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- Herausgeber: Marcombo
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Spanisch
- Veröffentlichungsjahr: 2022
Desde la aparición de la primera edición de este libro, la nube se ha desplegado a lo largo y ancho del mundo con innumerables proveedores de servicios y miles de millones de usuarios en sus diferentes modelos de servicios. En la actualidad, se puede considerar que la nube se encuentra en todas partes y sus aplicaciones se han convertido en servicios esenciales como la luz, el agua o el petróleo (gas o carburantes) y de uso diario tanto por usuarios personales como por organizaciones y empresas. Así podemos ver productos de la nube de uso diario como Gmail, Google Maps, Spotify, Netflix, Dropbox, WhatsApp, Zoom, etc. La nube nos brinda la oportunidad de acceder a contenidos, desde prácticamente cualquier lugar y con un crecimiento continuo. Este libro se ha marcado como objetivo principal seguir con los lineamientos de la primera edición y actualizar su contenido: •Añadir el estudio de la evolución y mejora de características de la computación en la nube. •Incluir las predicciones que se resaltan como las más prometedoras en las tecnologías disruptivas actuales y emergentes. No espere más, hágase con su ejemplar y conozca los pilares fundamentales de la computación de la nube en la actualidad.
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Derechos reservados © Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V., México
Segunda edición: 2022
ISBN: 978-607-538-811-3
Segunda edición: MARCOMBO, S.L. 2022
©2022 MARCOMBO, S.L.
www.marcombo.com
Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra sólo puede ser realizada con Ia autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por Ia ley. Diríjase a CEDRO (Centro Espanol de Derechos Reprográficos, www.cedro.org) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra
ISBN: 978-84-267-3535-5
Producción del ePub: booqlab
A mis queridas “niñas” (mis nietas) Inés y Olivia, con el inmenso cariño que les profeso y mi reconocimiento por todo el apoyo y la alegría que siempre me dan. Las dos ya “viven en la nube” y son usuarias de numerosas aplicaciones en su colegio y en su casa, en actividades escolares, de entretenimiento y ocio, y también con diferentes dispositivos. Mi agradecimiento eterno por el gran cariño que me brindan.
A mi hermana Juana Mary, agradeciéndole el inmenso cariño y su apoyo, y los consejos que me ha dado y me sigue dando, durante toda la vida. Gracias, “niña”.
Contenido
Prólogo
Obejtivos
A quién va dirigido el libro
Organización del libro
Acerca del autor
Agradecimientos
Capítulo 1
Fundamentos de cloud computing (computación en la nube)
1.1. Computación en la nube (cloud computing): origen, evolución y definición
1.1.1. Antecedentes: el modelo tradicional de computación
1.1.2. Origen y evolución de la computación en la nube
1.1.3. Definición de computación en la nube (cloud computing)
1.2. Características de cloud computing
1.2.1. Características esenciales
1.2.2. Características complementarias
1.2.3. Características de computación en la nube que facilitan su adopción
1.3. Modelos de la nube (cloud)
1.4. Modelos de servicio de computación en la nube
1.5. Modelos de despliegue de la nube (tipos de nubes)
1.5.1. Nube privada
1.5.2. Nube pública
1.5.3. Nube híbrida
1.5.4. Nube comunitaria
1.5.5. Multinube (multicloud)
1.6. La nube del futuro en organizaciones y empresas: la multinube
1.7. Selección del modelo de nube
1.8. La emergencia de la nube híbrida y entornos multinube
1.9. Computación en la nube nativa (cloud native) y computación sin servidor (serverless computing)
1.9.1. Microservicios
1.9.2. Contenedores: Docker
1.9.3. Orquestador de contenedores: Kubernetes
1.10. Proveedores de la nube
1.10.1. Implantación de la nube en organizaciones y empresas
1.10.2. Aspectos económicos
1.11. Seguridad en la nube: retos y amenazas
1.12. Contratación de servicios de cloud computing
1.13. Los centros de datos como soporte de cloud computing
1.14. El futuro de la nube en el horizonte 2025
1.14.1. Predicciones de la nube para 2021
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS WEB
Capítulo 2
Computación en la nube en organizaciones y empresas
2.1. Las empresas con la organización de TI tradicional: oportunidades de la nube
2.2. Características específicas y globales de la computación en la nube
2.3. Beneficios e inconvenientes de la nube
2.4. Características clave de la computación en la nube para organizaciones y empresas
2.4.1. Aspectos clave desde una perspectiva empresarial
2.5. Factores clave en la adopción de la nube
2.6. Otros beneficios de la nube para los negocios
2.7. Ventajas de la computación en la nube para usuarios finales
2.8. Incertidumbres de la nube
2.9. Estrategias para la migración a la nube
2.9.1. Aspectos por considerar en la estrategia de migración a la nube
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
Capítulo 3
Arquitectura de cloud computing
3.1. Arquitectura de referencia de cloud computing
3.2. Actores de la computación en la nube
3.2.1. Proveedor de la nube
3.2.2. Consumidor de la nube
3.2.3. Operador (carrier) de la nube
3.2.4. Bróker de la nube
3.2.5. Auditor de la nube
3.2.6. Interacciones entre actores de la nube
3.3. Componentes arquitectónicos del proveedor de computación en la nube
3.4. Capa de servicios: modelos de implementación de la nube (Cloud)
3.4.1. Software como servicio (SaaS)
3.4.2. Plataforma como servicio (PaaS)
3.4.3. Infraestructura como servicio (IaaS)
3.5. Arquitectura de computación en la nube
3.5.1. Capa frontal (front end)
3.5.2. Red
3.5.3. Capa trasera (back end)
3.6. Modelo de arquitectura de computación en la nube de seis componentes
3.7. Administración de los servicios en la nube
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
Capítulo 4
Tecnologías habilitadoras de la computación en la nube: industria 4.0 y transformación digital
Capítulo 5
Hiperconectividad: infraestructuras de comunicaciones en la computación en la nube
5.1. Redes de ordenadores
5.2. Redes inalámbricas
5.2.1. Red Inalámbrica de Área Personal WPAN
5.2.2. Red Inalámbrica de Área Local (WLAN, Wireless LAN, Wireless Local-Area Networks)
5.2.3. Red Inalámbrica de Área Metropolitana WMAN
5.2.4. Red Inalámbrica de Área Amplia (Wireless Wide-Area Networks WWAN)
5.3. Conectividad de internet de las cosas en la nube
5.4. Tecnologías de comunicación de corto alcance
5.4.1. Wifi
5.4.2. Bluetooth
5.4.3. Tecnologías 6LoWPAN (IEEE 802.15.4)
5.5. Redes de proximidad
5.5.1. Identificación por radiofrecuencia (RFID)
5.5.2. NFC
5.6. Internet celular de las cosas
5.7. Tecnologías de redes LPWAN (Low Power Wan)
5.7.1. Características de redes LPWAN .
5.7.2. Tecnologías de comunicación radio de largo alcance
5.7.3. Aplicaciones LPWAN
5.8. Redes 5G: la espina dorsal de la nueva computación en la nube
5.8.1. ¿Qué son tecnologías 5G?
5.8.2. Integración de 5G en la arquitectura de computación en la nube
5.8.3. Aplicaciones de 5G
5.9. Redes wifi 6.0
5.9.1. Redes wifi 6E
5.9.2. Redes wifi 7
5.10. Comunicaciones unificadas en la nube (UCaaS)
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
ORGANIZACIONES INTERNACIONALES
RECURSOS
Capítulo 6
Virtualización
6.1. ¿Qué es la virtualización?
6.2. Breve historia de la virtualización
6.3. Modelo tradicional de computación
6.4. ¿Qué es un hipervisor?
6.5. Implementación de la virtualización .
6.6. Categorías de virtualización
6.6.1. Virtualización de servidores
6.6.2. Virtualización de almacenamiento.
6.6.3. Virtualización de red
6.6.4. Virtualización de memoria
6.6.5. Virtualización de escritorio
6.6.6. Virtualización de aplicaciones
6.6.7. Virtualización de presentación
6.6.8. Virtualización de datos
6.7. ¿Por qué virtualizar?
