Escalabilidad y elasticidad: descifrando las diferencias en la computación en la nube

Por mucho que la escalabilidad y la elasticidad sean características importantes de la computación en la nube, también forman parte de la arquitectura del software. La escalabilidad se refiere a la capacidad del sistema para gestionar el aumento de la carga de trabajo mediante el incremento de los recursos. Esto se puede hacer mediante el escalado vertical (también conocido como «escalado ascendente»), mediante el cual el sistema mejora sus recursos actuales, o mediante el escalado horizontal (también conocido como «escalado lateral»), mediante el cual el sistema añade más nodos. Mientras que la elasticidad se refiere a la capacidad de la infraestructura en la nube para ampliarse o reducirse automáticamente con el fin de responder a los cambios en la carga de trabajo de la manera más optimizada. En otras palabras, esta característica permite que la infraestructura en la nube se adapte completamente a las necesidades del usuario, logrando así la mejor relación calidad-precio.

Introducción a la escalabilidad y la elasticidad

Otra característica importante del diseño de la infraestructura y el software en la nube es la escalabilidad y la elasticidad. La escalabilidad vertical o «scale-up» consiste en ampliar la base de recursos de un sistema para dar cabida a una mayor carga de trabajo, mientras que la escalabilidad horizontal o «scale-out» es el procedimiento de aumentar el número de componentes del sistema para gestionar una mayor carga de trabajo. 

Por otro lado, la elasticidad se refiere a la capacidad del sistema para autoajustar los recursos de manera flexible en función de la demanda.

Esta capacidad de escalado automático de recursos aumenta la eficacia de la computación en la nube, liberándola de cualquier presión sobre la infraestructura y permitiéndole funcionar a la perfección independientemente de la carga.

Comprender los conceptos básicos de la escalabilidad

Otra propiedad clave de la computación en la nube es la escalabilidad, que describe la capacidad de un sistema para adaptarse a la creciente demanda mediante la introducción de nuevos recursos o la modificación del diseño del software. Existen dos grandes categorías de escalado: el escalado vertical o «ampliación», que mejora la capacidad de un recurso, y el escalado horizontal o «expansión», que incorpora más recursos al sistema.

En una infraestructura en la nube, el escalado automático de recursos aprovecha la elasticidad para asignar recursos en función de la carga de trabajo en tiempo real. De esta manera, independientemente de las variaciones en la demanda, los procesos se ejecutan de manera estable y eficiente, y se alcanza el objetivo.

Comprender el concepto de elasticidad

La elasticidad es una de las características clave de la computación en la nube. Significa la capacidad de un sistema para autoajustar la carga en función de la demanda y también autoajustar la cantidad de recursos consumidos en el sistema, y forma parte de la escalabilidad y el escalado automático de recursos de la arquitectura de software. Esto podría hacerse mediante el «escalado vertical» o el «escalado horizontal», también conocidos como escalado vertical y escalado horizontal.

La escalabilidad vertical es un proceso que consiste en añadir más potencia (CPU, RAM) a una máquina determinada, mientras que la escalabilidad horizontal es un proceso que consiste en añadir más máquinas a una red determinada. Ambos son importantes para asignar eficazmente los recursos de la infraestructura en la nube según las demandas cambiantes de la carga de trabajo. La elasticidad es uno de los aspectos clave para alcanzar el verdadero valor de las infraestructuras en la nube.

Diferencias clave entre escalabilidad y elasticidad

Aunque estos términos suelen utilizarse como sinónimos, especialmente en el contexto de la computación en la nube, se entienden de forma diferente en el contexto de la infraestructura. Por otro lado, la escalabilidad es la característica que define en qué medida un sistema puede adaptarse a un aumento del volumen de trabajo con los recursos existentes. Se trata de la capacidad del sistema para aumentar la carga de trabajo, lo que se puede lograr mediante la «escalabilidad horizontal» o la «escalabilidad vertical». Por el contrario, la elasticidad se refiere a la capacidad del sistema para hacer frente al aumento de la carga de trabajo con la ayuda del escalado automático de los recursos. En la infraestructura en la nube, significa que el diseño del software puede adaptarse a los cambios en los patrones de uso sin necesidad de la intervención de un administrador.

Escalabilidad: una mirada más detallada

El término «escalabilidad» se utiliza para describir la capacidad de una arquitectura de software o una infraestructura en la nube para crecer en tamaño, en términos de carga de trabajo. Incluye dos aspectos: la escalabilidad vertical, también conocida como «scale-up», y la escalabilidad horizontal, también conocida como «scale-out». 

