System design components: Los componentes más importantes en diseño de sistemas 2025
Juan Correa
Desarrollador de Software Senior
En este artículo de system design components, vamos a ver qué es un componente en system design, una lista de componentes donde veremos la definición y ejemplos concretos de cada uno de ellos.
Este conocimiento te va a permitir comprender cómo puedes comenzar a diseñar sistemas de software escalables y fiables.
Table of Contents
- System design components: ¿Qué es un componente en system design?
- Lista de componentes en system design
- DNS (Domain Name System) o Sistema de nombres de dominio
- CDN (Content Delivery Network)
- Load balancer o balanceador de carga
- Base de datos
- Cache
- Message queue o cola de mensajes
- API Gateway o puerta de enlace de API
- Microservices o microservicios
- Task scheduling and job processing o programación de tareas y procesamiento de trabajos
- Monitoring o monitoreo
- Conclusión
System design components: ¿Qué es un componente en system design?
Un componente en system design es una parte de un sistema que tiene una función específica.
Estos componentes se pueden combinar para formar un sistema completo. Por ejemplo, un sistema de mensajería puede tener componentes como un servidor de mensajes, una base de datos de mensajes y un cliente de mensajería.
Nota: si estás recién comenzando en el mundo de system design, te recomiendo leer el artículo de system design roadmap donde te explico un roadmap para aprender system design así como para prepararte para entrevistas de system design.
Lista de componentes en system design
Ahora te voy a compartir una lista de componentes en system design que cubren los conceptos más importantes que necesitas conocer para hacer diseños de sistemas.
DNS (Domain Name System) o Sistema de nombres de dominio
Para comprender mejor qué es un sistema de nombres de dominio, primero necesitas saber cómo funciona internet.
Internet es una red de computadoras que se comunican entre sí a través de direcciones IP. Cada computadora en internet tiene una dirección IP única que se utiliza para identificarla.
Sin embargo, las direcciones IP son difíciles de recordar para los humanos, por lo que se utilizan nombres de dominio en su lugar.
El sistema de nombres de dominio (DNS) es un sistema que traduce nombres de dominio a direcciones IP.
Por ejemplo, cuando escribes www.google.com en tu navegador, el DNS traduce ese nombre de dominio a una dirección IP como: 93.184.216.34, por ejemplo.
En el diseño de sistemas, es importante tener un sistema de nombres de dominio eficiente y fiable para que los usuarios puedan acceder a tu sistema de forma rápida y sencilla.
No lo des por hecho durante el diseño de tu sistema, ya que puede ser un cuello de botella si no se configura correctamente.
Ejemplos concretos de servicios DNS:
Otros ejemplos más comunes para sitios web son:
Estos servicios te permiten registrar nombres de dominio y configurar registros DNS para tus dominios.
CDN (Content Delivery Network)
Para comprender qué es CDN o Content Delivery Network, primero necesitas saber cómo funciona la entrega de contenido en internet.
Cuando un usuario accede a un sitio web, el contenido de ese sitio web (como imágenes, vídeos y archivos) se descarga desde un servidor a la computadora del usuario.
Si el servidor está lejos del usuario, puede tardar mucho tiempo en descargar el contenido, lo que puede ralentizar el sitio web.
Un CDN es una red de servidores distribuidos en todo el mundo que se utilizan para almacenar y distribuir contenido a los usuarios de forma rápida y eficiente.
Además de distribuir contenido, un CDN también puede utilizar caché para almacenar contenido en servidores cercanos a los usuarios, lo que reduce la latencia y mejora la velocidad de carga del sitio web.
Ejemplos concretos de servicios CDN:
En system design, un CDN es un componente importante que te puede ayudar a mejorar la velocidad y la disponibilidad de tu sistema.
Normalmente, un CDN se utiliza para almacenar y distribuir contenido estático, como imágenes, vídeos y archivos, pero hay que considerar los costos de almacenamiento y transferencia de datos al utilizar un CDN.
Load balancer o balanceador de carga
Para comprender qué es un balanceador de carga, primero necesitas saber qué es un servidor.
