Tema 57. Cloud Computing. IaaS, PaaS, SaaS. Nubes privadas, públicas e híbridas. Hiperconvergencia y virtualización de servidores: datos y aplicaciones. Implantación de aplicaciones y servicios sobre arquitecturas basadas en contenedores.
Resumen del Tema:
Cloud Computing (Computación en la Nube) se refiere a la entrega de recursos informáticos, como almacenamiento, bases de datos, redes, software y más, a través de Internet, en lugar de depender de infraestructuras locales. Este tema abarca los diferentes modelos de servicio en la nube (IaaS, PaaS, SaaS), los tipos de nubes (privada, pública e híbrida), y las tecnologías que hacen posible la virtualización y la hiperconvergencia. Además, se exploran las arquitecturas basadas en contenedores, que facilitan la implementación y gestión de aplicaciones de manera más flexible y escalable.
1. Modelos de Servicios en la Nube (IaaS, PaaS, SaaS)
IaaS (Infrastructure as a Service):
- Proporciona recursos informáticos básicos, como máquinas virtuales, redes y almacenamiento.
- El cliente tiene control sobre el sistema operativo, almacenamiento y aplicaciones, pero no sobre la infraestructura subyacente (servidores, redes).
- Ejemplos: Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, Google Cloud Platform (GCP).
PaaS (Platform as a Service):
- Ofrece una plataforma completa que incluye hardware, software y herramientas para desarrollar aplicaciones sin gestionar la infraestructura subyacente.
- El cliente puede centrarse en desarrollar y gestionar aplicaciones sin preocuparse por el sistema operativo o hardware.
- Ejemplos: Google App Engine, AWS Elastic Beanstalk.
SaaS (Software as a Service):
- Proporciona aplicaciones completas que se ejecutan en la nube. El cliente solo accede a ellas a través de internet, sin necesidad de instalación local.
- Ejemplos: Google Workspace, Microsoft Office 365, Salesforce.
2. Tipos de Nubes
Nube Pública:
- Los servicios y recursos son gestionados por un proveedor externo y compartidos entre varios clientes (multitenancy).
- Ejemplo: Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, Google Cloud.
- Ventajas: Escalabilidad, bajo costo, facilidad de acceso desde cualquier lugar.
Nube Privada:
- Los servicios son proporcionados en una red privada y son utilizados exclusivamente por una única organización.
- Ejemplo: Nube privada construida usando tecnologías como OpenStack.
- Ventajas: Mayor control, mayor seguridad y privacidad, aunque a un costo más alto.
Nube Híbrida:
- Es una combinación de nubes públicas y privadas, lo que permite que las cargas de trabajo puedan moverse entre ellas dependiendo de las necesidades.
- Ejemplo: Integración de Microsoft Azure con una nube privada.
- Ventajas: Flexibilidad, optimización de costos y control sobre datos sensibles.
3. Hiperconvergencia y Virtualización de Servidores:
Hiperconvergencia:
- Es un enfoque que integra almacenamiento, procesamiento y redes en una única plataforma.
- Facilita la escalabilidad, ya que el hardware y software están unidos en un solo sistema.
- Proporciona una infraestructura simplificada, ideal para entornos de nube privada y pública.
Virtualización de Servidores:
- Permite ejecutar múltiples sistemas operativos en un solo servidor físico mediante la creación de máquinas virtuales (VM).
- Las máquinas virtuales operan de manera independiente, pero comparten los recursos físicos del servidor.
- Ejemplo: VMware, Microsoft Hyper-V.
Virtualización de Datos y Aplicaciones:
- La virtualización no solo aplica a servidores, sino también a las bases de datos y aplicaciones, lo que permite gestionarlas de forma más eficiente y flexible.
- Proporciona la capacidad de ejecutar aplicaciones en diferentes entornos sin necesidad de un servidor físico dedicado.
