Arquitectura en la nube: claves para diseñar sistemas escalables y eficientes

Qué es la arquitectura en la nube

Definimos la arquitectura en la nube como el diseño y conexión de todos los componentes necesarios de un sistema en la nube.

La nube es la evolución lógica y generalizada de la mayoría de los servidores. Los entornos cloud proporcionan mucho más espacio disponible, facilidades de conectividad y, en los últimos años, más seguridad. En tiempos de deslocalización, esta arquitectura es imprescindible para la práctica totalidad de las empresas.

La arquitectura en la nube puede ser más o menos compleja, dependiendo de cada caso. A veces, el diseño viene dado y la empresa tiene simplemente que utilizar algunas partes o configurarlas; en otros casos, se realiza toda la acción de cero desde el principio, para personalizar la infraestructura. 

En los estudios de Bachelor en Informática tratamos esta materia para programadores y responsables de equipo. Aquí proporcionamos claves prácticas para conseguirlo. 

Claves para diseñar sistemas escalables y eficientes

Los dos conceptos más importantes en el diseño de la computación en la nube son la escalabilidad y la eficiencia. La escalabilidad, para afrontar cargas puntuales de trabajo sin tener que cambiar o ampliar la arquitectura; la eficiencia, para realizar las acciones necesarias gastando menos recursos. Cuando se cumplen ambas condiciones, los sistemas en la nube alcanzan la excelencia. 

Estas son las claves para el diseño de sistemas que cumplan las condiciones de escalabilidad y eficiencia. El proceso lo tiene que realizar un especialista en cloud computing para, así, lograr un resultado efectivo. Toma nota:

1. Arquitectura en la nube

: plantear un modelo escalable de inicio

La escalabilidad es fundamental para evitar errores, sobrecargas y una inversión adicional. El Edge computing ayuda, y mucho, a conseguir esta función.

La Infraestructura como Servicio (IaaS) permite virtualizar servidores, redes, sistemas operativos y el almacenamiento. Esta alternativa es ideal para PYMES que, por primera vez, estructuran su entorno cloud. No obstante, esta no es la única opción: en el Software como Servicio (SaaS) también existe la posibilidad de escalabilidad (correo electrónico o un ERP) y, en el Software como Plataforma (PaaS) puedes programar cómo quieres que sea la solución (ideal para empresas del ramo). 

Sea cual sea la vía, la condición inicial es asegurarte de esa capacidad de respuesta ante las incidencias que se originen o actividad extraordinaria. 

2. Mejorar el almacenamiento de las bases de datos

Los sistemas de almacenamiento de las bases de datos deben adaptarse a las necesidades que tengas. Esto implica cuestiones como el tamaño del servidor, la capacidad, pero, también, las posibilidades de aumentar según el momento. El almacenamiento de la información, en condiciones óptimas y sin saturación, es una garantía de escalabilidad. 

Estos sistemas deben, también, delimitar claramente cuáles son los usos de nube pública, nube privada y nube híbrida. Los accesos selectivos, solo a personas autorizadas, utilizando sistemas de doble autenticación (2FA) son esenciales para evitar intrusiones no deseadas.

3. Automatización de los procesos

La generación de respuestas automáticas es otra de las características de los servicios cloud. Para ello, puedes actuar de varias maneras: mediante pipelines para hacer cambios o con herramientas de despliegue como CloudFormation, DockerMachine, Terraform, CloudBolt o Pulumi. Además, se debe tener en cuenta la actualización de las tecnologías, porque año tras año existen novedades de software y hardware.

La automatización puede ser de varios tipos y que se aplica en numerosos entornos cloud. De ahí que sea conveniente actualizarse. El objetivo es simplificar los procesos, descargar funciones y, con ello, mejorar la eficiencia en las respuestas y las acciones. Evitar redundancias y pérdidas de tiempo es fundamental.  

4. Diseñar un sistema eficiente en la gestión de datos

La gestión de los datos tiene que ser eficiente para evitar que ocupen más espacio del necesario y recomendable. Distribuir las bases de datos en distintos servidores o bases NoSQL, replicarlas (sharding), trabajar el acceso restringido o replicar cuando sea posible facilitará la gestión de la información. Al final, la idea es que no haya redundancias en el uso de la información y que esta se gestione correctamente. 

Obviamente, la eficiencia debe ir acompañada de la seguridad. Hemos hablado antes de la doble autenticación y el acceso restringido, pero también se deben respetar los estándares de acceso y almacenamiento incluidos en la Ley de Protección de Datos.

5. Incluir sistemas de optimización

Los sistemas de optimización de uso deben incluirse en la arquitectura en la nube. ¿Cómo se consigue eso? Por un lado, mediante la gestión automática de los datos o de las acciones rutinarias y que no generen valor. En segundo lugar, mediante APIs específicas que enrutan correctamente o limitan tasas. Otra opción es la deduplicación de datos. Además, es posible, en algunos casos, usar herramientas de compresión de datos. También está el uso de pipelines CI/CD. Y, finalmente, mediante CDNs que gestionan mejor el contenido estático, evitando sobrecargas del sistema o reproducciones redundantes.

El uso de estos sistemas debe adaptarse a las circunstancias de cada caso y necesidades de las empresas u organizaciones. De todas formas, es posible optimizar el uso y reducir determinados problemas cotidianos. 

6. Trabajar en la mejora continua

La supervisión en tiempo real permite saber qué aspectos son mejorables y es imprescindible tomar esa base, frente a apriorismos. Para ello, hay que contar con las métricas adecuadas porque, así, sabremos cuáles son nuestros objetivos y los puntos susceptibles de perfeccionarse. 

La arquitectura en la nube puede tener unos supuestos, pero, al final, debe adaptarse a la realidad del momento. Además, se deben comparar los costes, así como la capacidad de resiliencia con respecto a otros sistemas. 

Alcanzar la excelencia en entornos cloud

La arquitectura en la nube y la implementación de sistemas escalables y eficientes es fundamental si quieres mejorar el rendimiento de tus sistemas y trabajar de forma eficiente. Por eso, conocer las metodologías de implementación es tan importante.