Un servidor es una computadora que proporciona servicios a otras computadoras en una red. Por ejemplo, un servidor web proporciona páginas web a los navegadores de los usuarios.
Cuando un servidor recibe muchas solicitudes de los usuarios, puede sobrecargarse y volverse lento o incluso dejar de funcionar.
Un balanceador de carga es un componente que distribuye las solicitudes de los usuarios entre varios servidores para que no se sobrecarguen.
Por ejemplo, si tienes un sitio web que recibe muchas visitas, puedes usar un balanceador de carga para distribuir las solicitudes entre varios servidores web.
Ejemplos concretos de servicios de balanceo de carga:
Algunas PaaS (Plataforma como servicio) también ofrecen balanceo de carga como parte de sus servicios o serverless (sin que necesites hacer configuraciones manualmente), como:
Es importante tener un balanceador de carga en tu sistema para garantizar que pueda manejar un gran número de solicitudes de los usuarios de forma eficiente.
Un load balancer también tiene otros usos, como:
- Proteger tu sistema de ataques DDoS
- Mejorar la disponibilidad de tu sistema
- Escalar tu sistema horizontalmente
En una entrevista de system design, un load balancer es un componente que muy frecuentemente se te va a pedir que incluyas en tu diseño.
Base de datos
Una base de datos en system design es un componente que almacena y gestiona los datos de tu sistema.
Si eres desarrollador de software, ya debes estar familiarizado con una base de datos.
Pero en system design, es aún más importante entender cómo elegir la base de datos adecuada para tu sistema.
Hay muchos tipos de bases de datos, como:
- Bases de datos relacionales (SQL)
- Bases de datos NoSQL
- Bases de datos en memoria
- Bases de datos de búsqueda
En esta era de inteligencia artificial y big data, es fundamental elegir la base de datos adecuada para tu sistema.
Las bases de datos más comunes son:
En una entrevista de system design, es probable que te pidan que elijas una base de datos y expliques por qué la elegiste.
Cache
Para comprender qué es cache en system design, primero necesitas saber qué es la memoria en disco.
La memoria en disco es un tipo de almacenamiento donde los datos se guardan en un disco duro o una unidad de estado sólido (SSD).
Esto puede ser en un sistema de archivos o en una base de datos.
Almacenar datos en disco es bueno cuando necesitas almacenar grandes cantidades de datos, pero el costo de leer y escribir datos en disco es mucho más lento que en memoria, porque en los discos duros y SSDs se necesita mover partes físicas para acceder a los datos.
Imagina que tienes un sistema que recibe muchas solicitudes de los usuarios y necesita procesar una gran cantidad de datos que están almacenados en disco.
Si cada vez que un usuario hace una solicitud, tu sistema tiene que procesar los mismos datos una y otra vez, puede volverse lento y consumir muchos recursos.
Entonces aquí es donde entra en juego la cache.
Una cache es un componente que almacena datos en memoria para que puedan ser accedidos rápidamente.
El almacenamiento en memoria, a diferencia de la memoria en disco, es mucho más rápido y eficiente.
Sin embargo, este es sólo un ejemplo de cómo se puede utilizar la cache en system design.
Existen diferentes contextos donde puedes aplicar cache, más allá de guardar datos en una memoria RAM.
Por ejemplo, puedes aplicar cache en:
- Cache de base de datos
- Cache de red
- Cache de página web
- Cache de API
- Cache de imágenes
- Cache de consultas
- Cache a nivel de aplicación (como en un servidor web)
Ejemplos concretos de servicios de cache:
Cada servicio de cache se puede utilizar para diferentes propósitos, por lo que es importante entender cómo y cuándo utilizar cada uno de ellos en tu sistema.
Message queue o cola de mensajes
Para comprender qué es un message queue en system design, primero necesitas comprender el problema que resuelven.
Imagina que tienes un sistema donde los usuarios pueden cargar vídeos y fotos pesados, y esas operaciones pueden tardar mucho tiempo en completarse.
Si un usuario sube un vídeo y el sistema tiene que procesarlo antes de que esté disponible para otros usuarios, puede ser un problema si el sistema se ralentiza o se bloquea.