El escalado vertical es el proceso de aumentar la capacidad de un único nodo del sistema y, por el contrario, el escalado horizontal consiste en añadir más nodos al sistema.

La escalabilidad está estrechamente relacionada con la «elasticidad», que es la capacidad de un sistema de computación en la nube para escalar, hacia arriba o hacia abajo, de forma dinámica. El escalado automático de recursos es útil para gestionar los recursos sin desperdiciarlos y garantizar la continuidad del servicio durante los periodos de alto tráfico en la plataforma.

Elasticidad: un examen detallado

En el contexto de la computación en la nube, la elasticidad es la capacidad del entorno para transformarse por sí mismo con el fin de adaptarse a los cambios en la carga de trabajo, lo que podría incluir servidores y almacenamiento. Se emplean dos estrategias principales para garantizar la escalabilidad de un sistema: escalado vertical (ampliación) y escalado horizontal (expansión).

La escalabilidad vertical significa añadir más potencia a los recursos existentes y, por otro lado, la escalabilidad horizontal significa añadir más recursos a la arquitectura del software.

Estas estrategias dan como resultado la flexibilidad de la infraestructura en la nube, ya que los recursos y servicios pueden adaptarse fácilmente a las necesidades en tiempo real.

Importancia de la escalabilidad en la computación en la nube

La flexibilidad es la cualidad más importante de la computación en la nube, ya que puede adaptarse a las diversas y dinámicas naturalezas de las cargas de trabajo de las empresas. Una infraestructura de nube escalable puede ampliarse horizontalmente, así como verticalmente. El escalado horizontal es el proceso de añadir más máquinas a los recursos disponibles, mientras que el escalado vertical consiste en añadir más potencia a una máquina existente, como la CPU o la RAM.

Este tipo de autoescalado hace que el aprovisionamiento de recursos sea muy elástico en la arquitectura de software, es decir, un sistema puede escalarse hacia arriba o hacia abajo. Esto conduce a una utilización eficiente de los recursos y, por lo tanto, a la rentabilidad.

El papel de la escalabilidad en la gestión de datos

La escalabilidad es un aspecto muy importante en la gestión de datos, ya que aborda el problema del aumento de la carga de trabajo. La elasticidad y la escalabilidad, si se aplican a la arquitectura de software para sistemas de gestión de datos, significan que dichos sistemas pueden aumentar o disminuir fácilmente de tamaño en función de los requisitos y la disponibilidad de recursos. Esto se puede hacer mediante escalado vertical o ampliación (más potencia para las máquinas existentes) o escalado horizontal o ampliación (más máquinas para el sistema).

La computación en la nube proporciona un entorno en el que los recursos se amplían o reducen automáticamente en función de las necesidades de la empresa. Un sólido soporte en la nube significa que las organizaciones pueden manejar grandes cantidades de datos y mantener una alta productividad sin un exceso de aprovisionamiento y, por lo tanto, sin desperdiciar recursos.

Escalabilidad en acción: Amazon Web Services (AWS)

El concepto de escalabilidad queda bien ilustrado en la práctica a través de AWS y su infraestructura en la nube y diseño de software. AWS ofrece escalabilidad vertical y horizontal y, dependiendo de la carga de trabajo, las empresas pueden disfrutar de elasticidad.

Las características principales incluyen:

• El escalado vertical permite a los usuarios ampliar sus recursos en función de sus necesidades.
• Escalado horizontal para el crecimiento de la carga de trabajo mediante la adición de más máquinas al conjunto.
• Equilibrio de carga y escalado automático para gestionar una carga de tráfico inesperada sin necesidad de utilizar una herramienta independiente.

Estas características convierten a AWS en la solución más importante en el ámbito de la computación en la nube.

Importancia de la elasticidad en la computación en la nube

La elasticidad es importante en la computación en la nube, ya que permite el aprovisionamiento dinámico de recursos en respuesta a las fluctuaciones de la carga de trabajo. Esta naturaleza dinámica mejora la adaptabilidad de la arquitectura del software a la infraestructura de la nube. La escalabilidad amplía los recursos tanto vertical como horizontalmente, o en otras palabras, de forma elástica, para garantizar que la infraestructura se adapte a la demanda.

