "celda" como una abstracción de nivel superior sobre los microservicios. La arquitectura se centra en un mejor aislamiento, observabilidad y gobernanza al agrupar microservicios relacionados en una única unidad implementable.

La especificación inicial y los principios de diseño se documentaron en la Arquitectura de referencia basada en células , creada por Asanka y Paul . ^[1] Desde entonces, la arquitectura ha influido en el desarrollo de herramientas y plataformas destinadas a simplificar la implementación y la gestión de aplicaciones distribuidas.

• Célula : Unidad fundamental de implementación y operación. Una célula incluye todos los componentes necesarios (como servicios, bases de datos y configuraciones) para funcionar de manera independiente.
• Componente : la unidad funcional más pequeña dentro de una célula. Los componentes son servicios individuales o microservicios que, en conjunto, forman la funcionalidad de una célula. Se encargan de tareas específicas y pueden desarrollarse, probarse e implementarse de forma independiente dentro del contexto de una célula.
• Aislamiento : las celdas funcionan de forma aislada para evitar fallas en cascada y mejorar la seguridad. El aislamiento garantiza que los problemas dentro de una celda no afecten negativamente a las demás.
• Comunicación entre células : las células se comunican a través de API o protocolos de mensajería, utilizando formatos y protocolos estandarizados para garantizar la interoperabilidad.
• Observabilidad : cada celda incorpora capacidades de registro, monitoreo y rastreo para brindar información sobre su desempeño y comportamiento.

• Escalabilidad : las celdas individuales se pueden escalar horizontalmente según las demandas de carga de trabajo, lo que optimiza la utilización de recursos.
• Mantenibilidad : Se pueden realizar actualizaciones y mantenimiento en celdas individuales sin requerir cambios en todo el sistema.
• Resiliencia : El aislamiento de las células mejora la tolerancia a fallas, ya que las fallas quedan contenidas dentro de las células afectadas.
• Agilidad : Los equipos de desarrollo pueden trabajar independientemente en diferentes celdas, acelerando los ciclos de desarrollo y las implementaciones.

• Gestión de la complejidad : orquestar múltiples celdas requiere herramientas y prácticas de gestión sólidas.
• Sobrecarga de comunicación : el aumento de las interacciones entre celdas puede generar latencia y requerir infraestructuras de red eficientes.
• Consistencia de los datos : mantener la consistencia entre celdas distribuidas puede ser un desafío y requiere un diseño cuidadoso de mecanismos de sincronización de datos.

• Arquitectura de microservicios : la arquitectura basada en celdas se emplea a menudo para implementar microservicios, proporcionando un marco estructurado para la descomposición de servicios.
• Aplicaciones nativas de la nube : adecuadas para aplicaciones diseñadas para entornos de nube, aprovechando las plataformas de orquestación y contenedorización.
• Sistemas empresariales : aplicables en grandes organizaciones donde la modularización puede reducir la complejidad y mejorar la colaboración entre equipos.

• Contenerización : tecnologías como las celdas de paquetes Docker para una implementación consistente en todos los entornos.
• Plataformas de orquestación : Kubernetes y herramientas similares administran la implementación, el escalamiento y el funcionamiento de las celdas.
• Mallas de servicio : herramientas como Istio proporcionan funciones de red avanzadas para una comunicación entre celdas segura y confiable.

• Arquitectura monolítica : a diferencia de los sistemas monolíticos, la arquitectura basada en celdas divide las aplicaciones en unidades discretas, lo que mejora la flexibilidad y la escalabilidad.
• Arquitectura orientada a servicios (SOA) : si bien ambas promueven la modularidad, la arquitectura basada en celdas se centra en unidades más pequeñas, que se pueden implementar de forma independiente, con mayor énfasis en el aislamiento.

• Microservicios
• Arquitectura orientada a servicios
• Computación distribuida
• Computación en la nube

• Abeysinghe, A., y Fremantle, P. (junio de 2018). Arquitectura basada en celdas: una arquitectura de referencia descentralizada para aplicaciones nativas de la nube . GitHub de WSO2. Enlace a la arquitectura de referencia.
• WSO2. (2018). La arquitectura basada en células: reescribiendo el futuro de la integración . Libro blanco de WSO2.
• Abeysinghe, A. (2019). Arquitectura basada en células: un nuevo enfoque descentralizado para patrones nativos de la nube . The New Stack . 6 de agosto de 2019.