6.8. ¿Cómo virtualizar?
6.9. Espacios de trabajo: una variante del escritorio virtual
6.10. Proveedores de virtualización
6.11. Almacenamiento de datos virtual en la nube
6.12. Disco duro virtual
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS
Capítulo 7
Centros de datos: los pilares de la nube
7.1. Los centros de datos como soporte del cloud computing
7.2. Centros de datos físicos
7.3. Características de un centro de datos físico
7.4. Centro de datos virtual y centro de datos definido por software
7.5. Certificaciones de los centros de datos
7.5.1. Certificación TIER para los centros de datos
7.5.2. Certificación TIER V
7.6. Regiones de datos de la nube
7.6.1. Nuevas regiones de datos de la nube en España
7.6.2. Regiones de datos en Latinoamérica y el Caribe
7.7. Los centros de datos verdes
7.8. El tráfico global de datos en el mundo
7.9. Internet y los centros de datos: una industria pesada
7.10. Los centros de datos como pilares de cloud computing
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS
ANEXOS
A - Certificaciones de Uptime Institute
B - Certificaciones de Switch: TIER V
Capítulo 8
Edge Computing, Fog Computing y Data Lakes
8.1. Modelos Edge y Fog Computing de computación en la nube
8.2. Edge Computing
8.2.1. Características de la computación en el borde (Edge Computing)
8.2.2. Aplicaciones de Edge Computing.
8.3. Fog Computing (Computación en la niebla)
8.4. Edge Computing versus FogComputing
8.5. Data Lakes (lagos de datos): los nuevos depósitos de almacenamiento de datos
8.5.1. El origen del término Data Lake .
8.5.2. Definición de Data Lake
8.5.3. Propiedades, ventajas e inconvenientes de los Data Lakes
8.5.4. Proveedores de soluciones de Data Lakes
8.6. Data Warehouse versus Data Lake
8.7. Big Data y la Inteligencia Artificial, los pilares de los lagos de datos
8.8. Proveedores de Data Lakes en la nube
8.9. La computación en el borde (Edge Computing) en 2021 y siguientes años . 188 RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS
Capítulo 9
La nube nativa. Computación sin servidores, devops, contenedores y microservicios
9.1. Computación sin servidor (serverless computing)
9.1.1. Funcionamiento de la computación sin servidor
9.1.2. Función como servicio (FaaS)
9.1.3. Proveedores de servicios “sin servidor”
9.2. DevOps
9.3. Microservicios: Arquitectura de microservicios
9.4. Contenedores
9.4.1. Docker
9.5. Orquestación de contenedores
9.5.1. Kubernetes
9.6. Orquestación de la nube
9.6.1. Orquestación frente a coreografía
9.7. La nube del futuro / evolución de la nube
9.8. Aplicaciones nativas de la nube
9.8.1. ¿Qué es una aplicación nativa de la nube?
9.8.2. Aplicaciones tradicionales frente a aplicaciones nativas de la nube
9.9. La nube nativa (cloud native)
9.10. Cloud Native Computing Foundation (CNCF)
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS
ANEXOS
Panel de Cloud Native Computing Foundation (CNCF)
Capítulo 10
Computación en la nube móvil
10.1. Computación móvil
10.1.1. ¿Qué es computación móvil?
10.2. Limitaciones de la computación móvil tradicional
10.3. Computación en la nube móvil (Mobile Cloud Computing, MCC)
10.4. Ventajas para los usuarios móviles
10.5. Características y componentes de los dispositivos móviles inteligentes
10.6. El software de los teléfonos inteligentes (Sistemas operativos y aplicaciones)
10.7. Aplicaciones móviles
10.7.1. Aplicaciones móviles nativas
10.7.2. Aplicaciones web
10.7.3. Aplicaciones móviles híbridas
10.8. El nuevo mundo hiperconectado y el impacto de las redes 5G (Informe The Mobile Economy 2020 de GSMA)
10.9. Tendencias tecnológicas inalámbricas emergentes de Gartner
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS
ANEXOS
Teléfonos inteligentes (smartphones): marcas, modelos, características y conectividad 5G
Capítulo 11
Seguridad y ciberseguridad en computación en la nube
11.1. Seguridad y privacidad
11.2. ¿Qué es ciberseguridad?
11.3. La ciberseguridad en tiempo real
11.4. Seguridad de la información y privacidad en la computación en la nube
11.5. Infraestructuras críticas
11.6. Ciclo de vida de la ciberseguridad
11.7. Ciberamenazas: agentes y tipos
11.8. Ciberataques: herramientas utilizadas por los atacantes
11.9. Resiliencia
11.10. La web profunda, la web invisible (Deep Web)
11.11. Los ciberriesgos
11.12. Directiva de ciberseguridad de la Unión Europea NIS/NIS2
11.12.1. Nueva Normativa NIS 2 de la Unión Europea
11.13. Estrategias de Ciberseguridad de la Unión Europea: 2013 y 2020
11.13.1. Estrategia de Ciberseguridad de la UE 2013
11.3.2. Nueva Estrategia de Ciberseguridad de la UE 2020
11.3.3. Estrategia Nacional de Ciberseguridad 2019 de España
11.14. Reglamento europeo de ciberseguridad
11.15. Organizaciones internacionales
11.16. Tendencias en ciberseguridad en la nube para 2021
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS
Capítulo 12
Proveedores de servicios de la nube
Capítulo 13
Ética, privacidad, protección de datos y compliance en la nube: normas, legales y regulaciones, consorcios y organizaciones
13.1. La ética y la responsabilidad social de las empresas en el ecosistema de cloud computing
13.2. Evaluación de impacto en la protección de datos
13.3. Reglamento de Protección de Datos y de privacidad de la Unión Europea
13.3.1. Aspectos más sobresalientes del reglamento vigente
13.3.2. Recomendaciones de la AEPD sobre el reglamento europeo de protección de datos
13.4. El Delegado de Protección de Datos (DPO)
13.5. Evaluación de impacto en la privacidad
13.5.1. Privacidad desde el diseño
13.6. Privacidad en la computación en la nube
13.6.1. Ley de privacidad de cloud computing pionera en California
13.7. Precauciones de seguridad en ciberseguridad
13.7.1. Caso de Estudio: proyecto destinado a la Seguridad del Internet de las Cosas de Telefónica
13.8. Guía de privacidad y seguridad en Internet (AEPD/INCIBE)
13.9. El escudo de privacidad Unión Europea-EE. UU.
13.10. Organizaciones y Consorcios internacionales del sector de cloud computing
13.11. Compliance (Cumplimiento Normativo)
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS ELECTRÓNICOS
ANEXOS
A – Guía de privacidad de INCIBE y de la AEPD
B - 5 De noviembre de 2018. Primera Norma Internacional ISO/IEC para Internet de las Cosas
Capítulo 14
Migración a la nube
14.1. Motivaciones para migrar a la nube
14.1.1. Motivaciones de negocios
14.1.2. Motivaciones técnicas
14.1.3. Motivaciones de seguridad y privacidad
14.2. Tipos de migración
14.3. Proceso de migración a la nube
14.4. Estrategias de migración a la nube
14.4.1. Recomendaciones para ayudar en la toma de decisiones de la adopción de la nube
14.4.2. Estrategia de migración de INCIBE
14.4.3. Estrategia de migración de Arsys
14.4.4. Estrategia de migración de Cisco
14.4.5. Estrategia de migración de Deloitte
14.5. Aspectos legales y contractuales
14.6. Aspectos para tener en cuenta en la migración
14.7. Tipos de aplicaciones migradas a la nube
14.8. Certificaciones de organizaciones internacionales
RESUMEN
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS
Capítulo 15
Tendencias tecnológicas disruptivas de impacto en la nube del futuro
Prólogo
Desde la aparición de la primera edición de esta obra, la nube se ha ido desplegando a lo largo y ancho del mundo con innumerables proveedores de servicios y miles de millones de usuarios en sus diferentes modelos de servicios. En la actualidad, se puede considerar que “la nube” se encuentra en todas partes y sus aplicaciones se han convertido en servicios esenciales como la luz, el agua o el petróleo (gas o carburantes) y de uso diario tanto por parte de usuarios personales como de organizaciones y empresas. Así podemos ver productos de la nube de uso diario como Gmail, el correo de Google; Google Street View, multiplano mundial de calles de ciudades; Google Maps, mapas digitales; Spotify, servicio de música a medida, Netflix, servicio de vídeos y películas; Dropbox, Google Drive, sitios de almacenamiento de datos; WhatsApp, Telegram, Signal, Skype, Zoom, Microsoft Teams, servicios de videoconferencias y de teletrabajo; Google Docs, Evernote; agenda y calendario electrónico; Slack, Instagram, Canva, etc. La nube nos brinda la oportunidad de acceder a contenidos desde prácticamente cualquier lugar y con un crecimiento continuo.