El escalado vertical se utiliza para gestionar el aumento de la demanda mediante la ampliación de la capacidad del hardware existente, mientras que el escalado horizontal se utiliza para gestionar la demanda distribuyendo la carga de trabajo entre varias máquinas. Estos procesos, controlados por el sistema, mejoran el uso de la infraestructura, reducen los costes y aumentan la eficiencia del sistema.

Elasticidad para recursos bajo demanda

Por eso la elasticidad es el núcleo del cloud computing: proporciona la capacidad de ampliar o reducir los recursos según sea necesario para adaptarse a la carga de trabajo. Ofrece opciones a la arquitectura de software para añadir más recursos con el fin de satisfacer la demanda o para añadir más recursos con el fin de distribuir la carga, lo que optimiza la infraestructura en la nube y la hace más rentable.

Esta elasticidad era una combinación de escalabilidad vertical, mediante la cual se podía aumentar la CPU, la RAM o el espacio en disco en los recursos existentes, y escalabilidad horizontal, mediante la cual se podían añadir recursos adicionales junto a los recursos existentes en función de la carga de trabajo. Todos estos mecanismos proporcionan a la arquitectura de la infraestructura la escalabilidad necesaria para adaptarse adecuadamente a la carga de trabajo.

La elasticidad en la práctica: plataforma Google Cloud

En cuanto a la variación de la carga de trabajo, Google Cloud Platform lo demuestra ampliando o reduciendo la infraestructura en la nube en función de la demanda de la carga de trabajo. Esto tiene un papel importante en la estructura del software del programa y ayuda a mejorar la escalabilidad horizontal y vertical. Cabe destacar que comienza con la escalabilidad para adaptarse al número de usuarios o a las exigencias de un sistema eficiente y robusto.

Las características principales incluyen:

• Escalado automático de recursos,
• Elasticidad y escalabilidad de la infraestructura.
• Acomodar cargas de trabajo diversas.

Escalabilidad frente a elasticidad: ¿cuál elegir?

En general, la escalabilidad y la elasticidad pueden diferenciarse principalmente en función de la naturaleza y las características de la carga de trabajo que se va a procesar. Sin embargo, si tiene cargas constantes y fácilmente previsibles, entonces la escalabilidad, la escalabilidad vertical (ampliación) y la escalabilidad horizontal (expansión) serán más adecuadas. Le permite ampliar su arquitectura de software y su infraestructura de forma estructurada.

Sin embargo, si su carga de trabajo presenta grandes variaciones, la elasticidad sería más adecuada. La elasticidad, por su parte, es un escalado automático de recursos, lo que significa que los recursos de la infraestructura en la nube se ajustan en función de la demanda actual. Esto lo hace aún más proactivo en la forma en que aborda los cambios en la carga de trabajo.

Factores que influyen en la elección

La decisión de ampliar hacia arriba (escalabilidad vertical) o hacia fuera (escalabilidad horizontal) en una infraestructura en la nube depende de lo siguiente. Uno es el tipo de trabajo que el sistema debe realizar sobre los datos que se van a procesar. Como se mencionó anteriormente, algunos tipos de cargas de trabajo exigen más recursos computacionales, lo que se puede resolver mejor mediante la ampliación. Algunos pueden necesitar más almacenamiento o más E/S de red, lo que se puede solucionar mediante la ampliación horizontal.

Otro factor es la flexibilidad del sistema. En un entorno de computación en la nube elástico, los recursos se pueden aprovisionar dinámicamente para satisfacer la demanda, de modo que no se desperdicien ni sobrecarguen el sistema. Este escalado automático de recursos se realiza en potencia computacional, memoria y almacenamiento.

Por último, pero no menos importante, también se tienen en cuenta las características de la arquitectura de software existente. Un sistema que se ha desarrollado con vistas a una ampliación vertical puede no ser muy eficaz en términos de ampliación horizontal, y viceversa. Por lo tanto, cabe preguntarse qué tan sencillo sería escalar la arquitectura del software añadiendo más capas o reestructurándola.

Elegir en función de las necesidades empresariales

La selección de una infraestructura en la nube adecuada depende de factores como la escalabilidad, la flexibilidad y la carga de trabajo en el caso de una empresa. Para ser precisos, uno de los aspectos más importantes del desarrollo de una empresa es su escalabilidad, tanto en dirección vertical como horizontal. El escalado vertical, también conocido como «scale-up», se refiere a la capacidad de añadir más recursos, mientras que el escalado horizontal o «scale-out» se refiere a la capacidad de añadir más máquinas a la red.

