¿Qué es la infraestructura como servicio (IaaS)?

IaaS permite a los usuarios escalar los recursos según sea necesario, especialmente en cargas de trabajo "puntuales", lo que reduce la necesidad de grandes 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 nube (EC2) en 2006, que permitió a las empresas acceder a recursos virtualizados. Desde entonces, IaaS se ha convertido en el modelo de abstracción estándar para muchos tipos de carga de trabajo.

Con un modelo IaaS, un proveedor de servicio en la nube (CSP), Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure, IBM Cloud u Oracle Cloud, mantiene y administra los componentes de la infraestructura física (servidores, parches, hardware de red). Al mismo tiempo, una organización conserva 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 de dólares en 2031 a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 33,50 % entre 2024 y 2031 ¹.

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

La infraestructura como servicio (IaaS) comprende una colección de recursos físicos y virtualizados que brindan a los consumidores los componentes básicos necesarios para ejecutar aplicaciones y cargas de trabajo en la nube. Los proveedores de IaaS alojan recursos como los servidores físicos necesarios para alimentar las distintas capas de abstracción sobre ellos en grandes centros de datos globales.

La tecnología de virtualización hace posible la IaaS mediante la creación de múltiples 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 administra 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 informática, memoria y almacenamiento subyacentes. A continuación, los usuarios pueden aprovisionar "instancias" virtuales con las cantidades deseadas de computación, memoria y almacenamiento. 

El implementar máquinas virtuales y otras infraestructuras virtualizadas depende en gran medida de la creación e implementación de procesos y software automatizados en lugar de actividades manuales que requieren mucho tiempo. La automatización de la gestión de la infraestructura simplifica tareas como la gestión de la configuración, la implementación y el aprovisionamiento. Según las necesidades empresariales, la IaaS se puede combinar con servicios y mejoras automatizados, como la autoescalada, el equilibrio de carga, la copia de seguridad, la recuperación ante desastres y la monitorización del rendimiento, para ayudar a optimizar la disponibilidad de las aplicaciones y ofrecer una experiencia de usuario positiva.

El proceso de IaaS incluye unidades centrales de procesamiento (CPU) dentro de los 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 informáticos a través de máquinas virtuales, también conocidas como servidores virtuales o servidores bare metal.

Los servidores virtuales son servidores basados en software que permiten que varias máquinas virtuales (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 varios 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, copias de seguridad y recuperación). Los beneficios de la virtualización de servidores incluyen una mayor utilización de recursos, menores costos, aprovisionamiento más rápido y más.

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

Los servidores bare metal como servicio en la nube son máquinas físicas dedicadas a un 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 ruidosos desafíos de los vecinos de la infraestructura de cloud computing compartida y ajustar con precisión el hardware y el software para cargas de trabajo específicas, a menudo con un uso intensivo de datos. Aunque 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 virtual servers en todo su ecosistema de nube. Las organizaciones generalmente eligen servidores bare metal en lugar de servidores virtuales si necesitan acceso al hardware para ejecutar un hipervisor. Los servidores bare metal son una buena opción para grandes cargas de trabajo estacionarias (como el comercio electrónico y CRM) o aplicaciones con requisitos de seguridad o normativos complejos (como las finanzas y la sanidad).

IaaS se basa en redes definidas por software (SDN), en las que las API hacen que el hardware de red (por ejemplo, enrutadores, conmutadores, firewalls y equilibradores de carga) esté disponible. 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 la Internet pública o mediante una red privada virtual (VPN).

IaaS ofrece tres tipos de almacenamiento en la nube:

• Almacenamiento en bloque: el almacenamiento en bloque 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 bloque 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 a varios usuarios compartir los mismos datos de archivos. En las instancias de IaaS, las organizaciones almacenan archivos de datos fuera de las instalaciones en los centros de datos de los proveedores de servicios en la nube y acceden a ellos a través de Internet (en lugar de almacenarlos localmente en un dispositivo NAS). 

• Almacenamiento de objetos: el almacenamiento de objetos es una arquitectura de almacenamiento de datos ideal para almacenar, archivar, realizar copias de seguridad y gestionar grandes volúmenes de datos estáticos no estructurados de forma fiable, eficiente y asequible. Es el tipo más común de almacenamiento en la nube. 

