Equilibre la carga de trabajo en un entorno en la nube

Utilice políticas de umbral para equilibrar de forma dinámica las demandas de carga de trabajo.

Muchas empresas y organismos gubernamentales solicitan servicios en la nube para proporcionar disponibilidad operacional continua y seguridad. Para convertir esto en una realidad, requerirán una política de umbral en administración de recursos para las pruebas de aplicaciones y la producción. En este artículo, el autor explica qué es una política de umbral y cómo puede ayudar a equilibrar las demandas de la carga de trabajo de forma dinámica en un entorno en la nube.

Judith M. Myerson, Arquitecta e ingeniera en sistemas, IBM

Judith M. Myerson es una arquitecta e ingeniera en sistemas. Sus áreas de interés incluyen sistemas en toda la empresa, tecnologías de middleware, tecnologías de base de datos, computación en nube, políticas de umbral, industrias, gestión de red, seguridad, tecnologías de RFID, gestión de presentación y gestión de proyectos.



17-12-2012

Desarrolle habilidades de este tema

Este contenido es parte de un knowledge path progresivo para avanzar en sus habilidades. Vea Computación en la nube: Desarrolle una política eficaz para la nube

En un entorno en la nube, una política de umbral es un atributo importante y necesario — se utiliza para controlar y gestionar los recursos cuando las demandas de carga de trabajo necesitan equilibrarse de forma dinámica después de alcanzar un nivel de umbral predeterminado. La política le solicita al sistema crear instancias de los recursos necesarios según en qué medida la cantidad de demandas de carga de trabajo exceda el nivel del umbral.

Antes de ahondar más en las consideraciones para establecer y utilizar una política de umbral para equilibrar de forma dinámica las demandas de carga de trabajo al crear y liberar de forma automática las instancias de recursos, definamos una política de umbral en este contexto.

Visión general de una política de umbral

Examinemos algunos atributos clave de la política de umbral

Tiempos de respuesta

El periodo de respuesta entre el tiempo que el sistema detecta las demandas de la carga de trabajo que alcanzan el nivel del umbral y el tiempo que crea las instancias de recursos adicionales deben ser lo más instantáneas posible. Cuando las demandas de carga de trabajo retornan a un punto por debajo del nivel del umbral, el sistema desasignará estos recursos y les dará otro uso.

Consideraciones influyentes

La información que debería incluirse en una política de umbral se ve influenciada por:

  • El tipo de servicio en la nube que alquile el consumidor.
  • Qué control tiene el consumidor sobre los sistemas operativos, el hardware y el software.
  • El tipo de industria en la que se encuentra el consumidor (por ejemplo, venta minorista, energía y servicios, mercados financieros, atención médica, químicos y petróleo).

El proveedor del servicio y la política

El proveedor del servicio en la nube podría ser interno dentro de un centro de datos controlado por la organización o podría ser alojado en el exterior por un miembro de la industria de las telecomunicaciones (como IBM®). El proveedor debe garantizar la integración con los sistemas sin soporte administrativo para que el pedido, el aprovisionamiento, la medición, la calificación, el cargo, la facturación y otras funciones soporten las actividades y las transacciones de los consumidores.

Cómo puede aplicarse una política de umbral

Por ejemplo, un consumidor de la industria minorista de un servicio en la nube tenía una aplicación a gran escala en un centro de datos que realizaba la validación de la tarjeta de crédito en la nube mientras las demandas de la carga de trabajo se encontraban por debajo del nivel del umbral. Cuando la temporada de compras de rebajas de Navidad comenzó, el sistema detectó demandas de carga de trabajo más elevadas que excedían el nivel del umbral. Como respuesta, el sistema creó rápidamente instancias adicionales de los recursos para equilibrar las demandas de carga de trabajo de forma dinámica.

Como el minorista se retiró de las rebajas de compras, las demandas de carga de trabajo disminuyeron por debajo del nivel del umbral, entonces las instancias que se crearon se liberaron. Dado que la organización posee algunos controles sobre el hardware, pudieron negociar con el proveedor de servicios en la nube según los términos establecidos por la política de umbral. (Siempre está bien negociar los parámetros de la política antes de las rebajas en las compras).

