¿Qué es la infraestructura en la nube?

Los proveedores de servicio cloud (CSP), incluidos Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure e IBM Cloud, gestionan estos recursos en centros de datos globales, proporcionando acceso bajo demanda y permitiendo a los usuarios escalar y reducir los recursos según sea necesario. Esta centralización ofrece a las empresas flexibilidad, escalabilidad y rentabilidad en comparación con la inversión en hardware en las instalaciones.

Una característica fundamental del cloud computing es la virtualización de la infraestructura de TI, incluidos los servidores, los componentes de red y el almacenamiento. La virtualización conecta servidores físicos mantenidos por un proveedor de servicios en la nube (CSP) en numerosas ubicaciones, luego divide y abstrae los recursos para hacerlos accesibles a los usuarios finales dondequiera que haya una conexión a Internet. 

En el corazón de la virtualización se encuentra el software de hipervisor. Esta tecnología crea una capa de abstracción que permite que varias máquinas virtuales (VM) con sus propios sistemas operativos (SO) se ejecuten en un servidor. El hipervisor agrupa y asigna recursos informáticos según los necesite la máquina virtual. VMware tiene la mayor cuota de mercado en el mercado de plataformas de virtualización, con aproximadamente el 42,77 %^.1

Otra tecnología central asociada con la infraestructura moderna en la nube es el microservicio (o arquitectura de microservicios), el método arquitectónico nativo de la nube en el que una sola aplicación comprende muchos componentes o servicios más pequeños acoplados de forma flexible e implementables de forma independiente.

Las aplicaciones nativas de la nube se implementan en contenedores, es decir, unidades ejecutables de software que empaquetan el código de la aplicación junto con sus bibliotecas y dependencias. Las herramientas de orquestación de contenedores, como la solución de código abierto Kubernetes, programan la implementación, la gestión y el escalado automatizados de esas aplicaciones en todos los entornos de nube.

La infraestructura de tecnología en la nube consta de componentes de hardware y software que trabajan juntos para ofrecer la escalabilidad, flexibilidad y accesibilidad necesarias para la computación en la nube.

Los siguientes componentes clave de hardware y software comprenden un entorno de infraestructura en la nube:

• Servidores

• Almacenamiento

• Red

• Software

Un servidor en la nube es una infraestructura física o virtual que ofrece aplicaciones, procesa información y proporciona almacenamiento de datos. Estos potentes recursos están optimizados para cargas de trabajo específicas, como inteligencia artificial (IA), machine learning (ML), big data y computación de alto rendimiento (HPC).

Dependiendo de las necesidades de una organización, un servidor en la nube puede ser físico (bare metal), virtual o una combinación de ambos. Por ejemplo, los servidores Bare Metal Server son generalmente mejores para cargas de trabajo de uso intensivo de datos, mientras que los servidores virtuales son más adecuados para cargas de trabajo muy variables.

El almacenamiento en la nube se basa en servidores para guardar datos en centros de datos propiedad de CSP. La mayoría de estos servidores son máquinas virtuales alojadas en un servidor físico. El almacenamiento en la nube proporciona elasticidad, lo que permite a los usuarios escalar la capacidad a medida que aumentan los volúmenes de datos o reducir la capacidad, si es necesario. 

Los usuarios se conectan a una nube de almacenamiento a través de Internet o de una conexión privada dedicada mediante un portal web, un sitio web o una aplicación móvil que se comunica a través de una API. A continuación, el servidor de conexión reenvía los datos a un grupo de servidores en uno o más centros de datos.

Los principales tipos de servicios de almacenamiento en la nube incluyen el almacenamiento de objetos para datos no estructurados, el almacenamiento de archivos para archivos compartidos y el almacenamiento en bloque para cargas de trabajo intensivas de E/S.  

La red es un componente crítico de la infraestructura de la nube porque permite la comunicación y el intercambio de datos entre varios recursos de la nube. El hardware de red incluye dispositivos físicos como conmutadores, enrutadores y otros equipos.

En entornos de nube, los equipos de red suelen virtualizarse sobre recursos físicos. Por ejemplo, los conmutadores virtuales gestionan el tráfico entre máquinas virtuales, lo que garantiza una comunicación fluida. Además, los equilibradores de carga virtualizados distribuyen el tráfico entrante entre los servidores para mejorar el rendimiento y la fiabilidad, mientras que los firewall virtuales controlan el tráfico de red para proteger los recursos de la nube.