Incluso como experiencia de usuario, no es ideal que el usuario tenga que esperar a que el vídeo se procese antes de poder seguir utilizando el sistema.
Sería ideal que ese tipo de operaciones se realicen en segundo plano, de forma asíncrona, para que el usuario no tenga que esperar.
Aquí es donde entra en juego una cola de mensajes o message queue.
Un message queue es una cola de mensajes que se utiliza para enviar mensajes entre diferentes componentes de un sistema de forma asíncrona.
Esto significa que los componentes no tienen que esperar a que el otro componente esté listo para recibir un mensaje.
En lugar de eso, los mensajes se almacenan en una cola y se procesan cuando el componente está listo.
Ejemplos concretos de servicios de message queue:
En system design, puedes determinar si necesitas message queue en tu sistema si tienes operaciones que pueden tardar mucho tiempo en completarse y quieres que se realicen de forma asíncrona.
No siempre es necesario siempre tener una cola de mensajes en tu sistema, aplica tu criterio y experiencia para determinar si es necesario o no.
API Gateway o puerta de enlace de API
Para comprender qué es un API Gateway en system design, primero necesitas comprender qué es una API.
Una API (Interfaz de programación de aplicaciones) es un conjunto de reglas y protocolos que se utilizan para comunicarse entre diferentes componentes de un sistema.
Por ejemplo, si tienes un sistema de e-commerce, puedes tener una API que se utiliza para comunicarse entre el servidor web y la base de datos.
Ahora imagina que tienes muchos servicios en tu sistema que tienen sus propias API y quieres exponerlas a los usuarios de forma segura y eficiente.
Aquí es donde entra en juego un API Gateway.
Un API Gateway es un componente que se utiliza para exponer múltiples servicios a través de una única API.
Esto significa que los usuarios pueden acceder a todos los servicios a través de una única interfaz, lo que hace que sea más fácil de usar y de mantener.
Además, un API Gateway también se puede utilizar para:
- Autenticar y autorizar a los usuarios
- Encriptar y desencriptar datos
- Limitar el número de solicitudes de los usuarios
- Monitorear y analizar el tráfico de la API
Ejemplos concretos de servicios de API Gateway:
En system design, un API Gateway es un componente importante que te puede ayudar a simplificar y asegurar la comunicación entre los diferentes servicios de tu sistema.
Pero también es importante tener en cuenta que un API Gateway puede ser un punto único de fallo en tu sistema, por lo que es importante asegurarse de que esté configurado correctamente y sea fiable.
Otros costos de un API Gateway pueden ser:
- Costos de latencia
- Costos de escalabilidad
- Costos de mantenimiento
Todo componente en system design tiene sus pros y contras, así que asegúrate de entenderlos antes de implementarlos en tu sistema.
Microservices o microservicios
Para comprender qué son los microservicios en system design, primero necesitas comprender qué es una arquitectura monolítica.
Una arquitectura monolítica es un enfoque de diseño de software donde todas las funciones de una aplicación se implementan en un solo código base.
Esto significa que si quieres hacer un cambio en una parte de la aplicación, tienes que cambiar todo el código base.
Esto puede ser un problema si tienes una aplicación grande y compleja, ya que puede ser difícil de mantener y escalar.
Los microservicios son una forma de dividir una aplicación en pequeños servicios independientes que se pueden implementar y escalar de forma independiente.
Cada microservicio tiene su propia base de código, su propia base de datos y su propia interfaz de programación de aplicaciones (API).
Esto hace que sea más fácil de mantener y escalar una aplicación grande y compleja.
Pero los microservicios también tienen sus propios desafíos, como la complejidad de la gestión de múltiples servicios y la comunicación entre ellos.
Ejemplos de microservicios en system design:
- Netflix
- Amazon
- Uber
- Airbnb
Estas empresas utilizan microservicios para construir sistemas escalables y fiables. Tiene sentido porque la base de usuarios y la complejidad de sus sistemas son muy grandes.
Pero no siempre es necesario utilizar microservicios en tu sistema, depende de la complejidad y los requisitos de tu aplicación.