Según fuentes fiables, la primera mención de cloud computing en la literatura aparece en un documento interno publicado por el fabricante de ordenadores Compaq en 1996, pero fue el profesor Ramnath Chellappa de Emore University quien mencionó por primera vez el término cloud computing en un artículo en 1997. Sin embargo, el término de entrega de aplicaciones como servicio (soporte de la nube) lo comienza a utilizar la empresa Salesforce.com en 1997 con el lanzamiento de su software de CRM (administración de relaciones con los clientes), por lo que muchos historiadores consideran que fue en esta fecha cuando la nube empezó a tomar fuerza como nueva tendencia de impacto en las tecnologías de la información.
Si seguimos analizando la información disponible sobre cloud, fue la multinacional Amazon cuando en el año 2002 introduce sus servicios de retail basados en la nube; aunque fue en el año 2006 cuando Amazon lanza su plataforma AWS (Amazon Web Services) y en agosto del mismo año pone su servicio EC2 disponible al público en general. En este mismo año, 2006, Google lanza sus servicios de Google Cloud y en 2017 establece una alianza con IBM y varias universidades de gran prestigio de Estados Unidos con el objetivo de crear un proyecto de investigación común para implementar granjas de servidores en la nube. Sin duda, 2006 y 2007 son los años en que existe coincidencia del inicio del asentamiento y despliegue de la nube. En 2007, Netflix lanzó su servicio de vídeo en streaming utilizando la nube. En 2010, Microsoft lanzó Microsoft Azure su plataforma de cloud computing.
Desde ese año y en la actual década de 2021, la nube se ha ido consolidando y los negocios están migrando a ella, se han incrementado con el aumento del teletrabajo remoto por las nuevas tendencias de salud y la acomodación de las empresas a las nuevas situaciones.
La computación en el borde (edge computing) es una de las arquitecturas más demandadas, dado el creciente aumento de proceso de datos en lugares cercanos a las fuentes de datos, esencialmente por el despliegue del internet de las cosas, integrada con la nube.
Las tendencias más significativas de la nube han ido en paralelo a la evolución de nuevos modelos tales como “la computación sin servidor”, “los contenedores”, “los microservicios”, la “orquestación de contenedores” y el crecimiento de plataformas como Docker y Kubernetes para el desarrollo de software moderno. De igual forma, la nube híbrida y la multinube son las plataformas más aceptadas por organizaciones, aunque a nivel de usuario y también empresas (de todos los tamaños) la nube pública sigue siendo la más empleada.
Las tendencias tecnológicas más disruptivas se están integrando en la nube: desde la inteligencia artificial (con el aprendizaje automático y aprendizaje profundo), hasta las cadenas de bloques (blockchain), pasando por vehículos autónomos, drones o robots colaborativos y de software como RPA o los “juegos en la nube” (cloud gaming). Aunque a lo largo del libro se irán perfilando todas estas tendencias tecnológicas, el capítulo 4 se centra esencialmente en las tecnologías habilitadoras de la nube y el capítulo 15 se dedica a las tendencias tecnológicas que predicen los informes y estudios más acreditados para la década actual.
En los apartados “Objetivos” y “Organización” haremos una síntesis del contenido de los quince capítulos del libro.
Objetivos
Esta nueva edición se ha marcado como objetivos principales seguir con los objetivos de la primera edición actualizándolos, añadiendo el estudio de la evolución y la mejora de características de la computación en la nube en el año 2021, y las predicciones que se resaltan como las más prometedoras en las tecnologías disruptivas actuales y emergentes que constituyen los pilares fundamentales de la “nube”. Una síntesis de los objetivos principales de esta segunda edición:
• Conocer en profundidad los fundamentos de la computación en la nube.
• Enumerar, describir y diferenciar los diferentes modelos de servicio.
• Conocer las diferentes tecnologías e infraestructuras que soportan la nube y cómo impactan en usuarios, organizaciones y empresas.
• Conocer los nuevos modelos de computación en la nube que impactan en el desarrollo del software moderno.
• Aprender las normativas de seguridad y ciberseguridad de la información, así como las estrategias recomendadas para su implantación en organizaciones empresas.
• Analizar las normativas de privacidad y protección de datos de obligado cumplimiento.
• Conocer las técnicas y los métodos de migración a la nube para una toma de decisiones eficiente.
• Analizar las soluciones de servicios en la nube ofrecidas por proveedores y evaluar beneficios y riesgos de su adopción y selección.
• Estudiar las predicciones de tendencias tecnológicas de impacto en la nube para los próximos años.
A quién va dirigido el libro
El libro se ha escrito con una visión global dirigida tanto a lectores generalistas interesados en conocer los retos y las oportunidades que ofrece la computación en la nube y su adopción por usuarios personales, organizaciones y empresas, así como a los profesionales, empresarios, docentes e investigadores en la disciplina de cloud computing.
Por estas razones, puede ser utilizado como libro de texto para estudiantes de grado (carreras universitarias, tecnológicas y de formación profesional) o posgrado (maestría, especializaciones, expertos y diplomados). Asimismo, busca llegar a aquellos investigadores y profesionales en la computación en la nube mostrando las tecnologías y los modelos de la nube más innovadores y de mayor impacto, tanto para usuarios ordinarios como para desarrolladores de software en la nube, interesados en esta materia.
La asignatura de Computación en la Nube lleva ya bastantes años introducida en carreras de Ingeniería y Ciencias, y también por su necesidad en la empresa, en carreras de Economía, Administración de Empresas, Marketing, Comunicación y Biblioteconomía, entre otras disciplinas afines.
Por estas razones el autor ha intentado en esta nueva edición escribir un libro profesional con un perfil muy generalista y, a la par, especializado, por lo que se ha tratado de profundizar en todos aquellos temas que ayudarán en la toma de decisiones para la adopción y migración a la nube. A su vez, se ha pretendido que pueda ser utilizado como libro de texto y consulta por docentes, alumnos, profesores y maestros que lo consideren oportuno, y por usuarios ordinarios y profesionales de la materia o materias afines.
Dada la penetración y popularidad que la nube tiene en todo tipo de usuarios, organizaciones y empresas, también se ha tratado de que pueda llegar a profesiones relacionadas con las ciencias sociales, el mundo del derecho, las relaciones públicas, el marketing o turismo, que deseen conocer el impacto de esta revolución en la sociedad, pero con el foco en el análisis social, económico y tecnológico.
Organización del libro
Capítulo 1. Fundamentos de computación en la nube (cloud computing). El capítulo realiza una descripción general de los conceptos fundamentales de la computación en la nube, tales como su origen, evolución y definición. Se describen las características principales, modelos de servicio y despliegue de la nube. Asimismo, se realiza una visión global del panorama de la nube, haciendo una pequeña introducción a los nuevos modelos de la computación en la nube: computación sin servidor, contenedores y microservicios. Se hace también un anticipo de temas de gran interés como son proveedores de servicios, centros de datos, seguridad en la nube, contratación de servicios y pequeñas reseñas sobre predicciones y el futuro de la nube en el horizonte 2021-2025.
Capítulo 2.Computación en la nube en organizaciones y empresas. La adopción de la nube ha ido creciendo en organizaciones y empresas de todos los tamaños y en prácticamente todas las zonas geográficas del mundo. Por esta razón, es necesario conocer los beneficios e inconvenientes que puede presentar la adopción de la nube, así como las ventajas y retos que ofrece para los usuarios finales. En consecuencia, se recogen estrategias para migración a la nube, junto con los aspectos importantes que considerar y también las incertidumbres que puede producir su adopción y que exigen unas normas estrictas de cumplimiento de las organizaciones y empresas en su migración a la nube, pública, privada, híbrida o multinube.