La infraestructura en la nube utiliza redes de área amplia (WAN) para conectar recursos dispersos geográficamente y redes de área local (LAN) o redes locales virtuales (VLAN) dentro del entorno de nube para crear y gestionar redes virtuales. Hoy en día, muchos entornos de infraestructura en la nube también dependen de las redes definidas por software (SDN), que permiten una gestión centralizada y controlada por software de los recursos de red.

Las herramientas de software de gestión de la nube proporcionan un hub central para monitorizar y gestionar los recursos de la nube y optimizar los costes. Herramientas como un panel de control o una plataforma crean un panel único (SPOG) que proporciona visibilidad y unifica la información. Esta capacidad ayuda a los usuarios a tomar decisiones más informadas con respecto al rendimiento, el inventario y la información de registro.

Las herramientas de automatización de software también proporcionan soluciones de seguridad y conformidad en la nube que abordan la privacidad en torno a los datos confidenciales y las vulnerabilidades de los servicios en la nube. Estas herramientas ayudan a garantizar que los protocolos de seguridad estén siempre actualizados y sean eficaces para mitigar las amenazas emergentes. Las soluciones de gestión de identidades y accesos (IAM), por ejemplo, incluyen el aprovisionamiento de usuarios, la autenticación, la autorización y la gestión de accesos. 

Además, el software para el control de costes en la nube ayuda a automatizar continuamente las acciones críticas en tiempo real, sin intervención humana, ofreciendo la asignación más eficiente de la potencia de cómputo, el almacenamiento y los recursos de una organización.

Un modelo de implementación en la nube define cómo se accede, gestiona e implementa los recursos de la nube, con opciones que incluyen lo siguiente:

• Nube pública

• Nube privada

• Cloud híbrido

• Multinube

• Multinube híbrida

En un modelo de nube pública, un proveedor de servicios en la nube ofrece recursos informáticos como software, máquinas virtuales e infraestructura a los usuarios a través de Internet, bajo demanda y con precios flexibles. El proveedor gestiona y posee todo el hardware y otras infraestructuras.

Este entorno multiarrendatario permite a los usuarios compartir un conjunto de recursos virtuales aprovisionados y asignados automáticamente a arrendatarios individuales a través de una interfaz de autoservicio. La nube pública es popular por su escalabilidad, rentabilidad y la capacidad de minimizar la infraestructura in situ.

Una nube privada es un entorno de un solo inquilino que dedica todos los recursos e infraestructura a una organización, combinando los beneficios del cloud computing con el control y la seguridad de los sistemas en las instalaciones. A menudo lo utilizan organizaciones grandes o aquellas con necesidades estrictas de privacidad de datos, y puede alojarse in situ o por un proveedor externo.

Vale la pena señalar que una nube privada difiere de una nube privada virtual (VPC). Una nube privada es gestionada por una organización, mientras que una VPC es un servicio de un CSP que crea un entorno similar a una nube privada en una infraestructura de nube pública.

Una combinación de entornos públicos, privados y en las instalaciones, la infraestructura de nube híbrida permite a las empresas mover cargas de trabajo entre diferentes modelos de soluciones en la nube en función de las necesidades empresariales. Este enfoque proporciona flexibilidad y rentabilidad, al tiempo que permite a las organizaciones cumplir requisitos específicos, como seguridad o rendimiento, para diferentes cargas de trabajo.

Un análisis del IBM Institute of Business Value de más de 50 organizaciones clientes muestra un retorno de la inversión (ROI) 3 veces mayor de los programas de TI durante 5 años cuando las organizaciones adoptan principios híbrido por diseño.

El modelo multinube implica el uso de múltiples servicios cloud de varios proveedores. Ofrece a las organizaciones la libertad de seleccionar las mejores tecnologías disponibles, evitando la dependencia de proveedores y garantizando una gama más amplia de características y servicios. También ayuda a mitigar los riesgos relacionados con la seguridad, la compatibilidad y el cumplimiento.