4. Implantación de Aplicaciones y Servicios sobre Arquitecturas Basadas en Contenedores
Los contenedores son unidades ligeras y autónomas que empaquetan una aplicación y todas sus dependencias, permitiendo que se ejecute en cualquier entorno sin importar el sistema operativo subyacente. Se utilizan ampliamente en arquitecturas de microservicios.
Ventajas de los Contenedores:
- Portabilidad: Los contenedores pueden ejecutarse en cualquier lugar (desde desarrolladores locales hasta nubes públicas o privadas) sin necesidad de configuraciones adicionales.
- Escalabilidad: Los contenedores permiten crear y destruir instancias de aplicaciones rápidamente.
- Eficiencia: A diferencia de las máquinas virtuales, los contenedores comparten el núcleo del sistema operativo y, por tanto, tienen menos sobrecarga.
Ejemplos de tecnologías de contenedores:
- Docker: Plataforma que permite crear, gestionar y ejecutar contenedores.
- Kubernetes: Herramienta de orquestación que automatiza la implementación, escalado y gestión de contenedores.
La computación en la nube (Cloud Computing) es un modelo de acceso bajo demanda a un conjunto compartido de recursos informáticos configurables (redes, servidores, almacenamiento, aplicaciones y servicios) que se pueden aprovisionar 1 rápidamente y liberar con una gestión mínima o sin interacción con el proveedor del servicio.
1. IaaS, PaaS, SaaS:
Estos son los tres modelos de servicio principales en la nube:
- IaaS (Infraestructura como Servicio): Proporciona la infraestructura informática básica (servidores virtuales, almacenamiento, redes) a través de Internet. El usuario gestiona el sistema operativo, el almacenamiento, las aplicaciones y, en algunos casos, ciertos componentes de red (ej. firewalls). Ejemplos: Amazon Web Services (AWS) EC2, Microsoft Azure Virtual Machines, Google Compute Engine.
- PaaS (Plataforma como Servicio): Proporciona una plataforma completa para el desarrollo, la ejecución y la gestión de aplicaciones, sin necesidad de gestionar la infraestructura subyacente. El proveedor se encarga del sistema operativo, los servidores, el almacenamiento y las redes. Ejemplos: AWS Elastic Beanstalk, Google App Engine, Microsoft Azure App Service.
- SaaS (Software como Servicio): Proporciona acceso a aplicaciones de software a través de Internet, generalmente mediante una suscripción. El proveedor se encarga de toda la infraestructura y el software. El usuario solo utiliza la aplicación. Ejemplos: Salesforce, Microsoft 365, Google Workspace.
Diferencias clave:
| Característica | IaaS | PaaS | SaaS |
|---|---|---|---|
| Control del usuario | Infraestructura (servidores, red, etc.) | Aplicaciones y datos | Solo la configuración de la aplicación |
| Gestión del proveedor | Hardware | Hardware, SO, entorno de ejecución | Todo (hardware, SO, aplicación) |
| Ejemplos | AWS EC2, Azure VMs, Google Compute Engine | AWS Elastic Beanstalk, Google App Engine | Salesforce, Microsoft 365, Google Workspace |
2. Nubes privadas, públicas e híbridas:
- Nube pública: La infraestructura es propiedad de un proveedor de servicios en la nube y se comparte entre múltiples clientes. Ofrece escalabilidad, elasticidad y pago por uso. Ejemplos: AWS, Azure, Google Cloud.
- Nube privada: La infraestructura es propiedad de una única organización y se utiliza exclusivamente para sus necesidades. Ofrece mayor control y seguridad, pero requiere una mayor inversión inicial. Se puede alojar en el centro de datos de la organización (on-premises) o en un centro de datos de un proveedor, pero dedicada a un solo cliente.
- Nube híbrida: Combina la nube pública y la privada, permitiendo la portabilidad de datos y aplicaciones entre ambas. Ofrece flexibilidad y la posibilidad de optimizar los costes.