Capítulo 3.Arquitectura de cloud computing. Una vez descritos los diferentes modelos de servicio y despliegue, así como las características esenciales de la computación en la nube, el capítulo 3 introduce a la arquitectura decloud computing, que consta de componentes y subcomponentes. La computación en la nube tiene otro modelo de arquitectura muy reconocido y avalado entre otras organizaciones internacionales por la ITU y por el NIST, que es la arquitectura de referencia de cloud computing, combinación de componentes requeridos para proporcionar los servicios de la nube. Ambas arquitecturas constan de diferentes capas con los componentes arquitectónicos dependiendo de los modelos de servicio de la nube, SaaS, PaaS o IaaS. Otro aspecto importante que se estudia en el capítulo son los actores de la computación en la nube así como sus roles profesionales.
Capítulo 4.Tecnologías habilitadoras de la computación en la nube: industria 4.0 y transformación digital. El despliegue creciente de la nube ha ido en paralelo con la expansión de la industria 4.0 y la cuarta revolución industrial, cuya idea inicial se destacó en 2011 en el Congreso de Hannover-Messe en Alemania y se lanzó oficialmente como iniciativa de industria 4.0 en el año 2013. En los años de la década pasada y los que se llevan de la actual, ambas tendencias tecnológicas han evolucionado de modo similar. Las tendencias habilitadoras de la industria 4.0 han alcanzado la penetración actual gracias a que se han apoyado en la nube y su convergencia ha sido posible merced a los innumerables centros de datos. En el capítulo se describirán la mayoría de las tecnologías habilitadoras que a su vez forman la espina dorsal de la transformación digital de organizaciones y empresas. Así, se describirán desde la fabricación aditiva hasta dispositivos wearables, realidad virtual y realidad aumentada, gemelos digitales, drones, vehículos autónomos, blockchain, etc., y su expansión también ha sido posible por la integración de la inteligencia artificial, especialmente el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo, con la computación en la nube
Capítulo 5.Hiperconectividad: Infraestructuras de comunicaciones en la computación en la nube. Las actuales redes de computadoras y, en particular, las redes inalámbricas, fundamentalmente 5G y wifi 6, han dado origen al nacimiento y la evolución de la tendencia tecnológica hiperconectividad. En el capítulo se analizan las redes más populares y utilizadas, así como todas aquellas que están asentando el internet de las cosas. Un análisis detallado de las redes 5G, wifi 6 y redes LPWAN específicas para internet de las cosas, junto con tecnologías de corto alcance como bluetooth y NFC se han integrado y han conseguido su convergencia gracias al soporte de la computación en la nube.
Capítulo 6.Virtualización. A lo largo del capítulo se describe el concepto de virtualización, así como su larga historia. De igual forma se analizan las diferentes categorías de virtualización, destacando por su cercanía al usuario final, la virtualización de escritorio y el almacenamiento virtual en la nube. De igual forma se explican las razones para la virtualización y los procedimientos de virtualización.
Capítulo 7.Centros de datos: los pilares de la nube. Los centros de datos son el soporte de la computación en la nube, Se describen las características de los centros de datos físicos hasta las relativas a centros de datos virtuales que permiten el enorme tráfico global de datos en el mundo, y, en particular, se reseñan las regiones de datos, dedicando especial atención a las situadas en España, Latinoamérica y el Caribe. Los centros de datos son los pilares de la industria pasada actual y futura.
Capítulo 8.Edge Computing, Fog Computing, Data Lakes La computación en el borde (edge computing) se ha convertido en los últimos años en el modelo más sobresaliente y de mayor impacto en organizaciones y empresas de la computación en la nube. La tendencia complementaria fog computing (computación en la niebla), bien como modelo independiente o integrado en el borde, constituye los modelos de mayor impacto actual y futuros, al permitir sobre todo el procesamiento de datos en los lugares más próximos a donde se originan. El gran volumen de datos que continúa creciendo se está pudiendo administrar y procesar mediante el uso de los lagos de datos (data lakes), los nuevos centros de almacenamiento de datos que permiten guardar los datos sin formatos y solo darles estructura cuando las organizaciones necesitan su procesamiento.
Capítulo 9.La nube nativa (cloud native). Computación sin servidores, DevOps, Contenedores y Microservicios. Un nuevo modelo de computación en la nube ha surgido en los últimos años y se está consolidando como la tendencia estrella del desarrollo de software moderno. Así, en el capítulo se describirán los conceptos y las aplicaciones de la “computación sin servidor”, los contenedores, los microservicios, junto con metodologías y técnicas de diseño como DevOps. Las aplicaciones nativas de la nube y su comparación con las aplicaciones tradicionales son también tema central del capítulo. Desde un punto de vista práctico y de aplicación en el desarrollo de software, se describirán las plataformas de la nube nativa, especialmente Docker y Kubernetes, así como el conocimiento de la Fundación Cloud Native Computing Foundation (CNCF).
Capítulo 10.Computación en la nube móvil. La computación móvil ha evolucionado hasta convertirse en la computación en la nube móvil (Mobile Cloud Computing) que, en la actualidad y en el futuro, constituye el sostén del nuevo mundo interconectado ya tratado en el capítulo 5. El software de los teléfonos inteligentes junto con el concepto, el desarrollo y la clasificación de las aplicaciones móviles son otro concepto importante que se estudia en el capítulo. Por su importancia para el usuario final se adjuntan varios anexos con marcas, modelos, características de los teléfonos inteligentes más populares en la actualidad.
Capítulo 11.Seguridad y ciberseguridad en la computación en la nube. El objetivo del capítulo es detallar los conceptos más importantes de la seguridad de la información y de la ciberseguridad. Así, se tratarán las ciberamenazas, los ciberataques y los ciberriesgos, además de la importante tendencia de resiliencia. Se describen las estrategias de ciberseguridad de la Unión Europea y de España, en particular, así como normativas de ciberseguridad en la nube de otros países. Dada la importancia de las reglamentaciones oficiales y de las certificaciones internacionales, se publican las organizaciones de mayor impacto en el ámbito de la seguridad y de la ciberseguridad, así como las tendencias previsibles para 2021.
Capítulo 12.Proveedores de servicios de la nube. La nube se ha consolidado como motor para organizaciones y empresas, gracias a una extensa oferta de proveedores de soluciones que contemplan todos los modelos de servicio y despliegue ya conocidos, así como un gran número de aplicaciones. Dada la importancia de las soluciones ofertadas por los proveedores de la nube, se incluyen en el capítulo informes de grandes consultoras, especialmente Gartner, que muestran los servicios ofrecidos por los grandes proveedores con despliegue universal y las herramientas necesarias para que las organizaciones y empresas tengan los fundamentos necesarios para la toma de decisiones de contrataciones y migraciones a la nube.
Capítulo 13.Ética, privacidad, protección de datos y compliance, en la computación en la nube: normas legales y regulaciones, consorcios y organizaciones. Los usuarios y los proveedores de la nube han de contemplar los aspectos más sobresalientes de la ética y la privacidad de los datos, así como el cumplimiento, en el caso europeo, del Reglamento General de Protección de Datos, sus aspectos más sobresalientes y los nuevos roles profesionales que trae consigo el RGPD. Se presentan también leyes de privacidad vigentes a nivel nacional e internacional, así como organizaciones y consorcios que velan por su cumplimiento.
Capítulo 14.Migración a la nube. Las empresas necesitan conocer las motivaciones más importantes para su migración a la nube, así como el proceso, las estrategias y las recomendaciones más eficientes para la adopción de la nube. Para ayudar al lector en su toma de decisiones, se incluyen estrategias de migración a la nube de organizaciones y proveedores de soluciones, así como los aspectos legales y contractuales que es preciso considerar y son de obligado cumplimiento.