Hoy en día, la mayoría de las organizaciones empresariales confían en un enfoque de multinube híbrida. Además de proporcionar la flexibilidad necesaria para seleccionar los servicios cloud más óptimos y rentables, este modelo ofrece a las organizaciones un mayor control sobre la distribución de la carga de trabajo, lo que les permite mejorar la eficiencia, aumentar el rendimiento y reducir los costes.

Hay tres tipos principales de modelos de entrega en la nube (o modelos de servicio), que a menudo se utilizan juntos:

• Infraestructura como servicio (IaaS)

• Plataforma como servicio (PaaS)

• Software como servicio (SaaS)

Aparte de los tres principales, otros modelos de servicio populares incluyen:

• Computación sin servidor (serverless)

• Función como servicio (FaaS)

La infraestructura como servicio (IaaS) proporciona acceso bajo demanda a recursos informáticos (por ejemplo, servidores, almacenamiento, redes) para admitir cargas de trabajo de aplicaciones en la nube. IaaS ayuda a las empresas a escalar su infraestructura sin los altos costes de mantener centros de datos en las instalaciones.

Una plataforma como servicio (PaaS) es una plataforma en la nube completa para desarrollar, ejecutar y administrar aplicaciones. Las plataformas PaaS proporcionan acceso a sistemas operativos, middleware, bases de datos y herramientas de desarrollo. Esta capacidad permite a las organizaciones crear, probar e implementar aplicaciones en la nube en lugar de invertir en la infraestructura física necesaria para ejecutarlas.

PaaS simplifica el proceso de migración de aplicaciones a la nube, ya sea mediante el cambio de plataforma (modificación de aplicaciones para obtener beneficios de la nube) o la refactorización (reconstrucción de aplicaciones con tecnologías nativas de la nube, como microservicios y contenedores).

El software como servicio (SaaS) proporciona aplicaciones listas para usar y alojadas en la nube (por ejemplo, Zoom, Slack). SaaS elimina la necesidad de una organización de desarrollo de software y gestión de infraestructura porque el servicio cloud se encarga de la instalación, configuración y mantenimiento.

Sin servidor es un modelo informático que descarga todas las tareas de gestión de la infraestructura backend: aprovisionamiento, escalado, programación y aplicación de parches. La computación sin servidor permite a los desarrolladores de software dedicar más atención al código y a la lógica empresarial específica de sus aplicaciones.

La función como servicio (FaaS) es un subconjunto de SaaS en el que el código de la aplicación se ejecuta solo en respuesta a eventos o solicitudes específicos. Con FaaS, todo, además del código (hardware físico, sistema operativo de máquinas virtuales y gestión de software de servidor web) es aprovisionado automáticamente por el proveedor de servicio cloud en tiempo real a medida que se ejecuta el código y luego se vuelve a reducir una vez que se completa la ejecución. La facturación comienza cuando comienza la ejecución y se detiene cuando se detiene la ejecución.

La frase infraestructura en la nube a veces se confunde con arquitectura en la nube, pero hay una clara diferencia. Al igual que un plano para construir un edificio, la arquitectura en la nube sirve como plan de diseño para implementar la infraestructura en la nube y ofrecer aplicaciones y servicios. Por el contrario, la infraestructura de la nube se refiere a los recursos físicos y virtuales (por ejemplo, servidores, almacenamiento y servicios de red) que impulsan la infraestructura de la nube.

Un arquitecto de nube, por ejemplo, es un profesional de TI que supervisa la estrategia de cloud computing de una organización y trabaja en el desarrollo de planes de adopción de la nube y en la supervisión de las iniciativas de migración a la nube. Sus responsabilidades incluyen el aprovisionamiento de la nube: el proceso de configuración de estos componentes críticos, junto con los recursos, aplicaciones y servicios basados en la nube, para crear un entorno de nube totalmente funcional. También trabajan para alinear la infraestructura de la nube con la estrategia de arquitectura para satisfacer las necesidades generales de la empresa, incluido el rendimiento y la rentabilidad.

La infraestructura en la nube ofrece numerosas ventajas, lo que la convierte en una solución codiciada para las empresas que buscan optimizar sus operaciones de TI e impulsar la innovación:

• Fiabilidad

• Agilidad y velocidad

• Escalabilidad

• Elasticidad

• Optimización de costes

• Continuidad del negocio y recuperación ante desastres