El recordatorio de este artículo proporciona algo de información sobre los tipos de servicios en la nube y le muestra cómo una política de umbral para un tipo de nube puede diferir de la política para otro tipo de nube. Informa acerca de las políticas de umbral sobre la gestión de recursos para la prueba de aplicaciones, producción y planificación de capacidad y abarca algunas de las cuestiones más importantes a tener en cuenta, como los impactos de una política de umbral conforme a un acuerdo de nivel de servicios.


Tipos de servicios en la nube

En primer lugar, considere cuál de estos tres tipos de servicios en la nube satisfacen sus necesidades:

  • Software como un Servicio (SaaS)
  • Plataforma como un Servicio (PaaS)
  • Infraestructura como un Servicio (IaaS)

También discutiremos cómo puede influir el tamaño de su operación en si la mejor elección de un tipo de servicio en la nube es público o privado.

Software como un Servicio

Supongamos que es un consumidor de la industria minorista, obtiene una licencia del proveedor de SaaS para que su compañía ejecute una aplicación para uso web como un servicio a pedido. Elige una suscripción o un método de pago por uso porque no tiene hardware o software que comprar, instalar o mantener, ni tampoco tiene que actualizar la aplicación.

El único control que tiene es utilizar la aplicación del proveedor desde un dispositivo móvil o de escritorio para procesar dichas tareas comerciales como la facturación informatizada y la gestión de recursos humanos.

Aunque no controle las aplicaciones implementadas, los sistemas operativos, el almacenamiento o las redes, necesita ver una política de umbral del proveedor sobre la gestión de recursos en caso de que se produzca una demanda de carga de trabajo urgente, ya sea inesperada o planeada:

  • Quiere saber cómo establece el proveedor los niveles del umbral para garantizar la disponibilidad operacional continua del SaaS.
  • Quiere saber cuáles son los términos del acuerdo de nivel de servicio del proveedor y la política de respaldo.
  • Si el servicio falla porque el proveedor no pudo manejar una urgencia en las demandas de forma dinámica, quiere saber si puede obtener créditos, reembolsos, meses gratuitos o finalizar el SaaS como lo estipula el acuerdo de nivel de servicios.

Plataforma como un Servicio

Con la PaaS, quiere desarrollar aplicaciones minoristas desde la creación a la implementación para la prueba de aplicaciones (o la producción como un servicio).

A diferencia de SaaS, puede controlar todas las aplicaciones que se encuentran en un ciclo de vida comercial completo para la plataforma (por ejemplo, hojas de cálculo, procesadores de texto, copias de seguridad, facturación, nóminas, procesamiento y facturación).

El proveedor controla el sistema operativo, el hardware o la infraestructura de la red en la que se ejecutan las aplicaciones. El proveedor puede construir, implementar, ejecutar y gestionar las actualizaciones y los parches para todas las funcionalidades, es decir, de la aplicación de administración minorista.

Por supuesto que quiere una política de umbral por parte de un proveedor de PaaS:

  • Quiere saber cómo establece el proveedor los niveles del umbral para garantizar que la PaaS continuará disponible.
  • Si el servicio falla porque el proveedor no pudo manejar una urgencia en las demandas de forma dinámica, quiere saber si puede obtener créditos, reembolsos, meses gratuitos o dar por finalizado el servicio.

Infraestructura como un Servicio

Con IaaS puede controlar los sistemas operativos, los equipos de red e implementar las aplicaciones a nivel virtual de la máquina:

  • Puede aumentar o disminuir la cantidad de servidores virtuales o bloques de áreas de almacenamiento.
  • Puede pagar según el uso de la infraestructura de estos recursos de computación tradicionales en el entorno en la nube.

Necesitará ver una política de umbral para la infraestructura del proveedor IaaS:

  • Quiere saber cómo establece el proveedor los niveles del umbral para garantizar que la IaaS continuará cuando haya una urgencia en las demandas de carga de trabajo.
  • Desea poder negociar con el proveedor de IaaS sobre los términos de la política de umbral y el acuerdo de nivel de servicios para su compañía.
  • Si el servicio falla porque la infraestructura de los recursos informáticos no pudo manejar una urgencia en las demandas de forma dinámica, lo que resultó en tiempos lentos de respuesta, quiere obtener créditos, reembolsos, meses gratuitos o dar por finalizado el servicio como lo estipula el acuerdo de nivel de servicios.