IaaS incluye compatibilidad con la creación de contenedores, el empaquetado de código de software con solo las bibliotecas del sistema operativo (SO) y las dependencias necesarias para ejecutar el código y crear un único ejecutable ligero, un contenedor, que se ejecuta de manera coherente en cualquier infraestructura. Más portátiles y eficientes en recursos que las máquinas virtuales, los contenedores se han convertido en las unidades de cómputo de facto de las aplicaciones modernas nativas de la nube. 

En muchos casos, los contenedores han reemplazado a las máquinas virtuales como unidad estándar de implementación de procesos o servicios. Las herramientas de orquestación de contenedores como Kubernetes automatizan la implementación, el escalamiento y la gestión de aplicaciones en contenedores. Los modelos IaaS proporcionan los recursos subyacentes para escalar Kubernetes y las aplicaciones en contenedores hacia arriba o hacia abajo según lo dicten las necesidades comerciales.

Los proveedores de servicios en la nube de terceros se adhieren a los marcos de seguridad y cumplimiento en la nube mediante un modelo de responsabilidad compartida. Básicamente, el proveedor de servicios en la nube gestiona la seguridad física de los centros de datos (cámaras, personal de seguridad) y la infraestructura subyacente (computación, almacenamiento, red física).

Al mismo tiempo, el cliente de la nube es responsable de asegurar sus cargas de trabajo, aplicaciones y datos. El proveedor de servicio 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 informáticos de uso 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

• Análisis de big data

• Informática de alto rendimiento (HPC)

• Adopción de multinube híbrida

• Inteligencia artificial (IA) y machine learning (ML)
  
  

IaaS proporciona un entorno ideal de pruebas y desarrollo que los usuarios pueden configurar más rápidamente que en las instalaciones. Esta característica ofrece a DevOps y a otros equipos la flexibilidad de escalar rápidamente los entornos de desarrollo y pruebas, lo que permite a las organizaciones lanzar nuevas aplicaciones al mercado más rápido.

IaaS proporciona soluciones de copias 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 su lugar, lo que ayuda a garantizar la continuidad del negocio.

IaaS proporciona una forma rentable de alojar sitios web y aplicaciones web orientados al cliente que son seguros, escalables y pueden adaptarse para optimizar las experiencias de los usuarios.

Impulsado por tecnologías 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 macrodatos extensos y diversos. IaaS admite la enorme potencia de procesamiento necesaria para analizar grandes cantidades de datos y ofrecer la mejor información.

En comparación con una configuración de infraestructura local tradicional, IaaS proporciona una forma eficiente y rentable de admitir la computación de alto rendimiento (HPC). HPC utiliza superordenadores y clústeres de ordenadores para resolver problemas de computación avanzados que respaldan los avances en el conocimiento humano y crean ventajas competitivas significativas (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 on-premises para crear una infraestructura de TI única, flexible y de coste óptimo. Hoy en día, 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 el bloqueo de proveedores.

IaaS desempeña un papel esencial en la estrategia de multinube híbrida, ya que proporciona la flexibilidad necesaria para implementar recursos en entornos de nube híbrida en función de las necesidades empresariales. Por ejemplo, IaaS admite la migración de "levantar y trasladar", en la que una aplicación se traslada de un entorno on-premises a la infraestructura de computación, almacenamiento y redes en el centro de datos de un proveedor de servicios en la nube.

Las plataformas IaaS permiten a las organizaciones utilizar capacidades de IA y machine learning (ML). Por ejemplo, con IaaS, los científicos y desarrolladores de datos pueden crear, entrenar e implementar modelos de ML utilizando infraestructura, herramientas y flujos de trabajo totalmente administrados. IaaS también proporciona la potencia de cómputo y los modelos fundacionales de soporte de infraestructura subyacente para la construcción y escalado de aplicaciones de IA generativa.

Los términos "como servicio" generalmente hacen referencia a un servicio de cloud computing en el que un proveedor de nube gestiona los servicios de una organización. Junto con la plataforma como servicio (PaaS) y el software como servicio (SaaS), IaaS se encuentra entre los tres modelos de servicios en la nube más populares. Estas categorías de servicios de cloud computing no son mutuamente excluyentes. La mayoría de las empresas utilizan más de uno, y la mayoría de las grandes empresas utilizan 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: un solo equipo físico o máquina virtual se comparte entre varios usuarios u organizaciones cliente. Los proveedores de servicios en la nube suelen ofrecer soluciones de alojamiento para varios inquilinos como una alternativa más económica a las soluciones de alojamiento específicas o de un solo inquilino.