Capítulo 15.Tendencias tecnológicas disruptivas de impacto en la nube del futuro. Las situaciones producidas en 2020 y 2021 por la pandemia de la COVID-19 han provocado un aumento considerable de la adopción de la nube por organizaciones y empresas. Por estas razones, se han analizado cuáles son las tendencias de transformación digital en el futuro y su impacto en la COVID-19. De igual forma se estudian predicciones de grandes medios de comunicación, consultoras y proveedores para el próximo año. De igual forma, se hace un anticipo de características de las futuras redes 6G y wifi 7 que llegarán en la segunda mitad de esta década y que anunciarán la llegada de la quinta revolución industrial en el horizonte 2030.
Lecturas complementarias en la web
En la tabla de contenidos de la obra notará que algunos capítulos extra son para descargar desde nuestra página Web.
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Acerca del autor
Luis Joyanes Aguilar
Presidente de la Fundación I+D del Software Libre (Fidesol), Granada (España). Dr. Ingeniero en Informática por la Universidad de Oviedo y Dr. en Sociología por la Universidad Pontificia de Salamanca. Licenciado en Ciencias Físicas con Grado por la Universidad Complutense de Madrid. Dr. honoris causa por la Universidad Privada Antenor Orrego de Trujillo, UPAO, (Perú); por la Universidad San Martín de Porres, Lima (Perú) y por la Universidad Inca Garcilaso de la Vega, Lima (Perú). Líder Académico del TEC de Monterrey, México, campus Querétaro. Catedrático de Lenguajes y Sistemas Informáticos de la UPSA. Profesor de Inteligencia de Negocios y de Ciencia de Datos de la Universidad Católica de Ávila (UCAV) y de la Ávila Business School de UCAV. Profesor invitado y visitante de numerosas universidades de Latinoamérica y El Caribe. Conferenciante habitual en congresos, simposios, jornadas a nivel internacional. Ha dirigido más de 50 tesis doctorales de estudiantes españoles, portugueses y latinoamericanos. Ha escrito más de 40 libros sobre TIC y más de 150 artículos científicos y profesionales. Sus últimos libros son: Internet de las Cosas; Inteligencia de Negocios y Analítica de Datos; l y Fundamentos de Programación 5.ª ed. Investigador del Grupo de Investigación dIndustria 4.0: La Cuarta Revolución l“Ética en la Nube” de la Facultad de Filosofía de la Universidad Complutense de Madrid. Miembro del Instituto Universitario Agustín Millares de la Universidad Carlos III de Madrid. En abril de 2018 recibió la Mención Honorífica del Doctorado en Ingeniería de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, de Bogotá (Colombia).
Agradecimientos
En la primera página de agradecimientos de la primera edición, de Computación en la Nube, comenzaba con la siguiente introducción: “Desde finales de 2007, pero sobre todo de modo ininterrumpido desde principios del año 2008 he explicado a mis alumnos de Ingeniería Informática e Ingeniería de Organización Industrial, así como a mis estudiantes de doctorado y maestría la nueva arquitectura tecnológica de computación en nube”. Continuaba citando las numerosas universidades de Latinoamérica y Caribe que por aquellos años visitaba y en las que también aproveché para difundir las nuevas tendencias tecnológicas de la nube.
Continuamos en los años siguientes y en estos primeros de la década del 2021, “predicando” las bondades de la nube y, por ello y como siempre, mi agradecimiento eterno a mis alumnos y a los asistentes a mis numerosas conferencias, seminarios y cursos que he impartido en estos últimos años en las universidades españolas y latinoamericanas, donde he dedicado una especial atención a la computación en la nube y a todas las tecnologías asociadas 4.0. Muchas gracias. Vuestro apoyo, recomendaciones, consultas y consejos son mi gran soporte a la hora de transmitir mis conocimientos y volcarlos en esta ocasión a en esta obra.
Deseo expresar de modo muy especial por mis grandes recuerdos y agradecimiento eterno a Alberto Umaña Carrizosa, director general en su día, de la editorial Alfaomega que me convenció y animó para que escribiera la primera edición de este libro, así como para que iniciara la colección NTICS (Negocios, Tecnología, Innovación y Conocimiento). De igual modo y como en otras ocasiones, agradecer a mi editor, y sin embargo amigo, Damián Fernández, por su asesoramiento continuo mediante consejos, guías y recomendaciones, pues me acompaña en todo momento durante el largo proceso editorial. También al director editorial y amigo Marcelo Grillo, por sus sabios consejos y recomendaciones que siempre me acompañan en todo proyecto editorial. Al resto del equipo editorial con sede en CDMX de México, y otras sedes de Alfaomega, en especial, Colombia y Perú, donde físicamente en los últimos tres años he tenido su soporte y amistad, con ocasión de mis visitas a universidades e institutos tecnológicos sus países.
En Carchelejo (Sierra Mágina), Jaén, Andalucía, EspanaEn Ciudad de México (CDMX), México.Agosto 2021.
CAPÍTULO 1
FUNDAMENTOS DE CLOUD COMPUTING (COMPUTACIÓN EN LA NUBE)
Desde el año 1999, lanzamiento del software CRM bajo demanda por la empresa Salesforce.com, fecha que se puede considerar como punto de partida de servicios en la nube, hasta el despegue de la plataforma de cloud computing, AWS de Amazon en 2006, los servicios del modelo de computación en la nube los ha ido adoptando un gran número de empresas en todo el mundo. La consultora multinacional Forrester consideraba ya en 2016 que estaba entrando en la segunda ola, dado que la primera ola se lanzó con el citado servicio AWS de Amazon (Amazon Web Services), a finales de 20061. Forrester consideraba por aquel entonces que 2016 fue el año de la consolidación de la nube y 2017 el año en el que, con mayor fuerza, la mayoría de los datos empresariales comenzaban a referirse a migraciones a la nube.
Ya en 2017, según el estudio de Forrester “Tendencias cloud para 2017”2, la primera tendencia propuesta que se hacía entonces era: “La nube será el eje central de la transformación digital de las empresas”. Forrester destacaba que:
Las empresas buscan incrementar su productividad, reducir costes, facilitar la movilidad de los empleados y equipos de venta, relacionarse mejor con sus clientes e innovar en los negocios. Las compañías pueden trasladar el core de su negocio a la nube, beneficiándose de las ventajas en seguridad, eficiencia, movilidad y escalabilidad de las soluciones cloud.
El bienio 2019-2020 se ha considerado como el de la consolidación y el lanzamiento de la nube moderna con la implantación del modelo multinube y la adopción masiva del modelo de nube híbrida, conviviendo con los otros dos modelos nucleares, nube pública y nube privada. También este pasado bienio se han consolidado y desplegado de modo creciente los nuevos servicios como contenedores, microservicios o computación sin servidores.
El 2021 se configura como el año del asentamiento definitivo de la computación en la nube moderna en organizaciones y empresas en la nueva década que se ha convertido en la plataforma imprescindible para afrontar el reto que supone el despliegue de la industria 4.0 como espina dorsal de la cuarta revolución industrial y la futura industria 5.0 y la quinta revolución industrial.
El objetivo central del capítulo es introducir los conceptos fundamentales de la computación en la nube, así como los diferentes tipos de nube y modelos de servicio ofrecidos por los proveedores comerciales. Igualmente, se hace una introducción a las nuevas tecnologías de desarrollo de software auspiciadas por la computación en la nube: computación sin servidor (serverless computing), microservicios, contenedores y orquestadores de contenedores. Se realiza también una revisión general de tecnologías y estrategias de migración a la nube que deberán considerar organizaciones y empresas para su utilización y despliegue de aplicaciones y almacenamiento de datos.
1.1. COMPUTACIÓN EN LA NUBE (CLOUD COMPUTING): ORIGEN, EVOLUCIÓN Y DEFINICIÓN
Cloud computing (computación en la nube, o la nube)3 constituye la evolución natural de la adopción de las diferentes tecnologías de la información y las comunicaciones junto con la expansión de los centros de datos y ha permitido la posibilidad de acceder a internet a través de una serie de dispositivos, básicamente desde cualquier lugar del mundo y de forma más segura y rápida que en el pasado. Cloud computing se ha constituido en una plataforma soportada con una gran cantidad de tecnologías que permiten almacenar, gestionar, compartir y poner a disposición de cualquier usuario, con conexión a internet, software, aplicaciones y todo tipo de servicios. Cuando compartimos y recibimos un correo electrónico por Gmail, escuchamos una canción en streaming (Spotify) o vemos un vídeo en YouTube o una película en Netflix, estamos haciendo uso de la computación en nube. Esta tecnología ya forma parte de nuestra vida diaria y la mayoría de las empresas utilizan y residen en la nube.