3. Hiperconvergencia y virtualización de servidores: datos y aplicaciones:
- Virtualización de servidores: Permite ejecutar múltiples máquinas virtuales (VMs) en un solo servidor físico, optimizando el uso de los recursos de hardware. Cada VM ejecuta su propio sistema operativo y aplicaciones de forma aislada.
- Hiperconvergencia: Integra los recursos de computación, almacenamiento y red en un único sistema, gestionado mediante software. Simplifica la gestión de la infraestructura y ofrece mayor escalabilidad. Se basa en la virtualización, pero lleva el concepto un paso más allá integrando la gestión de todos los recursos.
4. Implantación de aplicaciones y servicios sobre arquitectura basada en contenedores:
- Contenedores: Son unidades de software que empaquetan una aplicación y sus dependencias (bibliotecas, configuraciones, etc.), permitiendo que se ejecute de forma consistente en cualquier entorno. Son más ligeros que las VMs y ofrecen mayor portabilidad y eficiencia. Ejemplos: Docker, Kubernetes.
- Ventajas de los contenedores:
- Portabilidad: Se ejecutan de forma consistente en diferentes entornos.
- Eficiencia: Menor consumo de recursos que las VMs.
- Escalabilidad: Se pueden desplegar y escalar rápidamente.
- Aislamiento: Aislamiento de las aplicaciones, mejorando la seguridad.
Cuestionario tipo test con 10 preguntas:
1. ¿Qué modelo de servicio en la nube permite al cliente gestionar el sistema operativo y las aplicaciones, pero no la infraestructura subyacente?
a) SaaS
b) PaaS
c) IaaS
d) FaaS
Respuesta correcta: c) IaaS
Argumento: El modelo IaaS (Infrastructure as a Service) ofrece a los clientes control sobre el sistema operativo y las aplicaciones, pero la infraestructura subyacente, como servidores y redes, es gestionada por el proveedor de la nube.
Respuestas incorrectas:
- a) SaaS (Software as a Service) ofrece aplicaciones completas, sin control sobre el sistema operativo o infraestructura.
- b) PaaS (Platform as a Service) proporciona una plataforma para desarrollar aplicaciones sin gestionar la infraestructura.
- d) FaaS (Function as a Service) es un modelo basado en la ejecución de funciones específicas sin gestionar servidores.
2. ¿Cuál es una ventaja clave de las nubes híbridas?
a) Mayor control sobre los datos
b) Flexibilidad para mover cargas de trabajo entre nubes privadas y públicas
c) Reducción de la seguridad
d) Costos más bajos que las nubes públicas
Respuesta correcta: b) Flexibilidad para mover cargas de trabajo entre nubes privadas y públicas
Argumento: Las nubes híbridas permiten mover cargas de trabajo entre nubes privadas y públicas, optimizando costos y recursos, y manteniendo el control sobre datos sensibles.
Respuestas incorrectas:
- a) Aunque las nubes híbridas ofrecen control, la ventaja clave es la flexibilidad.
- c) Las nubes híbridas pueden ofrecer tanto seguridad como flexibilidad.
- d) Los costos no siempre son más bajos en las nubes híbridas, ya que dependen de la implementación.
3. ¿Cuál es la principal diferencia entre una nube privada y una nube pública?
a) La nube privada es más accesible y más barata
b) La nube pública es gestionada exclusivamente por una sola organización
c) La nube privada es gestionada solo por un proveedor externo, pero se comparte entre varias organizaciones
d) La nube privada es utilizada solo por una organización, mientras que la nube pública es compartida
Respuesta correcta: d) La nube privada es utilizada solo por una organización, mientras que la nube pública es compartida
Argumento: En una nube privada, todos los recursos están dedicados a una sola organización, mientras que en una nube pública, los recursos son compartidos entre diferentes clientes.
Respuestas incorrectas:
- a) La nube pública suele ser más barata debido a la economía de escala.
