Arquitectura de nube híbrida: Modernización de sistemas heredados con control on-premise y potencia de nube pública

La arquitectura de nube híbrida permite a una empresa combinar una infraestructura on-premise fuertemente controlada con la potencia de un servicio de nube pública. Debido a sus altos niveles de flexibilidad, las soluciones de nube híbrida son la opción predilecta para modernizar aplicaciones existentes y heredadas.

Este artículo es una introducción a la arquitectura de nube híbrida. Siga leyendo para aprender cómo las empresas configuran sistemas híbridos para lograr objetivos técnicos y empresariales de forma más efectiva que con una nube pública o privada por separado.

Arquitectura de nube híbrida explicada

La arquitectura de nube híbrida es una mezcla de dos o más tipos diferentes de infraestructura (nubes públicas, privadas, comunitarias, bare metal, etc.) unidas en un solo sistema con portabilidad total de cargas de trabajo y datos. Estas arquitecturas varían según las necesidades del negocio, pero los sistemas más comunes combinan:

• Un sistema on-premise (bare metal o nube privada) con una nube pública.
• Una nube pública, nube privada e infraestructura bare metal.
• Dos o más nubes privadas.
• Dos o más nubes públicas.

Nuestra comparación entre nubes públicas y privadas destaca las principales diferencias entre los dos despliegues cloud más comunes.

Independientemente de la configuración específica, toda arquitectura de nube híbrida tiene cuatro rasgos en común:

• Conexión de red: Los diferentes entornos en una nube híbrida comparten las mismas conexiones, ya sea dentro de una red privada o a través de Internet.
• Integración completa: La sincronización de datos y cargas de trabajo ocurre en cada componente de una nube híbrida.
• Gestión unificada: El equipo maneja una configuración híbrida a través de una sola herramienta, y cada entorno usa el mismo sistema operativo.
• Aprovisionamiento rápido de recursos: Una nube híbrida puede aprovisionar nuevos recursos rápidamente, típicamente a través de una nube pública de terceros.

La conexión entre diferentes componentes es la característica principal de una nube híbrida. Una nube híbrida ofrece un sistema unificado de computación en la nube que permite a los administradores mover servicios entre los entornos.

Si no hay integración entre componentes, una empresa no tiene un sistema híbrido. En su lugar, la configuración ejecuta varias nubes en paralelo y es probable que sea una forma de multi-cloud.

Tres aspectos principales del diseño de una arquitectura híbrida son conectividad, modernización de aplicaciones y seguridad en la nube.

Conectividad

La conectividad e interoperabilidad son conceptos centrales de una arquitectura de nube híbrida. Esta característica permite:

• Libre movimiento de cargas de trabajo.
• Unificación de la gestión.
• Orquestación de procesos.

El nivel de conectividad impacta directamente en qué tan bien funciona la nube híbrida. Para ayudarle a entender la importancia de la interconectividad en un entorno híbrido, usaremos el ejemplo de una aplicación para operar y almacenar acciones. Como se muestra en el diagrama a continuación, la app depende de una nube privada y una pública.

Cuando alguien accede a nuestra app de ejemplo, el usuario llega a un endpoint en una nube privada y alimenta el clúster Kubernetes on-premise. El clúster contiene numerosos servicios:

• El frontend de la app (la UI).
• El servicio MQ que habilita la capacidad de colas de mensajes.
• El servicio de cartera que permite a los usuarios gestionar inversiones.

La cartera ejecuta operaciones en la nube privada, pero el servicio también depende de tareas en la nube pública. El servicio central en la nube pública es el que obtiene precios de acciones del Investors Exchange (IEX).

El servicio MQ rastrea los niveles de fidelidad del usuario. Este servicio también requiere acceso a la nube pública y notifica a los usuarios en tiempo real sobre cambios en su estado de fidelidad o cartera.

Nuestra app requiere altos niveles de interconectividad entre la nube privada y la pública para funcionar correctamente. Las cargas de trabajo fluyen entre entornos, y todo el sistema opera como una sola entidad. La conexión entre la nube privada y pública es vital, y podemos conectar ambas vía VPN, WAN o una API.

Modernización de aplicaciones

Modernizar apps monolíticas y moverlas a la nube está entre los mayores desafíos de la adopción de nube híbrida.

Digamos que nuestra app de operador de acciones comenzó como un sistema monolítico on-premise. La app era basada en Java y tenía los mismos servicios que en la configuración nube pública-privada anterior:

• La UI.
• El servicio de cartera.
• Servicio MQ.
• Una conexión al IEX.
• Una base de datos on-premise.

En algún momento, los arquitectos tuvieron que dividir nuestra app ficticia y desplegarla en la nube para prevenir la latencia del usuario.