Escala de operaciones: Lo público y lo privado

A modo de ejemplo, mi compañía genera ingresos superiores a mil millones de dólares. Creemos que las nubes privadas podrían ser más rentables que las públicas. Una nube interna y privada comparte muchas características comerciales con una nube pública, pero con niveles mucho más altos de seguridad en gobernabilidad, disponibilidad y recuperación de lo que tendrían las pequeñas empresas con ingresos inferiores a un millón de dólares.

Con una nube pública, los datos podrían almacenarse en ubicaciones desconocidas y podrían no recuperarse con facilidad. Esto es diferente a una nube privada que permite a un consumidor recuperar datos desde ubicaciones conocidas en una jurisdicción específica (como los Estados Unidos). Las ubicaciones desconocidas no son adecuadas para almacenar datos de pruebas confidenciales, privados y de cumplimiento. Podrían encontrarse en áreas geográficas donde las normativas de privacidad y cumplimiento de un país difieren de las de otro país. Las leyes varían de un país a otro en lo que respecta a los controles de exportación de datos.

Cuando se crea una política de umbral, mi compañía exige los más altos niveles de equilibrio dinámico de las demandas de carga de trabajo en un entorno en la nube. El sistema debe ser capaz de crear con rapidez instancias adicionales de recursos cuando las demandas de carga de trabajo exceden el nivel del umbral.

Debido al gran tamaño de la operación de mi compañía, las cargas de trabajo orientadas a las transacciones son más grandes que lo que serían para empresas pequeñas. El intervalo y la cantidad de tipos de transacciones es superior para mi compañía que para las empresas pequeñas. Dado que los tipos de transacciones se identifican por un código numérico o de caracteres de dos o tres bits, una empresa grande o pequeña necesita asociarse a una categoría de transacciones comerciales para cada tipo. Una categoría de transacciones comerciales adecuada para una compañía grande (como el arrendamiento financiero) podría no ser la apropiada para una empresa pequeña.


Tipos de industrias

La política de umbral varía de una industria a la otra para cada tipo de servicio en la nube. Esta política puede verse influenciada por el tipo de organización, el tamaño de dicha organización, las condiciones del mercado, las demandas de carga de trabajo estacional, la economía, los mandatos cambiantes, las tecnologías emergentes y la frecuencia de las condiciones climáticas adversas.

El número de centros de datos también depende de la industria; por ejemplo, el sector del Gobierno es un usuario pesado de centros de datos y ha estado buscando maneras de ahorrar costos al alquilar servicios a pedido para garantizar la disponibilidad de la operación y la seguridad en el entorno de la nube.

Ya mencioné seis industrias como ejemplos — venta minorista, de energía y servicios, mercados financieros, atención médica, telecomunicaciones y químicos y petróleos; hay otras.

  • Aeroespacial y defensa
  • Automotor
  • Construcción
  • Productos para el consumidor
  • Educación
  • Electrónica
  • Tala y papel
  • Gobierno
  • Seguros
  • Ciencias biológicas
  • Multimedia y entretenimiento
  • Metales y minería
  • Viajes y transportes
  • Fabricación y ensamble
  • Productos industriales
  • Ciencias biológicas
  • Construcción naval
  • Distribución mayorista y servicios

Comparemos las industrias minoristas y las de petróleo/químicos teniendo en cuenta la política de umbral. Cuando cada sistema de la industria detecta que las demandas de carga de trabajo exceden el nivel del umbral, el sistema crea inmediatamente instancias adicionales para equilibrar las demandas de carga de trabajo de forma dinámica. Dado que las demandas de carga de trabajo disminuyen por debajo del nivel del umbral, las instancias de los recursos que se distribuyeron se liberan.

La industria minorista abarca las empresas pequeñas y las grandes compañías que comercializan productos terminados para los consumidores finales. La industria petrolera/química abarca las plantas industriales y las compañías pequeñas y grandes que comercializan e invierten en aceite, combustible y productos químicos para los consumidores industriales .

Generalmente, los aumentos en las demandas de carga de trabajo para la industria minorista son predecibles (como la temporada de rebajas de compras de Navidad). Generalmente, aquellos aumentos para la industria petroquímica se basan en factores diferentes que no son tan fáciles de predecir, entonces se los somete a un seguimiento: la economía, la unidad para la optimización de la cadena de suministro, las inversiones en perforaciones petrolíferas y las condiciones climáticas adversas no predecibles (como un invierno cálido un año y tempestad en el siguiente).

