¿Qué es IaaS (infraestructura como servicio)?

La infraestructura como servicio permite a los usuarios escalar recursos según sea necesario, especialmente en cargas de trabajo "puntuales", lo que reduce la necesidad de altos gastos de capital iniciales y la complejidad que conlleva la compra, configuración y mantenimiento de la infraestructura on-premises.

Las empresas emergentes, las organizaciones empresariales y las empresas con cargas de trabajo de alto rendimiento eligen IaaS por su infraestructura de TI rentable, flexible y escalable.

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 ha convertido en el modelo de abstracción estándar para muchos tipos de cargas de trabajo.

Con un modelo de IaaS, un proveedor de servicios en la nube (CSP) (Amazon Web Services, AWS; Google Cloud; Microsoft Azure; IBM Cloud; u Oracle Cloud) mantiene y gestiona los componentes físicos de la infraestructura (servidores, parches, hardware de red). Al mismo tiempo, una organización mantiene el control de la instalación, configuración y administración de sus aplicaciones de software.

Se prevé que el mercado de IaaS crezca rápidamente en los próximos años, alcanzando los 562.530 millones USD para 2031 a una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) del 33.50 % de 2024 a 2031. ¹

En el siguiente video, Bradley Knapp desglosa los conceptos básicos de IaaS:

La infraestructura como servicio (IaaS) comprende una colección de recursos físicos y virtualizados que proporcionan a los consumidores los bloques de construcción básicos que se necesitan para ejecutar aplicaciones y cargas de trabajo en la nube. Los proveedores de IaaS alojan recursos como los servidores físicos necesarios para potenciar las diversas capas de abstracción encima de ellos en grandes centros de datos globales.

La tecnología de virtualización hace posible IaaS mediante la creación de varias máquinas virtuales (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 servicio en la nube gestiona los hipervisores, también conocidos como monitores de máquinas virtuales (VMM), que separan lógicamente las máquinas virtuales entre sí, asignando a cada una su propia porción de la potencia de cálculo, la memoria y el almacenamiento subyacentes. Luego, los usuarios pueden aprovisionar "instancias" virtuales con las cantidades deseadas de cálculo, memoria y almacenamiento. 

Desplegar máquinas virtuales y otras infraestructuras virtualizadas depende en gran medida de la creación e implantación de procesos y software automatizados en lugar de actividades manuales que requieren mucho tiempo. Automatizar la gestión de la infraestructura simplifica tareas, como la gestión de la configuración, el despliegue y el aprovisionamiento.

Dependiendo de las necesidades del negocio, IaaS puede combinarse con servicios y actualizaciones automatizados, como autoescalado, equilibrio de carga, copia de seguridad y recuperación ante desastres y monitoreo del rendimiento para ayudar a optimizar la disponibilidad de las aplicaciones y ofrecer una experiencia de usuario positiva.

La informática IaaS incluye unidades centrales de procesamiento (CPU) dentro de servidores para procesar solicitudes web y ejecutar aplicaciones. También incluye unidades de procesamiento gráfico (GPU) que gestionan cargas de trabajo de alto rendimiento y memoria interna (RAM).

Los usuarios pueden solicitar recursos a través de máquinas virtuales, también conocidas como servidores virtuales o bare metal.

Los servidores virtuales son servidores basados en software que permiten que varias VM se ejecuten simultáneamente en un único servidor físico "bare metal".

Los servidores virtuales se basan en hipervisores que actúan como una capa entre el hardware físico y múltiples entornos virtuales únicos. Cada uno de estos entornos virtuales puede ejecutar su propio sistema operativo (como Microsoft Windows, Linux o Ubuntu).

Las organizaciones suelen elegir servidores virtuales para ejecutar cargas de trabajo durante períodos cortos (es decir, pruebas de desarrollo, copia de seguridad y recuperación). Los beneficios de la virtualización de servidores incluyen una mayor utilización de los recursos, menores costos, aprovisionamiento más rápido y mucho más.

Mientras que tanto los servidores virtuales como los servidores bare metal se ejecutan en "hardware bare metal" y funcionan de manera diferente.

Los servidores bare metal como servicio en la nube son máquinas físicas dedicadas a un solo inquilino único que obtiene el control completo sobre la máquina física. Las características bare metal como servicio (BMaaS) permiten al usuario elegir su sistema operativo, evitar los desafíos de los vecinos ruidosos de la infraestructura de computación en la nube compartida y ajustar con precisión el hardware y el software para cargas de trabajo específicas, a menudo con un uso intensivo en datos.

Si bien un servidor bare metal tradicional no viene con un hipervisor preinstalado, esta capa de software se puede agregar para virtualizar el servidor y obtener un rendimiento óptimo.

