Proyecto Final - Microservicios

Índice

• Introducción a la Investigación

• Ejemplo práctico: APP Control de clase

  • Introducción
  • Microservicios
  • Estructura de la aplicación
  • Problema
  • Modelo
  • Servicios

• Desarrollo

  • Entorno de desarrollo
  • Proyecto Maven
  • Proyecto Multimódulo
  • Spring Boot
  • Spring Boot - API Rest
  • Spring Boot - API Rest: Manejo de Excepciones
  • Modelo
  • Spring Data: MongoDB
  • Spring Data: PostgreSQL
  • Service Discovery
  • Spring Cloud Gateway
  • Spring Cloud Config Server

• Despliegue

  • Docker: Creación y ejecución de imágenes
  • Compilación y ejecución del proyecto a través de Maven
  • Despliegue a través de Docker

• Conclusión

• Repositorio GitHub

• Bibliografía

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Introducción a la Investigación

Cuando parece que las tecnologías informáticas están tocando techo, siempre aparecen nuevas ideas que no hacen que revolucionar la industria. Y, como no, ese ha sido el caso de los llamados microservicios.

Los servicios web llevan algún tiempo dando de sí. Adaptándose a las nuevas necesidades que el avance tecnológico ha ido exigiendo. Con lenguajes como Java, y, con grandes pilares como el framework Spring, el desarrollo de APIs se ha transformado como algo cotidiano para cualquier desarrollador Software.

Por supuesto, coexisten en el mercado varios protocolos para estos servicios web, como RESTful o SOAP, los cuales se han mantenido como referencia.

Pero, como toda tecnología, acaba por tener sus limitaciones. Por eso no hace tanto tiempo algunas grandes ideas que pretendían ofrecer servicios universales a través de una de las mayores revoluciones tecnológicas en estos tiempos, el cloud , vinieron a demostrar que el concepto de servicio utilizado hasta ahora podía tener un nuevo giro.

Y aquí es donde nace este nuevo concepto: los microservicios.

Este concepto nace de la necesidad de integrar los distintos lenguajes, frameworks, protocolos de comunicación, y en general, tecnologías que coexisten en el mercado actual. Con aplicaciones desarrolladas en Java, .Net, Angular JS, Node.js, etc.

Es difícil asegurar una comunicación correcta entre todas estas tecnologías, por lo que es necesario construir un marco de trabajo común que intercepte estas comunicaciones y las transforme en un lenguaje común que sea posible su traducción.

Por lo tanto ¿cómo podemos definir la arquitectura de microservicios?

Se trata de una arquitectura que propone descomponer los distintos componentes que forman una aplicación hasta transformarlos en módulos encargados de realizar una única función con una serie de interfaces bien definidas. Estos módulos han de ser capaces de operar por sí mismos y estás totalmente abstraídos del resto del entorno de la aplicación.

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Objetivos teóricos a desarrollar

• Arquitectura de Microservicios:

  • Conceptos clave
  • Service Discovery
  • Gateway
  • Server Config
  • Ventajas
  • Inconvenientes

• Api REST

• Docker

• Spring Boot y Spring Cloud

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Todo ello será estudiado e investigado a través del desarrollo de una aplicación basada en Microservicios que se tomará como ejemplo práctico y a través de la cual se intentaran entender los conceptos clave de esta arquitectura y su posición actual y a futuro en el mundo Software.

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Tareas de desarrollo

• Definir los conceptos de nuestro proyecto:

  • Problema: Introducción al problema y reglas de negocio
  • Modelo: Dominio y entidades
  • Servicios: Tecnologías y organización

• Desarrollo

  • Desarrollo de microservicios basados en Api REST
  • Arquitectura de microservicios basada en Spring Cloud
  • Despliegue: Imágenes Docker y Docker-compose

Ejemplo práctico

Introducción

Cuando pensamos en aplicaciones que puedan llevar a cabo tareas de organización, evaluación, comunicación o envío de material educativo, entre otras. Posiblemente, se nos vengan a la cabeza una serie de aplicaciones de escritorio que deberemos utilizar de forma individual e independiente.

Pero, en la actualidad, ¿seríamos capaces de centralizar todas estas aplicaciones para que funcionen de forma conjunta? ¿Es posible crear un entorno tecnológico capaz de integrar todas las herramientas necesarias para administrar todos los datos?

Estas dudas, se basan en el concepto común de aplicación, ya que éste hace referencia a la arquitectura monolítica en las que se basan todas las aplicaciones de escritorio que utilizamos diariamente.

Entonces, la respuesta es que sí. En la actualidad, con las tecnologías basadas en la nube, las distintas tecnologías de bases de datos, y las aplicaciones web, ya no es una idea inconcebible el hecho de crear sistemas integrados que manejen todos estos datos y sean capaces de llevar a cabo tareas muy distintas de forma orquestada.

Pero ¿qué tipo de aplicaciones? ¿cómo se realiza la integración entre las mismas? ¿bajo qué tecnología? ¿han de integrarse en distintos sistemas operativos?