- b) La nube privada no está gestionada exclusivamente por un solo proveedor externo, puede ser gestionada internamente.
- c) La nube privada no es compartida entre diferentes organizaciones.
4. ¿Qué es la hiperconvergencia en el contexto de la computación en la nube?
a) La consolidación de servidores, almacenamiento y redes en una sola plataforma
b) La virtualización de servidores en múltiples máquinas virtuales
c) El uso exclusivo de infraestructuras locales sin conexión a la nube
d) El acceso a los recursos en la nube de manera pública
Respuesta correcta: a) La consolidación de servidores, almacenamiento y redes en una sola plataforma
Argumento: La hiperconvergencia integra almacenamiento, servidores y redes en una única plataforma, simplificando la infraestructura de TI.
Respuestas incorrectas:
- b) La virtualización de servidores es un concepto diferente a la hiperconvergencia.
- c) La hiperconvergencia no se limita a infraestructuras locales.
- d) La hiperconvergencia no está relacionada con el acceso público a la nube.
5. ¿Qué tipo de sistema operativo se utiliza principalmente en la gestión de contenedores?
a) Windows Server
b) Linux
c) macOS
d) DOS
Respuesta correcta: b) Linux
Argumento: Linux es el sistema operativo más utilizado para gestionar contenedores debido a su flexibilidad, estabilidad y compatibilidad con herramientas como Docker.
Respuestas incorrectas:
- a) Windows Server también puede usarse para contenedores, pero Linux es más común.
- c) macOS no es ampliamente utilizado en producción para gestionar contenedores
a gran escala.
- d) DOS es obsoleto y no se utiliza en la gestión de contenedores.
6. ¿Qué tecnología permite la ejecución eficiente de aplicaciones en contenedores?
a) Docker
b) VMware
c) Microsoft Hyper-V
d) Oracle VirtualBox
Respuesta correcta: a) Docker
Argumento: Docker es la plataforma más popular para crear, gestionar y ejecutar contenedores de aplicaciones.
Respuestas incorrectas:
- b) VMware es una plataforma de virtualización, no de contenedores.
- c) Microsoft Hyper-V es un hipervisor para virtualización, no para contenedores.
- d) Oracle VirtualBox también es un hipervisor para máquinas virtuales.
7. ¿Qué tipo de aplicaciones se beneficiarían más de la implementación sobre arquitecturas basadas en contenedores?
a) Aplicaciones monolíticas
b) Aplicaciones con arquitecturas de microservicios
c) Aplicaciones locales sin dependencias
d) Aplicaciones que requieren hardware especializado
Respuesta correcta: b) Aplicaciones con arquitecturas de microservicios
Argumento: Las arquitecturas de microservicios son ideales para contenedores, ya que cada microservicio puede ejecutarse en su propio contenedor de manera independiente.
Respuestas incorrectas:
- a) Las aplicaciones monolíticas son menos adecuadas para contenedores debido a su enfoque centralizado.
- c) Las aplicaciones locales sin dependencias no necesitan contenedores para su ejecución.
- d) Las aplicaciones que requieren hardware especializado no se benefician tanto de los contenedores.
Claro, aquí tienes más preguntas para continuar con el cuestionario:
8. ¿Cuál de las siguientes opciones es una ventaja principal de la computación en la nube para las organizaciones?
a) Necesidad de una gran infraestructura física local
b) Escalabilidad bajo demanda según las necesidades de recursos
c) Limitación de acceso a servicios solo desde ubicaciones específicas
d) Menor flexibilidad en la gestión de datos
Respuesta correcta: b) Escalabilidad bajo demanda según las necesidades de recursos
Argumento: Una de las principales ventajas de la computación en la nube es la escalabilidad: las organizaciones pueden ajustar sus recursos de acuerdo con la demanda sin necesidad de invertir en infraestructura adicional.
