Publicación: 22 de enero de 2024
Colaboradores: Stephanie Susnjara, Ian Smalley
La infraestructura como servicio (IaaS) es una forma de computación en la nube que ofrece recursos fundamentales de infraestructura de TI, como informática, servidores, máquinas virtuales, redes y almacenamiento a los consumidores, a través de Internet y de pago por uso.
IaaS permite a los usuarios escalar recursos según sea necesario, especialmente en cargas de trabajo "pico", lo que reduce la necesidad de altos gastos de capital inicial y la complejidad que conlleva la compra, configuración y mantenimiento de la infraestructura on premises.
IaaS surgió como un modelo informático a partir del lanzamiento de Amazon Compute Cloud (EC2) en 2006, que permitió a las empresas acceder a recursos informáticos virtualizados. Desde entonces, IaaS se convirtió en el modelo de abstracción estándar para muchos tipos de cargas de trabajo. Con un modelo IaaS, un proveedor de servicios en la nube (CSP); por ejemplo, Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure, IBM® Cloud, Oracle Cloud, mantiene y gestiona los componentes de la infraestructura física (servidores, parches, hardware de red). Al mismo tiempo, una organización mantiene el control de la instalación, configuración y gestión de sus aplicaciones de software.
IaaS ofrece una amplia gama de beneficios comerciales, que incluyen flexibilidad, rentabilidad, confiabilidad y escalabilidad. También se prevé que el mercado de IaaS crezca rápidamente en los próximos años (enlace externo a ibm.com), con 562.530 mil millones de dólares en 2031 a una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) del 33.50 % entre 2024 y 2031.
En el siguiente video, Bradley Knapp desglosa los conceptos básicos de IaaS:
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IaaS comprende una colección de recursos físicos y virtualizados que proporcionan a los consumidores los componentes básicos que se necesitan para ejecutar aplicaciones y cargas de trabajo en la nube.
Los proveedores de IaaS gestionan grandes centros de datos globales que contienen los servidores físicos necesarios para alimentar las diversas capas de abstracción que se encuentran encima de ellos, que se ponen a disposición de los usuarios a través de Internet.
IaaS se basa en recursos informáticos virtualizados (por ejemplo, proceso, red, almacenamiento) disponibles como máquinas virtuales (VM), las unidades informáticas fundamentales en la computación en la nube.
El proceso de virtualización permite crear varias VM, cada una con su propio sistema operativo (SO) y aplicaciones, en una sola máquina física. Esto permite que docenas de aplicaciones y cargas de trabajo se ejecuten y escalen correctamente. El proveedor de servicios en la nube gestiona los hipervisores, también conocidos como monitores de máquinas virtuales (VMM), que separan lógicamente las VM entre sí, y asignan a cada una su propia parte de la potencia informática, la memoria y el almacenamiento subyacentes. Luego, los usuarios pueden aprovisionar "instancias" virtuales con las cantidades deseadas de cálculo, memoria y almacenamiento.
El despliegue de máquinas virtuales y otra infraestructura virtualizada depende en gran medida de la creación e implementación de procesos y software automatizados en lugar de actividades manuales que consumen mucho tiempo. La automatización de la gestión de la infraestructura simplifica tareas, como la gestión de la configuración, el despliegue y el aprovisionamiento. En función de las necesidades empresariales, IaaS puede combinarse con servicios y actualizaciones automatizados, como el escalado automático, el equilibrio de carga, la copia de seguridad y recuperación, y el monitoreo del rendimiento para ayudar a optimizar la disponibilidad de las aplicaciones y ofrecer una experiencia positiva al usuario final.
Los proveedores de IaaS proporcionan marcos de seguridad y cumplimiento en la nube a través de un modelo de responsabilidad compartida. En esencia, el proveedor de servicio en la nube gestiona la seguridad física de los centros de datos (cámaras, personal de seguridad) y la infraestructura subyacente (informática, almacenamiento, red física). Al mismo tiempo, el cliente de la nube es responsable de proteger sus cargas de trabajo, aplicaciones y datos. El proveedor de servicio en la nube proporciona al cliente la capacidad de cifrar máquinas virtuales y otros métodos para proteger los datos del cliente y reducir el riesgo de ciberataques.
IaaS incluye soporte para la contenerización, el empaquetado de código de software con solo las bibliotecas del sistema operativo (OS) y las dependencias que se requieren para ejecutar el código para crear un único ejecutable ligero, un contenedor que se ejecuta de manera constante en cualquier infraestructura. Más portátiles y eficientes en recursos que las máquinas virtuales, los contenedores se convirtieron en las unidades informáticas de facto de las aplicaciones modernas nativas de la nube .
