Las colas de mensajería han ido ganando terreno a la hora de decidir como resolver el asincronismo que se da en la comunicación entre servicios en sistemas distribuidos. Por su efectividad, flexibilidad y robusta arquitectura esta tecnología se ha consagrado como una alternativa confiable a la hora de diseñar una solución.
En este post vamos a ahondar en AMQP el protocolo detrás de esta poderosa herramienta.

¿Que es AMQP?

AMQP(Advanced Message Queuing Protocol) es un estándar abierto que define como realizar una comunicación eficiente y confiable entre diferentes sistemas y aplicaciones en entornos distribuidos.

Para entrar más en detalle podemos decir que el estándar AMQP es un protocolo de mensajería que permite que las aplicaciones se comuniquen entre sí de manera asíncrona, lo que significa que no es necesario que estén en línea y disponibles simultáneamente para el intercambio de mensajes. Esta comunicación asíncrona es muy útil en arquitecturas de microservicios, aplicaciones en la nube y sistemas distribuidos en general. De esta manera podemos garantizar que ninguna solicitud se pierda por problemas de disponibilidad o errores que puedan ocurrir.

¿Cómo funciona el protocolo AMQP?

El protocolo AMQP está basado en el concepto de colas de mensajes. Cuando una aplicación envía un mensaje a otra a través de AMQP, el mensaje no se envía directamente al destinatario, se coloca en una cola. Esta cola es una estructura de datos que actúa como un intermediario entre el remitente y el destinatario, almacenando temporalmente los mensajes hasta que la aplicación receptora esté lista para procesarlos.

Arquitectura:
A continuación, se describe la arquitectura planteada por el estándar AMQP:

 

 

 

Servidor: El servidor de mensajería es el componente central que implementa el protocolo AMQP este gestiona la infraestructura de mensajería, las colas, los exchanges y las conexiones con los producers y consumers.

Virtual host: Un virtual host es un contenedor lógico que permite segmentar y aislar los recursos de mensajería dentro de un mismo servidor físico. Cada virtual host tiene sus propias colas, exchanges, usuarios y permisos, lo que facilita la gestión y el aislamiento de diferentes aplicaciones o entornos.

Exchange: Un exchange es un componente que recibe mensajes de los productores y los enruta a una o más colas según las reglas de enrutamiento definidas. Los exchages son responsables de dirigir los mensajes entrantes a las colas correctas para su procesamiento.

Tipos de exchange:

Direct exchange: Envía mensajes a las colas correspondientes basándose en una clave de enrutamiento específica.

Topic exchange: Permite enrutamiento basado en patrones de palabras clave.

Fanout exchange: Envía copias de mensajes a todas las colas vinculadas, ignorando la clave de enrutamiento.

Headers exchange: Utiliza headers para dirigir mensajes a colas específicas.

Producer: Es la entidad responsable de generar mensajes y enviarlos a la cola de mensajería para su posterior procesamiento.

Message queue: Es un repositorio de mensajes que se almacenan temporalmente hasta que se consumen. Los mensajes se entregan a los consumidores de manera ordenada.

Consumer: Es la entidad que recibe y procesa los mensajes de la cola. Puede haber uno o varios consumers suscriptos a una cola para procesar los mensajes de manera concurrente.

Características de AMQP :

• Interoperabilidad: AMQP es un protocolo neutral en cuanto al lenguaje de programación y la plataforma, lo que significa que las aplicaciones desarrolladas en diferentes tecnologías pueden comunicarse entre sí de manera transparente.
• Flexibilidad: Proporciona diferentes funcionalidades, como la capacidad de encolar, enrutar, priorizar mensajes y manejar reintentos ante errores de procesamiento, esto permite al sistema adaptarse a los diferentes escenarios de mensajería.
• Seguridad: AMQP incorpora mecanismos de autenticación y autorización para garantizar la seguridad de la comunicación entre productores, consumidores y el sistema de mensajería.
• Eficiencia: Está diseñado para minimizar el uso de recursos de red y maximizar el rendimiento, lo que lo hace adecuado para entornos distribuidos de alta carga.

Modelo de datos:

AMQP define un modelo de datos basado en la estructura de mensaje, que consta de dos partes principales:

Encabezado (Header): Contiene metadatos sobre el mensaje, como el tipo de contenido, la prioridad y la ruta de entrega.

Cuerpo (Body): Contiene el contenido del mensaje en sí, puede ser cualquier tipo de dato, desde texto simple hasta estructuras de datos complejas.

Arquitectura de red:

AMQP opera en un modelo cliente-servidor, donde los clientes (productores y consumidores) se conectan a un servidor para enviar y recibir mensajes. Utiliza un enfoque basado en canales para manipular múltiples flujos de mensajes a través de una única conexión TCP/IP, lo que mejora la eficiencia y el rendimiento de la comunicación.

Versiones:

AMQP tiene varias versiones, las más relevantes son AMQP 0-9-1, AMQP 0-10 y AMQP 1.0. Cada versión tiene sus propias características y mejoras, la última versión es la 1.0 y es ampliamente adoptada en la actualidad.

Implementaciones populares:

Algunas implementaciones populares de servidores AMQP son: RabbitMQ, Apache ActiveMQ, Qpid, entre otros. Estas implementaciones proporcionan funcionalidades adicionales y extensiones para adaptarse a diferentes casos de uso y requisitos específicos de los sistemas de mensajería.

En resumen, AMQP es un protocolo robusto y versátil que proporciona una base sólida para la comunicación entre aplicaciones distribuidas, ofreciendo interoperabilidad, flexibilidad, seguridad y eficiencia en la transmisión de mensajes. Su adopción sigue creciendo en diversos sectores, desde las telecomunicaciones hasta las finanzas, impulsando la construcción de sistemas escalables y resilientes basados en arquitecturas de mensajería orientadas a colas.