La escalabilidad en la computación en la nube ofrece la capacidad de ajustar en tiempo real la cantidad de recursos necesarios para una tarea específica. Por lo tanto, la arquitectura de su software debe estar diseñada para aprovechar esta propiedad de la infraestructura en la nube.

Cómo pueden beneficiarse las agencias de la escalabilidad y la elasticidad

Es importante comprender que las agencias pueden aprovechar al máximo la infraestructura en la nube en lo que respecta a la escalabilidad y la elasticidad. La escalabilidad vertical y horizontal permite realizar cambios de eficiencia y controlar los recursos y la carga de trabajo a un coste razonable. Esto se debe a que son escalables hacia arriba y hacia afuera según sea necesario, lo que permite aprovechar al máximo los recursos y escalarlos automáticamente.

La elasticidad, por otro lado, proporciona flexibilidad en términos de carga de trabajo al permitir que la infraestructura de la nube se amplíe o reduzca en función de la carga de trabajo que esté gestionando. Contribuye a la flexibilidad de la arquitectura del software y es una característica del modelo de computación en la nube. Se utilizan para respaldar las operaciones y la expansión del negocio, así como para controlar los gastos operativos.

Escalabilidad para el crecimiento de la agencia

La elasticidad es, por lo tanto, un factor determinante para el crecimiento de la agencia, basado en la capacidad de gestionar una carga de trabajo cada vez mayor. Gracias a las posibilidades que ofrece la infraestructura en la nube, las agencias pueden escalar verticalmente u horizontalmente, según sus necesidades.

El escalado vertical consiste en asignar más recursos a un único nodo, mientras que el escalado horizontal consiste en añadir más nodos al sistema. Esto hace que la arquitectura del software sea muy flexible y garantiza el escalado automático de recursos necesario para el crecimiento.

Por último, como se puede observar, las agencias pueden cambiar rápidamente y responder a los cambios cuando utilizan el modelo de computación en la nube para asignar recursos de manera eficaz y mantener una tasa de crecimiento estable. Tenga en cuenta lo siguiente: 

• El crecimiento de la agencia y su capacidad para gestionar un mayor volumen de trabajo requieren dos tipos de ampliación: vertical y horizontal.
• El escalado vertical incorpora más recursos a un nodo determinado, mientras que el escalado horizontal incorpora más nodos.
• La computación en la nube permite asignar los recursos adecuados en el momento oportuno, lo cual es importante para el crecimiento.

Elasticidad para la flexibilidad de la agencia

La elasticidad de la computación en la nube ofrece a las agencias la posibilidad de añadir o reducir recursos en función de la demanda. Este fenómeno también permite el escalado vertical, así como el escalado horizontal. La escalabilidad vertical consiste en aumentar la capacidad de los recursos de hardware o software existentes, por ejemplo, añadiendo más memoria al servidor o una CPU potente.

Por otro lado, la escalabilidad horizontal, también conocida como elasticidad, es la capacidad de unir muchos componentes de hardware o software, por ejemplo, servidores, de manera que se vean como una sola entidad. Este tipo de escalabilidad es muy importante para hacer frente al aumento de la carga de trabajo. La escala ofrece a la organización la flexibilidad necesaria y es una de las ventajas de utilizar la infraestructura en la nube.

La elasticidad también se refiere al autoescalado de los recursos que hacen que la infraestructura sea flexible ante los cambios en la demanda. Esta escalabilidad y elasticidad de los recursos son muy importantes en el aspecto arquitectónico del software en la computación en la nube.

Conclusión: Equilibrio entre escalabilidad y elasticidad

Por lo tanto, es importante comprender cómo equilibrar la escalabilidad y la elasticidad al trabajar con cargas de trabajo en infraestructuras en la nube. El escalado vertical u horizontal garantiza que los recursos necesarios para hacer frente a la creciente complejidad de la arquitectura de software estén disponibles y puedan incorporarse para satisfacer la complejidad del sistema. Por otro lado, la elasticidad permite el autoescalado de los recursos, lo que significa que la infraestructura se puede modificar según las necesidades en tiempo real.

La evaluación del tipo y las características de la carga de trabajo es la base para determinar el equilibrio adecuado. Esto ayuda a garantizar que los recursos de computación en la nube se utilicen de manera óptima, lo que a su vez hace que las soluciones sean rentables y rápidas.