Respuestas incorrectas:
- a) La computación en la nube reduce la necesidad de infraestructura local.
- c) Los servicios en la nube pueden accederse desde cualquier lugar con conexión a internet.
- d) La computación en la nube es más flexible en la gestión de datos.
9. ¿Qué caracteriza a un sistema operativo basado en la nube?
a) Funciona únicamente en servidores locales
b) Ofrece acceso y servicios solo a través de dispositivos móviles
c) Permite el acceso remoto y escalabilidad en tiempo real
d) Requiere una infraestructura interna dedicada
Respuesta correcta: c) Permite el acceso remoto y escalabilidad en tiempo real
Argumento: Los sistemas operativos en la nube están diseñados para ser accesibles desde cualquier lugar y permitir la escalabilidad de recursos de acuerdo a las necesidades.
Respuestas incorrectas:
- a) Los sistemas operativos en la nube no se limitan a servidores locales.
- b) No se restringen solo a dispositivos móviles, aunque pueden ser accesibles desde cualquier dispositivo.
- d) Los sistemas operativos en la nube no requieren infraestructura interna dedicada.
10. ¿Qué función principal tiene un bus de interoperabilidad en arquitecturas orientadas a servicios (SOA)?
a) Almacenar bases de datos de forma centralizada
b) Gestionar el tráfico de red entre servidores físicos
c) Facilitar la comunicación entre diferentes servicios y aplicaciones
d) Proteger los datos mediante cifrado
Respuesta correcta: c) Facilitar la comunicación entre diferentes servicios y aplicaciones
Argumento: El bus de interoperabilidad en un entorno SOA permite que diferentes servicios, que pueden estar implementados en tecnologías diferentes, se comuniquen de manera eficiente.
Respuestas incorrectas:
- a) No almacena bases de datos; se encarga de la comunicación entre servicios.
- b) No se encarga de la gestión del tráfico físico de red, sino de la interoperabilidad entre aplicaciones.
- d) Aunque puede ayudar con la seguridad, su función principal no es el cifrado de datos.
11. ¿Qué tipo de arquitectura se utiliza para separar diferentes capas de una aplicación en distintas máquinas o servidores?
a) Arquitectura monolítica
b) Arquitectura cliente-servidor
c) Arquitectura de tres niveles
d) Arquitectura sin servidor (serverless)
Respuesta correcta: c) Arquitectura de tres niveles
Argumento: La arquitectura de tres niveles divide la aplicación en tres capas separadas: presentación, lógica de negocio y base de datos. Cada capa puede residir en un servidor diferente.
Respuestas incorrectas:
- a) La arquitectura monolítica tiene todo el código y las capas en una sola unidad.
- b) La arquitectura cliente-servidor no necesariamente separa en tres capas, sino que establece una relación entre cliente y servidor.
- d) La arquitectura sin servidor no tiene capas separadas, ya que la infraestructura se gestiona automáticamente.
12. ¿Qué tecnología permite la virtualización de servidores y facilita la ejecución de múltiples sistemas operativos en una misma máquina física?
a) Contenedores Docker
b) VMware
c) Cloud Computing
d) Kubernetes
Respuesta correcta: b) VMware
Argumento: VMware es una tecnología de virtualización de servidores que permite ejecutar múltiples máquinas virtuales (VMs) en un solo servidor físico, cada una con su propio sistema operativo.
Respuestas incorrectas:
- a) Docker trabaja con contenedores, no con virtualización completa de servidores.
- c) Cloud Computing es un modelo de entrega de servicios, pero no es una tecnología de virtualización.
- d) Kubernetes es una herramienta para gestionar y orquestar contenedores, no para virtualizar servidores.