Las diferencias en los tipos de transacciones (industriales y minoristas) y la elección de nubes públicas, privadas o híbridas afectan la creación de una política de umbral. Los tipos de transacciones se utilizan para agrupar los ingresos y los elementos de gastos según los grupos comerciales y de productos.


Interior de una buena política de umbral

La buena gestión de los recursos es importante en el equilibrio del consumo de recursos en el entorno de la nube. Una política de umbral garantiza que el consumo de recursos se equilibra de forma dinámica para las pruebas y la producción de aplicaciones. La prueba de aplicaciones podría tener requisitos del umbral diferentes a los de la producción. Utilice la planificación de capacidades más allá del tiempo para preparar su sistema con el fin de asignar instancias adicionales de recursos cuando las demandas de carga de trabajo alcanzan el nivel del umbral.

Aunque los profesionales de TI están acostumbrados a pensar en términos abstractos, un aspecto clave para afrontar la creación de esta política de umbral consiste en recordar que un componente importante de las demandas de carga de trabajo es físico. Usted depende de las tarifas de confiabilidad de los componentes físicos, incluso con los bits inalámbricos.

La política de umbral debería establecer cuál debería ser el nivel del umbral, por ejemplo, el nivel del umbral de un 75 o 85 por ciento de la capacidad de uno o más discos. Debería incluir mecanismos de registro y supervisar el consumo de recursos.

Además de la capacidad, cuando se alcanza el nivel del umbral, el número de instancias de recursos se distribuyen, y el tiempo de respuesta de la distribución de las instancias debería encontrarse en los registros. Además, los registros deberían incluir:

  • Control de estado de la aplicación
  • Puntos de reanudación
  • Mecanismos de recuperación de fallos
  • Seguridad de los servicios en la nube

Control de estado

El control de estado se refiere a si un estado de aplicación responde adecuadamente a los estados subsiguientes de las funciones de la aplicación en el entorno de la nube. Por ejemplo, un estado debería dirigirse al estado siguiente de función por debajo de la línea en este escenario demasiado simplificado:

  1. El consumidor selecciona un artículo minorista en línea.
  2. El minorista ubica el artículo seleccionado en el carrito de compras.
  3. El consumidor proporcionar la información de la tarjeta de crédito.
  4. El consumidor envía el pedido.
  5. El minorista valida la información de la tarjeta de crédito.
  6. El minorista emite un número de pedido y el tiempo estimativo de envío.
  7. El minorista agradece al consumidor por el pedido.
  8. El consumidor recibe un correo electrónico con la confirmación del pedido.
  9. El consumidor recibe un correo electrónico que confirma que el pedido ya fue enviado.

Si el estado de la función para el paso 2 no se dirigió al paso 3, ¿cuál podría haber sido la causa del problema?

  • ¿Las nuevas construcciones en la aplicación terminaron con la lógica?
  • Cuando el sistema detectó que el nivel del umbral excedía las demandas de carga de trabajo, ¿se estableció demasiado alto el nivel del umbral que los recursos restantes no eran suficientes para continuar con la operación?
  • Si el nivel del umbral era el adecuado, ¿había suficientes instancias adicionales de recursos en la nube como para garantizar que el estado de un paso pasaría al próximo?

El registro debe mostrar en qué estado estaba la aplicación y si la realización del estado fue un éxito.

Puntos de reanudación

El sistema debería crear un punto de reanudación (de las variedades programadas, manuales y de instalación) en puntos de tiempo diferentes antes de que se produzca un problema con el sistema.

Deben hacerse copias de seguridad de los discos que contienen los puntos de reanudación, tanto en el disco del sistema local y en otro disco en una ubicación remota diferente. El registro debería indicar el horario en el que se crearon los puntos de reanudación y cuál de los puntos se utilizó para restaurar el sistema.

Mecanismos de recuperación de fallos

El sistema también debería poder iniciar mecanismos de migraciones tras errores para continuar con la disponibilidad de la operación.

Los mecanismos de migraciones tras errores deberían incluir conexiones inalámbricas o cableadas alternativas, por ejemplo, el proveedor de telecomunicaciones podría cortar de forma accidental la línea de fibra o apaga la red inalámbrica conectada a las instalaciones físicas del consumidor. El registro debería indicar el tipo y la ubicación del dispositivo utilizado en la migración tras error.