La mayoría de las empresas utilizan una combinación de servidores dedicados o bare metal y servidores virtuales en su ecosistema de nube. Las organizaciones suelen elegir servidores bare metal en lugar de virtuales si necesitan acceder al hardware para ejecutar un hipervisor.

Los servidores bare metal son una buena opción para grandes cargas de trabajo estacionarias (como comercio electrónico y CRM) o aplicaciones con requisitos de seguridad o normativos complejos (como finanzas y atención médica).

IaaS se basa en redes definidas por software (SDN), en las que las API ponen a disposición hardware de red (por ejemplo, enrutadores, conmutadores, cortafuegos y equilibradores de carga). 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:

• Almacenamiento de información en bloques: el almacenamiento en bloque es una tecnología para almacenar archivos de datos en redes de área de almacenamiento de información (SAN) o entornos de almacenamiento de información basados en la nube. Los desarrolladores prefieren el almacenamiento en bloques para situaciones informáticas que requieren un transporte de datos rápido, eficiente y confiable.

• Almacenamiento de archivos: 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). 

• Object storage: Object storage es un almacenamiento de datos ideal para almacenar, archivar, respaldar y administrar grandes volúmenes de datos estáticos no estructurados,de manera confiable, eficiente y asequible. Es el tipo más común de almacenamiento en la nube. 

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 de cálculo 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 en contenedores. Los modelos IaaS proporcionan los Recursos subyacentes para escalar Kubernetes y las aplicaciones en contenedores a escala según dicten las necesidades empresariales.

Los proveedores de servicios en la nube de terceros se adhieren a los 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 servicios en la nube permite al cliente cifrar máquinas virtuales y otros métodos para proteger los datos del cliente y reducir el riesgo de ciberataques.

El modelo de nube de IaaS representa recursos de cómputo de propósito general y, por lo tanto, puede admitir casos de uso de todo tipo.

• Desarrollo y pruebas
• Copia de seguridad y recuperación ante desastres
• Alojamiento de sitios web
• Analytics de big data
• Computación de alto rendimiento (HPC)
• Adopción de multinube híbrida
• Inteligencia artificial (IA) y machine learning (ML)
  
  

IaaS proporciona un entorno de prueba y desarrollo ideal que los usuarios pueden configurar más rápido que en 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.

IaaS ofrece soluciones de copia de seguridad y recuperación ante desastres basadas en la nube, lo que permite a las organizaciones replicar y realizar copias de seguridad de sus sistemas y datos en la nube. Por ejemplo, las organizaciones pueden duplicar aplicaciones en varios servidores. Si un servidor falla, otro toma el control, lo que ayuda a garantizar la continuidad de negocio.

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.

Impulsado por tecnologías de punta, como la inteligencia artificial (IA) y el Internet de las cosas (IoT), el análisis de big data implica el uso de técnicas analíticas avanzadas contra amplios y diversos big data. IaaS admite la enorme potencia de procesamiento necesaria para analizar grandes cantidades de datos y ofrecer los mejores insights.

En comparación con una configuración de infraestructura local tradicional, IaaS proporciona una manera eficiente y rentable de admitir la computación de alto rendimiento (HPC). 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).

Un enfoque de nube híbrida combina y unifica la nube pública, la nube privada y la infraestructura local 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 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", donde una aplicación se traslada de un entorno on-premises a una infraestructura de informática, de almacenamiento y redes en el centro de datos de un proveedor de la nube.

Las plataformas IaaS permiten a las organizaciones utilizar capacidades de IA y machine learning (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 fundacionales de soporte de infraestructura subyacente para crear y escalar aplicaciones de IA generativa.

La expresión "como servicio" normalmente se refiere a un servicio de computación en nube en el que un proveedor de 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 multiinquilinos: una sola computadora física o VM se comparte entre múltiples usuarios u organizaciones cliente. 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 y así sucesivamente. 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 SaaS más populares incluyen planeación de recursos empresariales (ERP), software de gestión de proyectos y más.

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, serverless ofrece un beneficio al permitir a los desarrolladores construir y ejecutar código de aplicación sin aprovisionar ni gestionar servidores o infraestructura backend, lo que disminuye el tiempo de inactividad.

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 vital de los procesos y las herramientas de desarrollo de DevOps, que admite 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.

La seguridad y privacidad adicionales dentro de una nube pública son deseables para muchos usuarios, en particular las empresas con datos confidenciales o estrictos requisitos de cumplimiento (por ejemplo, fintech y atención médica). 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, equilibradores 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 los servicios que el proveedor entregará, 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:

Pago por uso

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.

Velocidad

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.

Disponibilidad

A través de elementos, como regiones multizona, la disponibilidad y resiliencia de las aplicaciones en la nube pueden superar los enfoques tradicionales.

Escala

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.

Latencia y rendimiento

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.