13. En el contexto de la computación en la nube, ¿qué ventaja ofrece la nube privada respecto a la nube pública?
a) Menor costo, debido a la compartición de recursos
b) Mayor control y personalización de los servicios
c) Acceso solo a servicios básicos de almacenamiento
d) Menor disponibilidad y acceso a servicios
Respuesta correcta: b) Mayor control y personalización de los servicios
Argumento: En una nube privada, la organización tiene control total sobre los recursos, lo que permite una mayor personalización de los servicios y políticas de seguridad.
Respuestas incorrectas:
- a) Las nubes públicas son generalmente más económicas debido a la compartición de recursos entre múltiples usuarios.
- c) Las nubes privadas pueden ofrecer más que solo almacenamiento.
- d) Las nubes privadas tienen mayor control y disponibilidad de servicios.
14. ¿Qué término se utiliza para describir la capacidad de un sistema en la nube de aumentar o reducir su capacidad de forma dinámica en función de la demanda?
a) Elasticidad
b) Alta disponibilidad
c) Escalabilidad
d) Redundancia
Respuesta correcta: a) Elasticidad
Argumento: La elasticidad en la computación en la nube describe la capacidad de ajustar automáticamente los recursos de acuerdo a la demanda, aumentando o reduciendo la infraestructura cuando sea necesario.
Respuestas incorrectas:
- b) Alta disponibilidad se refiere a garantizar que el sistema esté disponible continuamente, pero no está relacionado con la capacidad de ajuste de recursos.
- c) Escalabilidad se refiere a la capacidad de un sistema de crecer, pero no necesariamente de ajustarse de manera dinámica.
- d) Redundancia implica la duplicación de sistemas para garantizar disponibilidad, pero no está directamente relacionado con el ajuste de recursos.
15. ¿Cuál de las siguientes es una característica esencial de un contenedor en comparación con una máquina virtual?
a) Los contenedores requieren un sistema operativo completo para cada instancia
b) Los contenedores son más pesados y tardan más en ejecutarse que las máquinas virtuales
c) Los contenedores comparten el mismo núcleo del sistema operativo host
d) Los contenedores no son portátiles y dependen de una infraestructura específica
Respuesta correcta: c) Los contenedores comparten el mismo núcleo del sistema operativo host
Argumento: A diferencia de las máquinas virtuales, los contenedores no requieren un sistema operativo completo por instancia, sino que comparten el núcleo del sistema operativo host, lo que los hace más ligeros y rápidos.
Respuestas incorrectas:
- a) Los contenedores no requieren un sistema operativo completo por instancia, lo que los hace más ligeros.
- b) Los contenedores son más ligeros y rápidos que las máquinas virtuales.
- d) Los contenedores son altamente portátiles, ya que pueden ejecutarse en cualquier infraestructura que soporte el sistema operativo host.
16. ¿Cuál es la principal ventaja de utilizar nubes híbridas para las organizaciones?
a) Garantiza la máxima seguridad de los datos
b) Permite mover cargas de trabajo entre nubes privadas y públicas
c) Es más económica que la nube pública
d) Permite mantener todos los datos en un solo lugar
Respuesta correcta: b) Permite mover cargas de trabajo entre nubes privadas y públicas
Argumento: Las nubes híbridas permiten a las organizaciones mover cargas de trabajo entre diferentes tipos de nubes (privada y pública) según sea necesario, lo que les da mayor flexibilidad y control.
Respuestas incorrectas:
- a) Aunque las nubes híbridas ofrecen seguridad, su principal ventaja es la flexibilidad.
- c) Las nubes híbridas pueden ser más costosas dependiendo de cómo se gestionen.
- d) Aunque las nubes híbridas permiten control sobre los datos, no están destinadas a centralizar todos los datos en un solo lugar.
Estas preguntas adicionales cubren Cloud Computing, contenedores, virtualización, tipos de nubes y escala dinámica en la computación en la nube, proporcionando un enfoque integral al tema.
Este conjunto de preguntas cubre aspectos clave de Cloud Computing, como modelos de servicios, tipos de nubes, hiperconvergencia, virtualización y contenedores.