1.1.1. ANTECEDENTES: EL MODELO TRADICIONAL DE COMPUTACIÓN
El modelo de software tradicional tenía limitaciones importantes tales como:
a. Capacidades limitadas. Tanto en espacio de almacenamiento como en la velocidad de ejecución.
b. Obsolescencia. Las aplicaciones se instalaban y era necesario tener que actualizar e instalar versiones nuevas.
c. Rigidez del modelo. El pago era por programas y licencias completas, normalmente, por periodos largos, sino para siempre, no se podían reducir los plazos.
d. Ausencia de ubicuidad. Los programas solo estaban disponibles en el dispositivo que se instalaban, en los PC de la red de área local.
e. Vulnerabilidad a problemas locales. La rotura del ordenador, los virus, los problemas en el sistema operativo suponían graves problemas totales o temporales.
f. Vulneración de la privacidad.
La nube son ordenadores que residen en los centros de datos, normalmente lejanos. Son edificios de gran tamaño con ordenadores en armarios, denominados racks. Cada armario o cabina puede tener decenas o centenas de servidores.
• La nube evita la instalación de aplicaciones en tu escritorio, ya que se puede editar texto o utilizar hojas de cálculo directamente en la nube y los archivos se quedan en la nube para que se editen en cualquier lugar o dispositivo.
• Antes los archivos se almacenaban en el disco duro del ordenador; ahora se puede usar un sistema de almacenamiento en la nube y los archivos están disponibles desde cualquier lugar y dispositivo y en cualquier momento.
1.1.2. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA COMPUTACIÓN EN LA NUBE
El origen histórico se remonta a la década de los sesenta, cuando las empresas comenzaban a consultar y necesitar información de las grandes cantidades de datos desde distintos lugares de acceso. En aquella época se comenzó a estudiar la forma de integración de las unidades centrales de proceso de los ordenadores (computadores) de forma que permitieran el acceso de múltiples usuarios.
Fue en 1961, en el MIT de los Estados Unidos, cuando, con ocasión de una conferencia de John McCarthy, padre de la inteligencia artificial y creador del lenguaje LISP, se enunció por primera vez el término time sharing (tecnología de tiempo compartido). McCarthy fue uno de los pioneros en sugerir como solución al problema de la gran dificultad del acceso múltiple y simultáneo a ordenadores la tecnología de tiempo compartido, mediante la cual se podría acceder y vender como un servicio público similar al agua o la luz. Ya en esa época muchas empresas comenzaron a proporcionar recursos compartidos como oficina de servicios, alquilando el tiempo de usos de los servicios de computación. En las décadas siguientes, la idea de la computación compartida fue evolucionando sobre la base de compartición de “programas” y “recursos físicos”; sin embargo, en esos años, internet no tenía suficiente ancho de banda y velocidades de descarga suficientes para soportar el peso de la naciente nube.
El término cloud computing fue acuñado en 1997 por Ramnath Chellappa, en una conferencia académica donde definió el término como “un nuevo paradigma de computación donde los límites de la computación serán determinados por razones económicas en lugar de los límites técnicos”.
Desde un punto de vista práctico y de negocio, 1999 se puede considerar el punto de partida de lo que hoy conocemos como la nube debido a la empresa Salesforce.com, que comenzó a entregar software de aplicaciones empresariales (aplicaciones de CRM, “gestión de relación con los clientes”), a través de una simple página web, mediante la cual las empresas clientes no necesitan instalar los programas correspondientes en las memorias de sus ordenadores, sino que era suficiente acceder al sitio web de la empresa con los correspondientes permisos de acceso, abonar la tasa correspondiente a modo de servicio de alquiler y utilizar el programa correspondiente, almacenando datos también en “la primitiva nube”. Salesforce acuñó el término de software bajo demanda que posteriormente se transformó en el término de software como servicio, uno de los primeros modelos de nube.
En 2002, Amazon introduce un servicio de retail basado en la web, tratando de aprovechar los recursos de los ordenadores, que solo utilizaban, en aquella época, el 10 % de su capacidad, y el resto no empleado. Sin embargo, fue en 2006 cuando Amazon lanza Amazon Web Services (AWS), que ofrecía servicios en línea web a otros sitios web o clientes. Uno de los servicios clave fue Elastic Compute Cloud (EC2), que permitía a las personas individuales alquilar ordenadores virtuales y utilizar sus propios programas y aplicaciones; en junio de 2007, AWS ya contaba con una base de usuarios de aproximadamente 180 mil personas.
También en 2006, Google presentó Google Docs, que originalmente se apoyaba en dos productos independientes: Writeley y Google Spreadsheets, el primer programa de ofimática que venía a competir con el programa Office de Microsoft, y que realmente fue quien llevó el concepto de cloud computing a los usuarios y al gran público, al mostrarles que era posible ejecutar aplicaciones ofimáticas sin necesidad de instalar el programa en su ordenador personal, y bastaba con ir al sitio web de la aplicación, descargarse la aplicación y ejecutarla a continuación, siempre que se quisiera trabajar con la citada aplicación. En 2007, IBM, Google y varias universidades de los Estados Unidos comenzaron a trabajar en soluciones de provisión de servicios alojados en sus “nubes” de servidores.
La nube (Joyanes, 2013) comenzó a llegar al gran público cuando las grandes cabeceras de revistas económicas mundiales empezaron a publicar artículos e informes (dosieres) sobre cloud computing, centros de datos (almacenamiento de datos) y virtualización. Dos de estas revistas fueron Business Week (4 de agosto de 2008) y The Economist (25 de octubre de 2008), que ya preveían, en 2008, el pronto advenimiento de esta arquitectura, y dedicaron sendos suplementos a analizar con detalle y profusamente el fenómeno de la computación en nube y su impacto en las corporaciones y empresas. En 2010, The Economist insistió en el impacto de la nube, mientras que Forbes, otra prestigiosa revista económica de los Estados Unidos, se hizo eco también en un número especial dedicado al cloud computing, sin contar naturalmente el sinfín de publicaciones económicas, generalistas, tecnológicas de Europa, América del Norte, Asia, América Latina y el Caribe, que continuamente publican noticias de este nuevo paradigma.
El movimiento a la computación en nube ha producido un cambio disruptivo al que los departamentos de TI se han ido enfrentando y que comenzó a tener efectos muy positivos en las empresas modernas. Los directivos de TI deben considerar el modo de adquirir y distribuir información en este entorno de compartición, aunque protegiendo los intereses de la compañía. Las empresas innovadoras deben tomar ventaja de estos nuevos recursos y reinventarse en sus mercados. Aquellas que no tomen ventaja de esta evolución pueden quedarse rápidamente desactualizadas, y tal vez fuera del negocio.
La computación en la nube ha sido posible gracias a tecnologías de virtualización, los modernos centros de datos con miles de servidores, las tecnologías de banda ancha y de gran velocidad de transferencia de datos para poder realizar las conexiones entre ordenadores a cifras nunca vistas, la proliferación de dispositivos de todo tipo con acceso a internet, desde PC de escritorio hasta netbooks, laptops, teléfonos inteligentes, tabletas electrónicas como iPad, libros electrónicos con los lectores de libros electrónicos (ereaders), las modernas tecnologías de televisión smart TV, videoconsolas y, naturalmente, todas las tecnologías de la web 2.0 y la web Semántica que han traído la proliferación y el asentamiento de los social media (medios sociales) en forma de blogs, wikis, redes sociales, podcast, mashups, y que han facilitado la colaboración, participación e interacción de los usuarios individuales y de las organizaciones y empresas, en un ejercicio universal de la inteligencia colectiva de los cientos de millones que se conectan a diario a la web.