En este punto, podríamos hablar de los conceptos de elasticidad, alta cohesión y bajo acoplamiento, para los cuales existen muchas arquitecturas software que pueden aportarnos estas propiedades en una aplicación.

En este caso, posiblemente, el uso de una arquitectura basada en microservicios sería la más correcta ya que, de cierta forma, podrían integrarse servicios que ya se encuentren funcionales junto con servicios nuevos totalmente independientes. Además, esta arquitectura permitirá que nuestra aplicación sea elástica , de tal forma que permitirá nuevas integraciones de servicios independientes en un futuro.

Gracias a este patrón de diseño, podremos tener acceso a una única aplicación en forma de servicio cloud, que interiormente, se compondrá de distintos servicios, o módulos, que podrán trabajar de forma independiente o conjunta según las necesidades del usuario y, sobre todo, de forma anónima entre sí.

Con todo esto, se podrá disponer de una aplicación que conste de distintos servicios totalmente independientes para que podrán ser utilizados en las distintas tareas y en distintos dispositivos a través de otras aplicaciones cliente que los consuman.

Con este supuesto, da comienzo una investigación que tratará de averiguar los entresijos de esta tecnología y su posible aportación positiva a un entorno educativo en el que, cada vez más, es necesario que se integren las tecnologías para un mejor manejo de datos.

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Microservicios

Hasta ahora, los sistemas se han estructurado mediante grandes aplicaciones en forma de monolitos, haciendo que el mantenimiento y la evolución sea demasiado compleja conforme estos proyectos se agrandan. En frente a esta tecnología, tenemos a los microservicios, que consisten en una arquitectura software que implementa servicios mediante la colaboración de otros servicios más pequeños y autónomos.

Cada microservicio se centra en una parte individual del modelo negocio. Así, se consigue la abstracción del resto del sistema de los detalles concretos de la implementación.

Además, esto permite que el despliegue de estos servicios pueda realizarse de forma individual y separada, por lo que el usuario final no tiene que ser conocedor de qué servicios son los que le están ofreciendo los recursos que está pidiendo. Esto, favorece, entre otras cosas, la escalabilidad.

Así pues, podemos enumerar ciertas ventajas de utilizar una arquitectura basada en microservicios para nuestra aplicación:

• Facilita la escalabilidad y la hace más eficiente

• La capacidad de prueba de cada microservicio es mayor.

• El mantenimiento se hace más sencillo y eficiente.

• Permite que en un mismo proyecto coexistan distintas tecnologías: Múltiples lenguajes, bases de datos, protocolos, etc.

• Hace mucho más sencillo el desarrollo paralelo de las distintas funcionalidades de la aplicación y, además, permite que este desarrollo sea independiente.

• Permite que los despliegues sean independientes, lo que aumenta la tolerabilidad a fallos graves.

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Estructura de la aplicación

La arquitectura basada en microservicios puede tener tantas capas, servicios o componentes, como se requieran. Generalmente, las capas básicas de esta arquitectura son: API Gateway, Service Discovery, Servicios y sus correspondientes bases de datos.

Algunos ejemplos de arquitecturas de aplicaciones basadas en microservicios pueden ser:

Como vemos, una arquitectura de Microservicios se basa en dividir los grandes servicios web utilizados hasta ahora, en pequeños servicios independientes con un dominio más ligero y una lógica con una menor complejidad.

En el caso anterior, por ejemplo, podemos ver como la aplicación posee hasta seis micro-servicios para dar un servicio común a través de la interfaz de aplicación, o API, llamada Gateway en este caso.

Como vemos, estos servicios también pueden respaldarse entre sí, aunque estos se mantengan totalmente independientes. Esto se debe al principio de deslocalización en el que se basan los microservicios.

Por otro lado, podemos ver como no es necesario que todos los servicios mantengan los mismos protocolos de comunicación, es decir, generalmente existirá un mismo protocolo de comunicación, que normalmente será el REST, pero es posible que cada servicio pueda implementar otro u otros protocolos para hacer más flexible la aplicación.

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Problema

Se busca mantener un intercambio de información sobre las tareas diarias de las materias, entre los alumnos y el profesor, de una forma ordenada y eficiente.

Es decir, nuestro problema reside en encontrar una forma de realizar un seguimiento centralizado para todas las tareas de una materia. De tal forma que el profesor pueda saber qué alumnos han realizado la tarea, y en caso de no haberla realizado, poder encontrar una breve explicación de por qué.

Por otro lado, el profesor desea conocer qué opinan los alumnos de la dificultad, o el volumen de trabajo, de las tareas que se han pedido. De tal forma que cada alumno pueda valorarla y, además, escribir un breve comentario.

Finalmente, es importante que los alumnos puedan tener acceso a las tareas que se han pedido de forma ordenada cronológicamente. Es decir, de alguna forma, que dichas tareas estén reflejadas en un calendario para que sea fácil para los alumnos, y a la vez para el profesor, organizar dichas tareas en el tiempo.

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Modelo

Una vez abordado el problema, se puede construir el modelo para la aplicación. Para ello han de d