En muchos casos, los contenedores reemplazaron a las VM como unidad estándar de proceso o despliegue de servicios. Las herramientas DE orquestación de contenedores, como Kubernetes, automatizan el despliegue, el escalado y la gestión de aplicaciones contenedorizadas. Los modelos de IaaS proporcionan los recursos subyacentes para escalar Kubernetes y las aplicaciones contenedorizadas de manera ascendente o descendente según lo dicten las necesidades del negocio.
Los recursos informáticos incluyen unidades centrales de procesamiento (CPU) para procesar solicitudes sitio web, y ejecutar aplicaciones y unidades de procesamiento gráfico (GPU) que manejan cargas de trabajo y memoria interna (RAM).
IaaS depende de redes definidas por software (SDN), en las que el hardware de redes (por ejemplo, enrutadores, conmutadores, cortafuegos y balanceadores de carga) está disponible a través de interfaces de programación de aplicaciones (API). Los modelos de IaaS virtualizan las funciones de red de este hardware, y los clientes pueden acceder a los servicios de IaaS desde cualquier lugar a través de Internet público o mediante una red privada virtual (VPN).
IaaS ofrece tres tipos de almacenamiento en la nube:
- El almacenamiento en bloques es una tecnología para almacenar archivos de datos en redes de área de almacenamiento (SAN) o entornos de almacenamiento basados en la nube. Los desarrolladores prefieren el almacenamiento en bloques para situaciones informáticas que requieren un transporte de datos rápido, eficiente y confiable.
- El almacenamiento de archivos, también llamado alojamiento de almacenamiento de archivos, permite que varios usuarios compartan los mismos datos de archivo. En las instancias de IaaS, las organizaciones almacenan archivos de datos fuera de las instalaciones en los centros de datos de los proveedores de la nube y acceden a ellos a través de Internet (en lugar de almacenarlos localmente en un dispositivo NAS).
- El almacenamiento de objetos es una arquitectura de almacenamiento de datos ideal para almacenar, archivar, respaldar y gestionar grandes volúmenes de datos estáticos no estructurados, de manera confiable, eficiente y asequible. Es el tipo más común de almacenamiento en la nube.
El modelo de IaaS representa recursos informáticos de propósito general y, por lo tanto, es capaz de admitir casos de uso de todo tipo.
- Desarrollo y pruebas: IaaS proporciona un entorno de prueba y desarrollo ideal que puede configurarse más rápido que on premises. Esta función ofrece a DevOps y a otros equipos la flexibilidad de ampliar o reducir rápidamente los entornos de desarrollo/prueba, lo que permite a las organizaciones llevar nuevas aplicaciones al mercado más rápido.
- Copia de seguridad y recuperación ante desastres: IaaS ofrece soluciones de copia de seguridad y recuperación ante desastres basadas en la nube, lo que permite a las organizaciones replicar y respaldar sus sistemas y datos en la nube. Por ejemplo, las organizaciones pueden duplicar aplicaciones en varios servidores. Si un servidor falla, otro toma el relevo, lo que garantiza la continuidad del negocio.
- Alojamiento de sitios web: IaaS proporciona una forma rentable de alojar sitios y aplicaciones web orientados al cliente que son seguros y escalables, y se pueden personalizar para optimizar la experiencia del usuario.
- Analytics de big data: impulsados por tecnologías de vanguardia, como inteligencia artificial (IA) e Internet de las cosas (IoT), los analytics de big data implican el uso de técnicas analíticas avanzadas con big data extensos y diversos. IaaS admite la enorme potencia de procesamiento necesaria para analizar grandes cantidades de datos y ofrecer los mejores insights.
- Computación de alto rendimiento (HPC): en comparación con una configuración de infraestructura on premises tradicional, IaaS proporciona una forma eficiente y rentable de admitir la computación de alto rendimiento. HPC emplea supercomputadoras y clústeres de computadoras para resolver problemas de computación avanzados que respaldan los avances en el conocimiento humano y crean beneficios competitivos significativos (por ejemplo, secuenciación de ADN, automatización de operaciones bursátiles).
- Adopción híbrida de nubes múltiples: un enfoque de nube híbrida combina y unifica la nube pública, la nube privada y la infraestructura on premises para crear una infraestructura de TI única, flexible y rentable. En la actualidad, la nube híbrida se combina con un enfoque multinube, que permite a las empresas seleccionar los mejores servicios en la nube de múltiples proveedores de ña nube y evitar la vendor lock-in (dependencia de proveedores). IaaS tiene una importancia fundamental en la estrategia de multinube híbrida, ya que proporciona la flexibilidad necesaria para desplegar recursos en entornos de nube híbrida en función de las necesidades empresariales. Por ejemplo, IaaS admite la migración “lift and shift”, en la que una aplicación se traslada de un entorno on premises a una infraestructura de informática, almacenamiento y redes en el centro de datos de un proveedor de la nube.
- Inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML): las plataformas IaaS permiten a las organizaciones aprovechar las capacidades de IA y ML. Por ejemplo, con IaaS, los científicos de datos y los desarrolladores pueden crear, entrenar y desplegar modelos de ML mediante el uso de infraestructura, herramientas y flujos de trabajo totalmente gestionados. IaaS también proporciona la potencia informática y los modelos básicos de soporte de infraestructura subyacente que se emplean para crear y escalar aplicaciones de IA generativa.
La expresión "como servicio" suele referirse a un servicio de computación en la nube en el que un proveedor de la nube gestiona servicios para una organización. Junto con la plataforma como servicio (PaaS) y el software como servicio (SaaS), IaaS se encuentra entre los tres modelos más populares de servicios en la nube. Estas categorías de servicios de computación en la nube no son mutuamente excluyentes. La mayoría de las empresas emplean más de uno, y la mayoría de las grandes empresas emplean los tres servicios gestionados en la nube como parte de su pila de nube ofrecida por los proveedores de servicios en la nube.
IaaS, PaaS y SaaS dependen de recursos de múltiples inquilinos: una sola computadora física o VM se comparte entre múltiples usuarios u organizaciones clientes. Los proveedores de servicios en la nube suelen ofrecer soluciones de alojamiento de múltiples inquilinos como una alternativa de menor costo a las soluciones de alojamiento dedicado o de inquilino único.
En un entorno de TI tradicional, el usuario es responsable de gestionar toda la pila de extremo a extremo, desde el hardware físico para servidores y recursos de red hasta la virtualización, sistemas operativos, middleware, etc. IaaS, PaaS y SaaS ofrecen cada uno una capa de abstracción progresiva luego de eso.
Como ya se dijo, IaaS se abstrae de la computación física, la red, el almacenamiento de datos y la tecnología necesaria para virtualizar esos recursos. La plataforma como servicio (PaaS) va un paso más allá y abstrae la gestión del sistema operativo, middleware y tiempo de ejecución. La PaaS proporciona a los clientes una plataforma en la nube completa (hardware, software e infraestructura) para desarrollar, ejecutar y gestionar aplicaciones sin el costo, la complejidad y la inflexibilidad que suelen conllevar la creación y el mantenimiento de esa plataforma en un centro de datos on premises.
Red Hat OpenShiftes una popular PaaS construida alrededor de contenedores Docker y Kubernetes.
El software como servicio (SaaS) es un software de aplicación alojado en la nube y sirve como modelo de entrega principal para la mayoría del software comercial actual. Las soluciones comerciales populares de SaaS incluyen gestión de relaciones con el cliente (CRM), planeación de recursos empresariales (ERP), software de gestión de proyectos y otras.
Si bien IaaS abstrae muchos componentes de bajo nivel para que los desarrolladores puedan enfocarse en la lógica comercial que diferencia el negocio, aún requiere que los usuarios gestionen sistemas operativos, middleware y tiempos de ejecución. Como modelo de desarrollo y ejecución de aplicaciones, sin servidor (enlace externo a ibm.com) ofrece una ventaja al permitir a los desarrolladores crear y ejecutar código de aplicaciones sin aprovisionar ni gestionar servidores o infraestructura de backend.
El caso de uso más común de la tecnología sin servidor en la actualidad es el soporte de microservicios (también llamados arquitectura de microservicios), que se enfoca en crear pequeños servicios que hacen un solo trabajo y se comunican entre sí mediante API. Los microservicios son una parte clave de los procesos y las herramientas de desarrollo de DevOps, que admiten la tecnología sin servidor, ya que los desarrolladores no necesitan dedicar tiempo a definir la infraestructura necesaria para integrar, probar, entregar y desplegar código construido en producción.
Los servidores bare metal son una forma de servicio en la nube de inquilino único en el que el usuario alquila una máquina física de un proveedor y que no se comparte con ningún otro inquilino. Las organizaciones que buscan una infraestructura de computación en la nube con la seguridad y el rendimiento del hardware dedicado y la experiencia, especialmente en torno al aprovisionamiento, la facturación y la gestión de servicios en la nube, a menudo recurren a bare metal como servicio (BMaaS).