En un entorno de TI tradicional, el usuario es responsable de administrar toda la pila de extremo a extremo, desde el hardware físico para los servidores y los recursos de red hasta la virtualización, los sistemas operativos, middleware y así sucesivamente. IaaS, PaaS y SaaS ofrecen cada uno una capa de abstracción progresiva después de eso. 

Como se ha comentado anteriormente, la IaaS abstrae 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, el middleware y el tiempo de ejecución. PaaS ofrece a los clientes una plataforma en la nube completa (hardware, software e infraestructura) para desarrollar, ejecutar y gestionar aplicaciones sin el coste, la complejidad y la falta de flexibilidad que a menudo conlleva crear y mantener esa plataforma en un centro de datos on-premises. 

Red Hat OpenShift es una PaaS popular construida alrededor de contenedores Docker y Kubernetes.

El software como servicio (SaaS) es un software de aplicación que se aloja en la nube y sirve como modelo de entrega principal para la mayoría del software comercial actual. Las soluciones empresariales incluyen planificación de recursos empresariales (ERP), software de gestión de proyectos y más.

Aunque la IaaS abstrae muchos componentes de bajo nivel para que los desarrolladores puedan concentrarse en la lógica de negocios que diferencia el negocio, aún requiere que los usuarios administren los sistemas operativos, el middleware y los tiempos de ejecución. Como modelo de ejecución y desarrollo de aplicaciones, sin servidor ofrece una ventaja al permitir a los desarrolladores crear y ejecutar código de aplicación sin aprovisionar ni administrar servidores o infraestructura de back-end, lo que disminuye el tiempo de inactividad.

El caso de uso más común de la actualidad sin servidor es admitir microservicios (también denominados arquitectura de microservicios), que se centra en crear pequeños servicios que hacen un solo trabajo y se comuniquen entre sí mediante API. Los microservicios son una parte fundamental de los procesos DevOps y las herramientas de desarrollo, que admite sin servidor, ya que los desarrolladores no necesitan dedicar tiempo a definir la infraestructura necesaria para integrar, probar, entregar y desplegar compilaciones de código en producción.

La seguridad y la privacidad adicionales dentro de una nube pública son deseables para muchos usuarios, en particular para empresas con datos confidenciales o requisitos de cumplimiento estrictos (por ejemplo, fintech y sanidad). Una nube privada virtual (VPC) puede crear un mayor aislamiento de los recursos de la infraestructura en la nube sin sacrificar la velocidad, la escala o las funciones.

Una VPC se aloja en una arquitectura de nube pública multiusuario. Sin embargo, los datos y las cargas de trabajo de cada cliente se separan lógicamente de los demás inquilinos para crear un entorno "similar a la nube privada". Esta función proporciona a los usuarios control sobre varias facetas (por ejemplo, firewalls virtuales, grupos de seguridad, equilibradores de carga). 

Al igual que con todos los servicios de nube pública, la 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 casos reservados: muchos proveedores ofrecen descuentos sobre el precio de etiqueta a los clientes que desean comprometerse a contratos más largos, normalmente de uno a tres años.

• Facturación mensual: los modelos de facturación mensual son más comunes con BMaaS que IaaS, donde la infraestructura física suele implicar cargas de trabajo de estado constante sin características alcistas.

• Por hora/segundo: la granularidad más común para la infraestructura de nube tradicional, a los usuarios se les cobra solo por lo que usan.

• Transitorio/spot: algunos proveedores ofrecen capacidad sin usar a un descuento a través de instancias transitorias/spot, pero esas instancias se pueden reclamar si se necesita la capacidad.

Algunas de las principales ventajas de IaaS incluyen las siguientes:

• Pago por uso: a diferencia de la TI tradicional, la IaaS no requiere ningún gasto de capital inicial y a los usuarios solo se les factura por lo que utilizan.

• Velocidad: con IaaS, los usuarios pueden aprovisionar cantidades pequeñas o grandes de recursos en minutos, probando nuevas ideas rápidamente o escalando las probadas aún más rápido.

• Disponibilidad: a través de cosas 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 recursos automáticamente o con cierta supervisión, es sencillo pasar de una instancia de una aplicación o carga de trabajo a muchas.

• Latencia y rendimiento: dada la amplia presencia geográfica de la mayoría de los proveedores de IaaS, es fácil acercar las aplicaciones y los servicios a los usuarios, lo que reduce la latencia y mejora el rendimiento.