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Cloud Computing

Referencia: Foundations of Modern Networking: SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud by William Stallings, Addison Wesley, 2016.

La agencia federal NIST (National Institute of Standards and Technology) define cloud computing de la siguiente manera:

“Cloud computing es un modelo para, a través de una red, permitir acceso dondequiera, en forma conveniente, y de acuerdo a la demanda, a un conglomerado de recursos de computación compartidos que puedan ser rápidamente provistos y/o liberados con un mínimo de esfuerzo administrativo o interacción con el proveedor de servicios. Esto incluye redes, servidores, almacenamiento, aplicaciones y servicios. Este modelo promueve la disponibilidad y se compone de cinco características esenciales, tres modelos de servicio, y cuatro modelos de implementación.”

Las cinco características esenciales son:

1. Amplio acceso a la redLos servicios están disponibles a través de Internet y pueden ser accedidos a través de toda una gama de dispositivos, como laptops, tabletas, celulares, etc.

2. Elasticidad rápidaPermite expandir o reducir los recursos de acuerdo a los requisitos de servicio del usuario. Por ejemplo, el usuario puede utilizar los servicios de un servidor para completar una tarea, y luego liberar dicho servidor una vez completada dicha tarea.

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3. Servicio medidoLa utilización de los recursos puede ser monitoreada, controlada e informada, proveyendo transparencia tanto al proveedor como al consumidor de los recursos utilizados.

4. Servicio de autoservicio a la carta (i.e. on-demand self service)El consumidor puede unilateralmente asignarse recursos de computación, como tiempo usando un servidor y almacenamiento de data en la red, sin requerir interacción humana con el proveedor de servicios. Como los servicios son asignados en virtud de la demanda, los recursos no son parte permanente de la infraestructura de IT (information technology) del cliente.

5. Puesta en común de recursos (i.e. resource pooling)Los recursos informáticos del proveedor son agrupados para servir a múltiples consumidores con distintos recursos físicos y virtuales dinámicamente asignados y reasignados según la demanda del consumidor. Los recursos incluyen almacenamiento, procesamiento, memoria, ancho de banda, y máquinas virtuales.

La Figura 1.7 muestra el típico contexto de un servicio en la nube.

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Una corporación mantiene unas computadoras o estaciones de trabajo en uno o más LAN’s los cuales se conectan a un router para a través de una red o el Internet acceder al proveedor de servicios en la nube. El proveedor de servicios en la nube mantiene una colección masiva de servidores los cuales administra, les provee redundancia y seguridad utilizando una variedad de herramientas. En la Figura 1.7 la infraestructura de la nube es mostrada como una colección de blade servers1, lo cual es la arquitectura más común.

La siguiente Figura muestra el HP blade system c7000 con 16 blades o servers y dos unidades de UPS (uninterruptible power supply).

1 Arquitectura modular en donde un chasis almacena múltiples módulos, típicamente, uno o dos switches, y el resto de los módulos son servidores. El chasis provee power supply redundante para todos los módulos. De esta forma se ahorra espacio y simplifica la administración de los servidores.

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Beneficios del Cloud ComputingCloud computing provee economías de escala, administración profesional de la red, y administración profesional de la seguridad. Muchas corporaciones, grandes y pequeñas, organizaciones, agencias de gobierno, y hasta individuos, una vez consideran los costos asociados con la instalación, mantenimiento y operación de una infraestructura de IT:

Personal Inversión inicial en equipos y software Costos de instalación Mantener al día el hardware y el software Garantizar la seguridad de la información Espacio Consumo de energía Hacer backups

optan por depender de un proveedor de servicios en la nube en donde tan solo pagan por los servicios que necesitan.

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Servicios de la Nube (Cloud Services)Según lo ha definido NIST, existen tres modelos de servicios que puede proveer la nube:

Software as a Service (SaaS) Platform as a Service (PaaS) Infrastructure as a Service (IaaS)

La Figura 13.2 muestra estos tres modelos de servicios.

Software as a Service

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SaaS provee a los clientes servicios en la forma de software, específicamente software de aplicación que corre y está disponible en la nube. SaaS le permite al cliente usar las aplicaciones que la nube provee y que corren en la infraestructura de la nube. Generalmente las aplicaciones están disponibles desde varios dispositivos del cliente y utilizan una interface sencilla, como un Web browser.

En vez de pagar por cada licencia de cada software que corra en cada estación, la corporación obtiene el mismo servicio desde la nube.

El uso de SaaS evita las complejidades de la instalación, mantenimiento y puesta al día de los softwares. Algunos ejemplos de este servicio son: Google Gmail, Microsoft 365.

Los clientes típicos del SaaS son organizaciones que desean proveerle a sus empleados acceso a las herramientas típicas de productividad como Office de Microsoft y correo electrónico. Muchos individuos también utilizan el modelo SaaS para utilizar los recursos de la nube.