El mecanismo de migración tras error incluye:

  • Compartir la carga redundante Dos o más sistemas cargados con no más de 50 por ciento de la carga total. Cuando un dispositivo falla, los otros dispositivos toman la carga sin o con poca interrupción.
  • Recurso de instancia redundante Dos o más instancias de recursos cargadas con no más de 50 por ciento de la carga total. Cuando una instancia de recurso falla, las otras instancias de recursos toman la carga.
  • Reintento de conexión alternativa Si la interrupción de la red dura más de dos minutos, intente volver a conectarla a otro servidor a través de conexiones alternativas.

Seguridad de los servicios en la nube

La seguridad de los servicios en la nube pueden verse amenazados por las credenciales deficientes, la exposición del protocolo y la implementación de imperfecciones en la administración remota. Volver a utilizar las direcciones de IP puede derivar en un ataque no intencional de Negación del Servicio (DoS).

SaaS puede verse afectado de forma intencional con un virus que resulta en una DoS. Los piratas informáticos utilizaron las plataformas PaaS y IaaS como centros de Comando y Control (CnC) con el propósito de dirigir las operaciones de un botnet (red robótica de computadoras) para usarlas en la negación distribuida del servicio (DDoS) y la instalación de software malicioso en la nube.

El registro debería mostrar qué tipo de problema de seguridad tenía el tipo de servicio en la nube y cuándo y cómo se resolvió dicho problema.


Cuestiones a considerar

Aunque, en general, su proveedor de servicios es responsable de los sistemas subyacentes de computación en la nube, aún así usted tiene la responsabilidad legal de garantizar que sus sistemas cumplen con sus requisitos normativos, que sus prácticas son razonablemente seguras, que sus administradores no pueden acceder a sus datos sin autorización y que se encuentra vigente un acuerdo de nivel de servicios.

Asegúrese de entender cómo funciona el acuerdo de nivel de servicios, cómo impactaría la política del umbral en el acuerdo de nivel de servicios, y cuáles son los procedimientos y expectativas en caso de que su proveedor de servicios le falle.

Los componentes importantes de un acuerdo de nivel de servicios son la disponibilidad del tiempo de funcionamiento, los estándares de desempeño, los tiempos de las respuestas de emergencia, las soluciones para las transgresiones y la seguridad.

Descubra cómo pueden variar los niveles del umbral de los especificados como estándares de desempeño para la disponibilidad del tiempo de funcionamiento en el acuerdo de nivel de servicios. No deberían establecerse sobre los estándares de disponibilidad. Elija la disponibilidad del tiempo de funcionamiento (de 97 a 99,9 por ciento) y luego los niveles del umbral que satisfagan mejor sus necesidades comerciales y su presupuesto.

En caso de una transgresión al acuerdo de nivel de servicios, deberían proporcionarse soluciones. Por ejemplo, su proveedor de servicios debería emitir un crédito gratuito o un rembolso si no cumple con el acuerdo de nivel de servicios (respuestas lentas en la creación de instancias adicionales de recursos en la nube). Si el proveedor incumple con el acuerdo varias veces en tres meses, debería permitirle dar por concluido el servicio. Asegúrese de que se incluya una clausula de extinción del acuerdo y léala atentamente.

¿El acuerdo de nivel de servicios estipula quién o dónde se encontrará la fuente de autoridad si usted y el proveedor están en desacuerdo con la duración de una falla? Necesita saber cuánto tiempo debería esperar después de un inconveniente para realizar un reclamo. Verifique si la política de seguro abarca cuestiones que no se incluyen en un acuerdo de nivel de servicios, incluidos los ingresos perdidos, la reputación afectada o una ruptura de los datos.


En conclusión

El establecimiento de una política de umbral para equilibrar de forma dinámica las demandas de carga de trabajo requiere una planificación anticipada para resolver las cuestiones de crear instancias adicionales de recursos en el entorno de la nube. Los desarrolladores deberían comunicarse tanto con el consumidor del servicio en la nube como con el proveedor sobre cuestiones de economías de escalas (nubes públicas y privadas) y desarrollar una política de umbral para la aplicación de pruebas y de producción. Utilice la planificación de capacidades más allá del tiempo para preparar su sistema con el fin de asignar instancias adicionales de recursos cuando las demandas de carga de trabajo alcanzan el nivel del umbral.

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