A diferencia de IaaS tradicional, BMaaS no proporciona a los usuarios informática, red y almacenamiento ya virtualizados, sino acceso directo al hardware subyacente. Este nivel de acceso ofrece a los usuarios un control casi total de las especificaciones de su hardware. Dado que el hardware no está virtualizado y no admite varias máquinas virtuales, también ofrece a los usuarios el mayor rendimiento potencial. Esta función es de gran valor para casos de uso, como la computación HPC y GPU, bases de datos de alto rendimiento, cargas de trabajo analíticas, entre otros aspectos.
Sin embargo, estos beneficios también pueden producirse a expensas de los beneficios de IaaS tradicional, a saber, la capacidad de aprovisionar y escalar rápidamente de manera horizontal recursos con tan solo hacer copias de instancias y equilibrar la carga entre ellas. En cuanto a BMaaS frente a IaaS, un modelo no es superior al otro: se trata de qué modelo admite mejor el caso de uso o la carga de trabajo específicos.
Para muchos usuarios, en particular empresas con datos confidenciales o requisitos de cumplimiento estrictos (por ejemplo, fintech, atención médica), es deseable seguridad y privacidad adicionales dentro de una nube pública. Una nube privada virtual (VPC) puede crear un mayor aislamiento de los recursos de la infraestructura de la nube sin sacrificar la velocidad, la escala o las funciones.
Una VPC se aloja en una arquitectura de nube pública de múltiples inquilinos, pero los datos y cargas de trabajo de cada cliente están lógicamente separados de todos los demás inquilinos para crear un entorno "similar a una nube privada". Esta función ofrece a los usuarios control sobre múltiples facetas (por ejemplo, cortafuegos virtuales, grupos de seguridad, equilibrio de carga).
Al igual que con todos los servicios en la nube pública, IaaS requiere un acuerdo de nivel de servicio (SLA),un contrato entre un proveedor de servicios en la nube y un cliente que describe qué servicios proporcionará el proveedor, el nivel de rendimiento que se espera, cómo se mide el rendimiento y qué sucede si no se cumplen los niveles de rendimiento.
El precio de IaaS se basa en el consumo, lo que significa que a los usuarios solo se les cobra por lo que utilizan. Otros métodos de fijación de precios son los siguientes:
- Suscripciones e instancias reservadas: muchos proveedores ofrecen descuentos sobre el precio de etiqueta a los clientes dispuestos a comprometerse a plazos contractuales más largos, normalmente de uno a tres años.
- Facturación mensual: los modelos de facturación mensual son más comunes con BMaaS que con IaaS, donde la infraestructura física generalmente implica cargas de trabajo de estado estable sin características de uso elevado.
- Por hora/segundo: el detalle más común para la infraestructura en la nube tradicional; a los usuarios solo se les cobra por lo que usan.
- Transitorio/spot: algunos proveedores ofrecen capacidad no utilizada con un descuento a través de instancias transitorias/spot, pero esas instancias pueden reclamarse si se necesita la capacidad.
Algunas de las principales ventajas de IaaS incluyen las siguientes.
A diferencia de la TI tradicional, IaaS no requiere ningún gasto de capital inicial, y a los usuarios solo se les factura por lo que usan.
Con IaaS, los usuarios pueden aprovisionar pequeñas o grandes cantidades de recursos en minutos, probando nuevas ideas rápidamente o escalando las ideas probadas aún más rápido.
A través de elementos como regiones multizona, la disponibilidad y resiliencia de las aplicaciones en la nube pueden superar los enfoques tradicionales.
Con una capacidad aparentemente ilimitada y la posibilidad de escalar los recursos automáticamente o con cierta supervisión, resulta sencillo pasar de una instancia de una aplicación o carga de trabajo a muchas.
Dada la amplia huella geográfica de la mayoría de los proveedores de IaaS, es fácil acercar las aplicaciones y los servicios a los usuarios, para reducir la latencia y mejorar el rendimiento.
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La plataforma como servicio (PaaS) es un modelo de computación en la nube que proporciona a los clientes una plataforma completa en la nube (hardware, software e infraestructura) para desarrollar, ejecutar y gestionar aplicaciones sin el costo, la complejidad y la inflexibilidad que a menudo conlleva la creación y el mantenimiento de esa plataforma on premises.
El software como servicio (SaaS) es un software de aplicación alojado en la nube que se utiliza a través de una conexión a Internet con un navegador web, una aplicación móvil o un cliente ligero.
IaaS, PaaS y SaaS son los tres tipos más populares de ofertas de servicios en la nube. A veces, se les conoce como modelos de servicio en la nube o modelos de servicio de computación en la nube.