La deconstrucción de la app comienza decidiendo qué piezas quiere sacar del monolito y desplegar en la nube. Algunos componentes son mejores opciones que otros. En nuestro ejemplo, desplegar la cartera en la nube llevaría a muchos saltos de red innecesarios y peor latencia.

Mover la UI a la nube es una buena opción. Como la latencia es el problema principal, desplegar el frontend de la app en múltiples ubicaciones puede llevar a una mejor experiencia de usuario.

Una vez que sabe qué pieza irá a la nube, el siguiente paso es el refactoring. Los arquitectos necesitan crear código de pegamento que permita a la app mantener la vía de comunicación entre servicios. Una vez refactorizada la UI, podemos desplegar el servicio en la nube pública. Dirigimos solo un pequeño porcentaje de usuarios a la nube mientras probamos el nuevo flujo.

Una vez que la configuración de nube pública está libre de errores, podemos desaprobar la porción antigua de la UI y empezar a usar la nube para todo el tráfico. Ahora podemos empezar a pensar en qué otros servicios podemos migrar y expandir nuestra arquitectura de nube híbrida.

Seguridad en nube híbrida

La seguridad cloud en un sistema híbrido es un desafío ya que el equipo necesita proteger diferentes entornos y los datos que se mueven entre ellos. Hay dos grandes preocupaciones de seguridad al diseñar una arquitectura de nube híbrida:

• Posibles violaciones de datos.
• Estrictas leyes de privacidad como GDPR, HIPAA y PCI.

El punto de partida es determinar los riesgos de seguridad cloud que vienen con su tráfico de red norte-sur y este-oeste. El tráfico norte-sur es cualquier actividad que viaja de usuarios finales a centros de datos o entornos cloud. El tráfico este-oeste son los datos que fluyen entre componentes de nube híbrida.

La seguridad perimetral es crucial para cualquier arquitectura de nube híbrida con componentes on-premise. Ya sea que ejecute un centro de datos bare-metal o una nube privada, asegúrese de que el perímetro tenga:

• Un firewall.
• Seguridad de endpoints con gateways API seguros.
• Seguridad zero-trust.

La seguridad de nube pública es principalmente responsabilidad del proveedor, pero el cliente también juega un papel. Por ejemplo, si tiene un worker de Kubernetes con múltiples servicios configurados en la nube, el ajuste fino de la seguridad del endpoint del componente y la autenticación de solicitudes es responsabilidad del cliente.

La seguridad del tráfico este-oeste en una arquitectura de nube híbrida requiere asegurar la comunicación segura entre entornos. La segmentación de red es una buena táctica para proteger el tráfico este-oeste. Cree políticas estrictas que limiten qué segmentos pueden acceder usuarios, administradores y procesos.

En un entorno Kubernetes, la micro-segmentación requiere configurar certificados TLS para solicitudes que van entre microservicios. Cifre solicitudes y datos (tanto en tránsito como en reposo) lo más temprano posible en su ciclo de vida. Otra práctica recomendada de Kubernetes es configurar un controlador de admisión que añada niveles adicionales de verificación tras la autenticación inicial.

Tipos de arquitectura de nube híbrida

Como las nubes privadas son únicas y cada proveedor de nube pública ofrece diferentes servicios, no hay soluciones híbridas únicas para todos. Sin embargo, toda nube híbrida corresponde a uno de dos tipos principales: arquitectura de nube híbrida tradicional y moderna.

Arquitectura de nube híbrida tradicional

La arquitectura de nube híbrida tradicional se centra en transformar centros de datos en nubes privadas. Una vez lista la configuración on-premise, el equipo diseña una conexión con una nube pública para crear un flujo de trabajo y datos sin fisuras. Esta infraestructura TI unificada es ideal si:

• La organización necesita mantener datos sensibles en una nube privada por preocupaciones regulatorias.
• La empresa desea migrar a la nube para mejorar apps heredadas y rendimiento.
• El equipo quiere mover cargas de trabajo on-premise existentes a una nube pública para reducir la huella del centro de datos.
• El negocio desea migrar cargas de trabajo inconstantes a la nube pública.
• El equipo quiere usar la nube pública para levantar rápidamente recursos de desarrollo y prueba (capacidad vital para equipos DevOps eficientes).

Típicamente, la arquitectura de nube híbrida tradicional se basa en una solución preempaquetada o middleware de grado empresarial que integra recursos cloud entre entornos. Una consola central y herramientas unificadas de monitorización cloud mantienen la configuración en buen estado.

Arquitectura de nube híbrida moderna

La arquitectura de nube híbrida moderna se centra menos en la conectividad entre componentes y más en la portabilidad de cargas de trabajo. Así, el sistema puede usar sin problemas el mejor entorno para cualquier tarea.