El proveedor en la nube generalmente le ofrece a sus clientes back up de la data y el poder compartir la data entre distintos usuarios.

Platform as a ServicePaaS le provee a los clientes una plataforma en donde las aplicaciones del cliente pueden correr. Por ejemplo, PaaS puede proveer programming language tools, runtime environments y otras herramientas que facilitan el desarrollo de nuevas aplicaciones. PaaS en en efecto un sistema operativo en la nube.

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PaaS es útil para toda aquella organización que desea desarrollar alguna nueva aplicación pero que tan solo desea pagar por los recursos utilizados mientras los utiliza.

Algunos ejemplos bajo PaaS son: servicios en la nube para el análisis de gran cantidad de data compleja, y bases de datos.

Infrastructure as a ServiceCon IaaS el cliente tiene acceso a los recursos de la infraestructura del cloud. IaaS puede proveer máquinas virtuales y sistemas operativos. IaaS ofrece recursos computacionales de forma que el cliente pueda instalar y correr software, sistemas operativos y aplicaciones.

Ejemplos de IaaS: Carbonite y Mosley – backup and recovery file systems

La Figura 13.3 compara las funciones implementadas por los proveedores de servicios en la nube para los tres principales modelos de servicio.

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Cloud Deployment ModelsUna tendencia cada vez más prominente en muchas organizaciones es mudar gran parte de sus operaciones de IT, o todas sus operaciones de IT, a un Enterprise cloud computing. Cada organización tiene varias alternativas en lo que respecta a la propiedad y administración de dicha nube. Cubriremos brevemente los cuatro modelos más prominentes para desplegar cloud computing: public cloud, private cloud, community cloud, hybrid cloud.

Public CloudLa infraestructura de un public cloud está disponible para el público en general o para un grupo grande de industrias. El dueño de un

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public cloud es una organización que se dedica a vender servicios en la nube.El proveedor de servicios es responsable de la infraestructura en la nube y del control de la data y las operaciones en la nube. Un public cloud le puede pertenecer, ser administrada y operada por un negocio, la academia, alguna organización gubernamental, o combinaciones de todas las anteriores.

Bajo el modelo del public cloud los componentes principales de la infraestructura se encuentran fuera del firewall corporativo. Las aplicaciones y el almacenaje de data están disponibles a los usuarios a través del Internet con seguridad incorporada. Los servicios pueden ser gratis, o con costo en funcion del uso. Por ejemplo, bajo el servicio OneDrive de Microsoft el usuario tiene una cantidad de memoria que es gratuita, pero si desea una mayor cantidad de memoria, entonces tiene que pagar por ella.

Private CloudUn private cloud es implementado dentro de la infraestructura interna de la organización. La organización puede administrar su propia nube, o puede contratar dicha administración a alguna otra entidad. Además, los servidores y los dispositivos de almacenamiento pueden estar tanto dentro como fuera de la propiedad del dueño del private cloud.

Los private clouds pueden suplir servicios de IaaS a sus empleados o a sus unidades de negocio ya sea usando su propio intranet o usando el Internet a través de virtual private networks (VPN), así como también aplicaciones de software o servicios de almacenamiento a sus oficinas regionales.

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Ejemplos de servicios del private cloud incluyen: bases de datos, correo electrónico y almacenamiento de data.

La ventaja del private cloud es la seguridad. La infraestructura del private cloud ofrece controles más estrictos sobre la localización geográfica del almacenamiento de la data y otros aspectos de seguridad.

Community CloudLos community clouds comparten características de los private clouds y de los public clouds. Al igual que un private cloud, los recursos de la nube son compartidos entre un numero de organizaciones independientes. Las organizaciones que comparten el community cloud tiene requisitos similares, y generalmente, intercambia data entre ellos. Bajo el modelo del community cloud los costos son compartidos por un número menor de usuarios que en el caso de un cloud público, pero mayor que en el caso de un private cloud, por lo que tan solo logra parte de los ahorros que potencialmente puede brindar el cloud computing.

Hybrid CloudLa infraestructura de un hybrid cloud se compone de dos o más clouds (private, community o public) que permanecen como entidades aparte pero que están unidas por tecnología propietraria o estandarizada que permite la portabilidad de data y aplicaciones. Con una solución de hybrid cloud la información sensitiva puede ser colocada en la parte privada del cloud, y la información menos sensitiva puede aprovecharse de los beneficios del public cloud.

Una solución hybrid public/private puede ser más atractiva para pequeños negocios. Muchas aplicaciones que no requieran estrictas

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medidas de seguridad pueden ser ubicadas en la nube logrando ahorros sustanciales mientras que el pequeño negocio retiene la data y las aplicaciones más sensitivas o de mayor seguridad.