1.1.3. DEFINICIÓN DE COMPUTACIÓN EN LA NUBE (CLOUD COMPUTING)
No existe una definición estándar aceptada universalmente, aunque es la del Instituto NIST4 de los Estados Unidos la más referenciada. El NIST ha definido la computación en nube (cloud computing) como:
Un modelo que permite el acceso ubicuo, adaptable y bajo demanda en red a un conjunto compartido de recursos de computación configurables (por ejemplo, redes, servidores, equipos de almacenamiento, aplicaciones y servicios) que se pueden aprovisionar y liberar rápidamente con un mínimo esfuerzo de administración o interacción del proveedor de servicios.
La organización internacional ISO/IEC define la computación en la nube en términos muy similares: “Paradigma para permitir el acceso de red a un conjunto de recursos compartidos, escalables y elásticos, físicos o virtuales con aprovisionamiento de autoservicio y administración bajo demanda”.
Desde un punto de vista simple y práctico, la computación en la nube consiste en el almacenamiento, el procesamiento y la distribución de datos, aplicaciones y servicios para usuarios, individuales y organizaciones. La definición de nube del NIST se refiere a cloud computing como una colección de recursos de computación en red, a los que pueden acceder los clientes de la nube (consumidores de la nube) mediante una red. En términos generales, un sistema de nube y sus consumidores utilizan el conocido modelo cliente-servidor en el que los consumidores (los clientes) envían mensajes a través de la red a los computadores servidores, los cuales ejecutan el trabajo especificado en respuesta a los mensajes recibidos. El NIST ya aventuraba, en 2013, que el modelo de computación en la nube constituía la promesa de un ahorro masivo combinado con una mayor agilidad en el ámbito de las tecnologías de la información (TI) y la necesidad crucial de que tanto el Gobierno como el mundo empresarial debían comenzar a adoptar esta tecnología en respuesta a las distintas restricciones económicas.
La nube en sí misma es un conjunto de hardware y software, almacenamiento, servicios e interfaces que facilitan la entrada de la información como un servicio. Los servicios de la nube incluyen el software, infraestructura y almacenamiento en internet, bien como componentes independientes, bien como una plataforma completa, basada en la demanda del usuario. El mundo de la nube tiene un gran número de actores o participantes. Los grupos de intereses del mundo de la computación en nube son los vendedores o proveedores, que proporcionan las aplicaciones y facilitan las tecnologías, infraestructuras, plataformas y la información correspondiente; los socios de los proveedores, que crean servicios para la nube ofreciendo y soportando servicios a los clientes; los líderes de negocios, que evalúan los servicios de la nube con el objetivo de contratarlos e implantarlos en sus organizaciones y empresas; los usuarios finales, que utilizan los servicios de la nube ya sea de modo gratuito o con una tarifa de pago.
La nube puede ser infraestructura, plataforma o software, es decir, puede ser una aplicación a la que se accede a través del escritorio y se ejecuta inmediatamente tras su descarga, o bien un servidor al que se invocará cuando se necesite. En la nube, no se instala nada en su escritorio y no se paga por tecnología cuando no se utiliza, solo se paga (o puede ser gratuita) cuando se utiliza o se ejecuta la aplicación. En la práctica, la computación en nube proporciona un servicio de software o hardware. Un ejemplo práctico es el caso de los usuarios que se conectan a internet desde un ordenador personal, un teléfono móvil inteligente o una tableta, y utilizan diferentes servicios como su correo, Gmail, ver un mapa digital en Google Maps, escribir un documento en Google Docs, consultar sus archivos, canciones o fotografías en Dropbox, OneDrive o la plataforma iCloud de Apple. Todos estos servicios están basados en la nube. Otra característica típica es el pago por uso, y solamente mientras se utiliza el servicio correspondiente.
Numerosas y diversas son las fuentes que hablan sobre las ventajas y debilidades de la nube. Es importante, sin embargo, tener presente que el término cloud computing abarca una variedad de sistemas y tecnologías, así como modelos de despliegue y servicios, y también modelos de negocios.
Los recursos de la computación en la nube son grandes conjuntos de sistemas de ordenadores a los cuales acceden los clientes mediante conexiones de red. Los clientes pueden llegar a la nube, navegar por ella, utilizar sus servicios y salir de allí. La nube, a su vez, tiene un conjunto de recursos de hardware que administra para maximizar los servicios ofrecidos, minimizando sus costes. El proveedor de la nube incorpora nuevos componentes de hardware a medida que la escalabilidad o las actualizaciones lo requieren, y va retirando aquellos componentes que fallan o se quedan obsoletos. De este modo, los clientes pueden hacer uso de los sistemas de hardware más actuales, fiables y seguros, así como de las aplicaciones de software más demandadas, y con el menor coste posible, sin más requisitos que contratar el servicio correspondiente (y que posteriormente veremos), hardware o software, al igual que contrata la luz, el teléfono o el agua en sus instalaciones, en el caso de una organización, o en su domicilio en el caso de un cliente particular.
El modelo de la computación en la nube constituye un ahorro considerable de costes que se une a una mayor agilidad en el ámbito de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC). En 2021, la mayoría de las organizaciones y empresas han adoptado el modelo de la nube y han migrado a ella, en mayor o menor medida, aunque es necesario tener presente no solo los retos y oportunidades que supone, sino también los problemas de su adopción que será preciso asumir.
1.2. CARACTERÍSTICAS DE CLOUD COMPUTING
Como se destaca en la definición del NIST, cloud computing es un modelo de pago por uso que facilita un acceso bajo demanda a la red, disponible y adecuado a un conjunto o agrupamiento (pool) de recursos configurables de computación (por ejemplo, redes, servidores, almacenamiento, aplicaciones, servicios), que puede proporcionarse rápidamente y ejecutarse con un esfuerzo de gestión mínima o interacción con el proveedor de servicios. El modelo de la nube, según NIST5, se compone de cinco características esenciales, tres modelos de servicio y cuatro modelos de despliegue.
Figura 1.1. Características esenciales, modelos de despliegue y modelos de servicio de la computación en la nube. Fuente: NIST (adaptada).
1.2.1. CARACTERÍSTICAS ESENCIALES
El NIST en su documento original oficial cloud computing define las características esenciales de la computación en la nube:
•Autoservicio bajo demanda (On-demand self-service). El usuario puede acceder a capacidades de computación en la nube de manera automática a medida que las vaya requiriendo, sin necesidad de una interacción humana con su proveedor o sus proveedores de servicios de la nube, con servicios tales como tiempo de servidor y almacenamiento en red. El usuario puede seleccionar automáticamente sus necesidades de almacenamiento y el tiempo de uso del servidor sin que se requiera la interacción humana con el proveedor del servicio.
•Acceso amplio a la red (Broad network access). Los recursos son accesibles a través de la red y por medio de mecanismos estándar que son utilizados por una amplia variedad de dispositivos de usuario (teléfonos móviles inteligentes, ordenadores portátiles, laptops, tabletas, PC de escritorio, estaciones de trabajo, aparatos de televisión con smart TV, videoconsolas). Esta característica también se conoce como acceso ubicuo a la red.
•Agrupamiento de recursos, conjunto común de recursos(Resource pooling). Los recursos de computación del proveedor se agrupan para servir a múltiples consumidores (almacenamiento, memoria, ancho de banda, capacidad de procesamiento, máquinas virtuales), y son compartidos por múltiples usuarios, a los que se van asignando capacidades en forma dinámica según sus peticiones. Existe una independencia de la posición, de modo que el cliente generalmente no tiene control ni conocimiento sobre la posición exacta de los recursos proporcionados, pero puede ser capaz de especificar la posición a un alto nivel de abstracción (país, estado o centro de datos). Ejemplos de recursos incluyen: almacenamiento, procesamiento, memoria y ancho de banda de red.
•Elasticidad rápida(Rapid elasticity). Los recursos se proveen y liberan elásticamente, muchas veces de manera automática, lo que da al usuario la impresión de que los recursos a su alcance son ilimitados y están siempre disponibles en tiempo y cantidad. Esta propiedad permite la ampliación o extensión, en cantidad y calidad, de los servicios a medida que sean necesarios por el cliente, con la garantía del proveedor de realizar la ampliación de un modo rápido. Los usuarios no están supeditados por sus inversiones en TI, sino que pueden utilizar exactamente aquellas que necesitan. Las empresas no requieren tanto personal técnico, lo que puede suponer un gran beneficio económico.