Este tipo de arquitectura de nube híbrida permite a las organizaciones aprovechar tecnologías cloud-native y usar microservicios para dividir apps en componentes más pequeños y reutilizables. Los microservicios aseguran despliegue, gestión y rendimiento consistentes y fiables entre diferentes nubes y proveedores.

En la arquitectura de nube híbrida moderna, las líneas entre nubes públicas y privadas son menos distintas. Muchos proveedores ahora ofrecen servicios de nube pública que se ejecutan en el centro de datos on-premise del cliente. Las nubes privadas, que tradicionalmente se ejecutan on-premise, ahora pueden operar:

• En un centro de datos off-premise.
• En redes privadas virtuales (VPN).
• Como nube privada virtual (VPC).

La Infraestructura como Código (IaC) es un aspecto significativo de la arquitectura de nube híbrida moderna. IaC permite a los desarrolladores levantar nuevos entornos rápidamente y bajo demanda.

Diseño y construcción de una arquitectura de nube híbrida

Antes de diseñar una arquitectura de nube híbrida, considere la lista de verificación a continuación para asegurar que su plan no tropiece con obstáculos.

Considere modelos de despliegue más simples y menos costosos

Una nube híbrida se basa en una integración compleja entre diferentes entornos, lo que la hace ideal para cargas de trabajo de alto volumen y sistemas distribuidos. Si su app no tiene cargas de trabajo intensas y no necesita superposición de flujo, desplegar un modelo cloud más simple podría ser una mejor opción.

Una vez que la app y su base de usuarios crezcan, empiece a pensar en expandirse a una nube híbrida para mantener los niveles de rendimiento.

Haga un plan profundo para sus cargas de trabajo

Comience a diseñar la arquitectura determinando cómo y dónde se ejecutará cada carga de trabajo. Este plan requiere un equilibrio delicado entre:

• Necesidades de accesibilidad interna.
• Requisitos de cumplimiento.
• Necesidades de la aplicación.

Considere los siguientes factores al planificar qué entorno usar para cada carga de trabajo:

• Niveles de seguridad.
• Obligaciones legales.
• Precio del servicio.
• Accesibilidad.
• Requisitos de la app.
• Ubicaciones de usuarios.

Si su empresa procesa datos sensibles, planifique dónde almacenará esa información y qué sistemas tendrán acceso a datos valiosos. También considere si algunos sistemas heredados no podrán operar correctamente en un entorno cloud.

Cuidado con el vendor lock-in

Construir una nube híbrida en una plataforma que no pueda manejar sus cargas de trabajo puede crear problemas costosos en el futuro.

Los equipos que buscan un socio SaaS tienen un margen de error mayor, pero las empresas que quieren construir una app a través de un proveedor PaaS o IaaS deben tomar la decisión correcta desde el principio para evitar problemas serios de vendor lock-in. Al elegir su proveedor de servicios cloud, considere lo siguiente:

• Costo del servicio.
• Tecnologías utilizadas.
• Herramientas de gestión.
• Ubicaciones físicas de centros de datos.
• Acuerdos de nivel de servicio (SLAs).
• Soporte para entornos bare-metal y nube privada.
• Políticas de seguridad, gobernanza y negocio.
• Dependencias del servicio.

Elija el Cloud OS adecuado

Un sistema operativo cloud permite a un equipo monitorizar y gestionar un entorno híbrido a través de un solo conjunto de herramientas. El Cloud OS debe simplificar la gestión y otorgar agilidad, así que elija el software que se ajuste a las necesidades de sus desarrolladores. Algunas de las opciones más populares son:

• Kubernetes.
• VMware Cloud.
• OpenStack.
• Nutanix.

Elija el Cloud OS basándose en qué herramienta ofrece el enfoque de gestión de datos adecuado. Idealmente, el OS no debería requerirle reentrenar a todo el personal de TI.

Incorpore la seguridad en su arquitectura de nube híbrida

Trate los controles y políticas de seguridad como una pieza fundamental de su arquitectura de nube híbrida. La seguridad no debe ser una ocurrencia tardía, así que asegure niveles de protección adecuados como bloque de construcción para cada entorno.

Empiece a pensar en riesgos de ciberseguridad lo más temprano posible en el proceso de diseño. DevSecOps es un buen enfoque al construir sistemas cloud si desea pensar en seguridad desde cero.

Una opción cloud ideal para la modernización de aplicaciones

La arquitectura de nube híbrida permite a una empresa modernizar sus apps conectando nubes a la infraestructura TI existente. Este enfoque hace que las nubes híbridas sean una opción ideal para cualquier empresa que desee usar computación en la nube manteniendo un control estricto sobre su configuración TI.