Considero que no deberías comenzar con microservicios si estás comenzando a diseñar sistemas, primero comienza con una arquitectura monolítica y luego migra a microservicios si es necesario.
Recuerda que toda decisión de diseño tiene sus pros y contras, así que asegúrate de entender los beneficios y los desafíos de los microservicios antes de implementarlos en tu sistema.
Task scheduling and job processing o programación de tareas y procesamiento de trabajos
Para comprender qué es la programación de tareas y el procesamiento de trabajos en system design, primero necesitas comprender qué son las tareas y los trabajos.
Una tarea es una operación que se realiza en un sistema, como enviar un correo electrónico o procesar un pago.
Un trabajo es una tarea que se ejecuta en segundo plano, de forma asíncrona, y puede tardar mucho tiempo en completarse.
Imagina que tienes un sistema que necesita enviar correos electrónicos a los usuarios cuando se registran en tu sitio web.
Si tienes que enviar correos electrónicos a muchos usuarios al mismo tiempo, puede ser un problema si tienes que hacerlo de forma síncrona, ya que puede ralentizar tu sistema.
Aquí es donde entra en juego la programación de tareas y el procesamiento de trabajos.
La programación de tareas es un componente que se utiliza para programar tareas y ejecutarlas en segundo plano, de forma asíncrona.
Esto significa que las tareas se ejecutan en un momento específico o en intervalos regulares, sin tener que esperar a que el usuario haga una solicitud.
El procesamiento de trabajos es un componente que se utiliza para procesar trabajos en segundo plano, de forma asíncrona.
Ejemplos de casos de uso:
- Enviar correos electrónicos
- Procesar pagos
- Generar informes
- Procesar imágenes y vídeos
- Actualizar datos en la base de datos
- Realizar tareas de mantenimiento
Ejemplos concretos de servicios de programación de tareas y procesamiento de trabajos:
Como puedes ver, el uso de message queue es una forma de implementar la programación de tareas y el procesamiento de trabajos en tu sistema.
La diferencia es que también puedes programar tareas como por medio de un CRON job, por ejemplo.
En system design, la programación de tareas y el procesamiento de trabajos son componentes importantes que te pueden ayudar a mejorar la eficiencia y la escalabilidad de tu sistema.
Los problemas de usar estos componentes mal pueden ser:
- Pérdida de datos
- Pérdida de rendimiento
- Pérdida de disponibilidad
Es importante entender cómo y cuándo utilizar estos componentes en tu sistema para evitar estos problemas.
Por ejemplo, si tienes una tarea a la que no puedes permitirte perder datos, asegúrate de que esté configurada correctamente y sea fiable.
Monitoring o monitoreo
Para comprender qué es el monitoreo en system design, primero necesitas comprender por qué es importante.
Imagina que tienes un sistema que recibe muchas solicitudes de los usuarios y necesita procesar una gran cantidad de datos.
Si algo sale mal en tu sistema, como un fallo en un servidor o un ataque de denegación de servicio (DDoS), puede ser un problema si no lo detectas a tiempo.
Aquí es donde entra en juego el monitoreo.
El monitoreo es un componente que se utiliza para supervisar y analizar el rendimiento de tu sistema en tiempo real.
Esto significa que puedes detectar problemas antes de que afecten a los usuarios y tomar medidas para solucionarlos.
El monitoreo también se puede utilizar para:
- Analizar el tráfico de tu sistema
- Identificar cuellos de botella
- Optimizar el rendimiento de tu sistema
- Mejorar la disponibilidad de tu sistema
Ejemplos concretos de servicios de monitoreo:
En system design, el monitoreo es un componente importante que te puede ayudar a mantener tu sistema fiable y escalable.
Sin embargo, no suele ser un tema que se cubra en profundidad en una entrevista de system design.
En la vida real, el monitoreo es esencial para garantizar que tu sistema funcione correctamente y para identificar y solucionar problemas antes de que afecten a los usuarios.
Conclusión
En este artículo de system design components, hemos visto qué es un componente en system design, una lista de componentes donde hemos visto la definición y ejemplos concretos de cada uno de ellos.