•Servicio medido(Measured service). Las empresas proveedoras de la nube pueden suministrar y controlar los servicios con eficacia a través de mediciones basadas en uno o más servicios específicos, como pueden ser la cantidad de datos almacenados, el ancho de banda o la cantidad y potencia del procesamiento utilizado. El proveedor es capaz de medir, a determinado nivel, el servicio efectivamente entregado a cada usuario; así tanto proveedor como usuario tienen acceso transparente al consumo real de los recursos, lo que posibilita el pago por el uso efectivo de los servicios.
El NIST considera otras características comunes a todos los modelos de nubes:
• Escalado masivo
• Computación elástica (flexible)
• Homogeneidad
• Distribución geográfica
• Virtualización
• Orientación a servicios
• Software de bajo coste
• Seguridad avanzada
Además de estas características fundamentales y las comunes del NIST, vamos a considerar otras complementarias que añaden ventajas adicionales (Sosinsky, 2011b)6.
•Costes más bajos. Se producen considerables reducciones de costes cuando se comparan con los altos grados de efectividad y de buena utilización que producen los modelos y las herramientas de la nube con otros productos similares del mercado.
•Facilidad de utilización. Dependiendo del tipo de servicio que se contrate, normalmente no se requerirán licencias de hardware ni de software para implementar el servicio. Por otra parte, los productos se ofrecen, cada vez más, adaptados al usuario normal, y se requieren a lo sumo pequeños cursos de formación.
•Calidad de servicio (QoS). La calidad del servicio se obtiene, por lo general, mediante contrato con su proveedor.
•Fiabilidad. La potencia y el escalamiento de las redes de computación de los proveedores garantiza la fiabilidad de los servicios ofertados, en la mayoría de los casos con un nivel de fiabilidad tan alto o más que los proveedores clásicos más respetados (que, por otra parte, están migrando sus servicios también a la nube, como es el caso de Oracle, SAP, IBM).
•Administración externalizada de TI. Un despliegue de cloud computing permite la gestión de la infraestructura de computación mientras se gestionan, en paralelo, sus negocios. En la mayoría de los casos, este modelo de externalización (outsourcing) de TI consigue considerables reducciones de costes tanto de equipos como de recursos humanos.
•Simplificación de la actualización y mantenimiento. Dado que el sistema es centralizado (aunque técnicamente actúa como descentralizado y distribuido), se pueden aplicar fácilmente parches y actualizaciones de software (upgrades).
•Facilidad para superar barreras. La nube rompe barreras físicas y virtuales, de modo que es ideal para jóvenes emprendedores y empresas start-up, además de grandes empresas, por la facilidad de uso para su adaptación tecnológica.
1.2.2. CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARIAS
En estos diez años transcurridos desde la publicación de la definición del NIST, han ido emergiendo otras características que diferencian a la computación en la nube de otros paradigmas de computación, tales como las señaladas por Surianarayanan (2019) y Ara (2020), y que recopilamos en una única nueva enumeración de otras características significativas, que complementan las mencionadas anteriormente (Sosinsky, 2011b) y en algún caso coinciden en contenidos e incluso denominaciones y que se irán detallando en el capítulo y a lo largo del libro:
• Escalabilidad
•Multitenancy (multitenencia-múltiples usuarios)
• Modelo de precios de pago por uso o “pago sobre la marcha” (Pay-as-Per-UsePricing model, Pay-as-you-go)
• Facilidad de mantenimiento
• Sistema automático
• Seguridad
• Independencia del dispositivo y de la localización (sistema ubicuo)
1.2.3. CARACTERÍSTICAS DE COMPUTACIÓN EN LA NUBE QUE FACILITAN SU ADOPCIÓN
•Uso de aplicaciones en línea: ofimática, contabilidad. Permite ahorrar espacio, ya que no se tienen que instalar en el ordenador propio de los usuarios y no se requieren diferentes instalaciones.
•Almacenamiento externo. Se guardan los datos en centros de datos de la nube.
•Seguridad avanzada. Se requieren grandes medidas de seguridad fiables en los proveedores con sistemas antivirus, bases de datos, almacenes de datos y, últimamente, los lagos de datos actualizados para protección de los archivos.
•Conectividad ubicua. Desde cualquier lugar se puede un usuario conectar, en cualquier momento y con cualquier dispositivo.
•Comunicaciones globales. Conexiones en audio, vídeo, proyecciones compartidas.
•Coste reducido. Necesita escasa infraestructura, los accesos son relativamente fáciles, no se requiere formación específica para el uso de software como servicio, y solo en el caso de los servicios de PaaS e IaaS.
•Servicio ágil. La agilidad facilita el poder mejorar el negocio, ya que proporciona un gran número de recursos tecnológicos a los usuarios que permiten impulsar el mejor. Los proveedores incluyen sus servicios en dichos sistemas.
•Elasticidad y escalabilidad. El sistema de nube proporciona recursos dentro de la nube y se puede utilizar como un autoservicio y en tiempo real, prácticamente, con escasos segundos según proveedor y aplicaciones.
•Independencia de conexión en modo ubicuo.
•Migración. Es fácil trasladar la información recopilada en un servidor a otro servidor, sin grandes problemas. Se pueden compartir los servidores como los dispositivos que se utilizan para almacenar los datos.
•Mejor rendimiento. Optimización de recurso y de modo automático.
•Mayor seguridad. Los usuarios se encargan de otorgar seguridad a nivel de aplicación, mientras que los proveedores son los encargados de la seguridad física propiamente dicha.
•Fácil mantenimiento. El servicio es simple, ya que todo se concentra en la nube y no hace falta que los usuarios tengan instalados los programas en cada uno de sus dispositivos.
Beneficios
Uno de los principales beneficios es que la empresa o cliente puede tener a su disposición todos sus datos, archivos, procesos de información y otros contenidos que requieren espacio en su propio ordenador. Esta característica facilita el acceso a grandes cantidades de información de modo sencillo y rápido. Otros beneficios:
• Baja inversión inicial.
• Eficiencia de costes. Economía de escala. Los CSP pueden maximizar la cantidad de hardware total utilizado que se está ejecutando, ahorrando energías y otros costes.
• Ahorro de gastos de software, hardware, seguridad y soporte.
• Proporciona una tecnología flexible, actualizada, y puede adaptar innovaciones tecnológicas que se vayan produciendo.
• Aumenta el rendimiento y la productividad de un negocio y la capacidad de información.
• Permite eliminar barreras económicas y de conocimiento.
• Posibilita un mayor control de los beneficios y los costes marginales que se deriven de su actividad empresarial.
• Capacidad altamente elástica. Los recursos de computación en la nube no solo son altamente escalables (fáciles de expandir), sino que también son elásticos, lo que significa que la capacidad y los costes también se pueden reducir durante períodos bajo demanda.
• Facilidad de uso y mantenimiento. Se pueden implementar recursos y actualizaciones de forma automatizada y estandarizada, aumentando la accesibilidad. No se necesita el mantenimiento físico de los servidores o las instalaciones de los centros de datos.
• Innovación más fácil.
• Mejor continuidad del negocio.
1.3. MODELOS DE LA NUBE (CLOUD)
El modelo de computación en la nube según el NIST se compone de cinco características esenciales, definidas anteriormente, tres modelos de servicio y cuatro modelos de despliegue.
•Modelos de servicio. Se refieren a los tipos específicos de modelos de servicios de nube a los que se puede acceder según la infraestructura, la plataforma y el servicio que se utiliza.
•Modelos de despliegue. Son las diferentes maneras de hacer uso de los sistemas de nube. Estos modelos se refieren a la posición (localización) y administración (gestión) de la infraestructura de la nube (pública, privada, comunitaria, híbrida).
El NIST recomienda utilizar los siguientes términos para los actores de la nube y sus roles profesionales. Consumidor de la nube o cliente:
