1. Definición y Conceptos de Cloud Computing

🎯 Resultado de Aprendizaje RA3 (20% de la calificación)

Identifica sistemas basados en cloud/nube y su influencia en el desarrollo de los sistemas digitales.

📋 Criterios de Evaluación que se trabajan en esta sección:

  • CE a) Se han identificado los diferentes niveles de la cloud/nube
  • CE b) Se han identificado las principales funciones de la cloud/nube (procesamiento de datos, intercambio de información, ejecución de aplicaciones, entre otros)
  • CE c) Se ha descrito el concepto de edge computing y su relación con la cloud/nube
  • CE d) Se han definido los conceptos de fog y mist y sus zonas de aplicación en el conjunto
  • CE e) Se han identificado las ventajas que proporciona la utilización de la cloud/nube en los sistemas conectados

1.1 ¿Qué es Cloud Computing?

Cloud Computing es un modelo de prestación de servicios de tecnología de la información que permite el acceso bajo demanda a un conjunto compartido de recursos informáticos configurables (redes, servidores, almacenamiento, aplicaciones y servicios) que pueden ser aprovisionados y liberados rápidamente con un esfuerzo de gestión mínimo.

☁️ Características Esenciales del Cloud Computing

  • Autoservicio bajo demanda: Los usuarios pueden aprovisionar recursos automáticamente
  • Acceso amplio a la red: Disponible a través de estándares de red
  • Agrupación de recursos: Recursos compartidos para múltiples usuarios
  • Elasticidad rápida: Capacidad de escalar recursos según demanda
  • Servicio medido: Monitoreo y control del uso de recursos

2. Niveles de la Cloud/Nube

2.1 Modelos de Servicio (Service Models)

🖥️ IaaS - Infrastructure as a Service

  • Servidores virtuales
  • Almacenamiento
  • Redes
  • Sistemas operativos
  • Control total del usuario

⚙️ PaaS - Platform as a Service

  • Entornos de desarrollo
  • Bases de datos
  • Middleware
  • Herramientas de desarrollo
  • Gestión de la infraestructura

📱 SaaS - Software as a Service

  • Aplicaciones completas
  • Interfaz de usuario
  • Acceso vía navegador
  • Mantenimiento incluido
  • Actualizaciones automáticas

2.2 Modelos de Despliegue (Deployment Models)

☁️ Nube Pública

Servicios disponibles para el público general, propiedad de proveedores de servicios cloud

🏢 Nube Privada

Infraestructura exclusiva para una organización, gestionada internamente o por terceros

🔀 Nube Híbrida

Combinación de nubes públicas y privadas, permite portabilidad de datos y aplicaciones

👥 Nube Comunitaria

Infraestructura compartida por varias organizaciones con intereses comunes

3. Principales Funciones de la Cloud/Nube

3.1 Funciones Core

⚙️ Funciones Principales

  • Procesamiento de datos: Análisis, transformación y cálculo de grandes volúmenes de información
  • Intercambio de información: Compartir datos entre sistemas, usuarios y organizaciones
  • Ejecución de aplicaciones: Hosting y ejecución de software empresarial
  • Almacenamiento: Guardado seguro y escalable de datos
  • Backup y recuperación: Copias de seguridad y restauración de datos

3.2 Aplicaciones Específicas

📊 Big Data Analytics

  • Procesamiento de grandes volúmenes
  • Análisis en tiempo real
  • Machine Learning
  • Visualización de datos

🔄 Integración de Sistemas

  • APIs y microservicios
  • Middleware en la nube
  • Conectores empresariales
  • Orquestación de procesos

🌐 Comunicaciones

  • Videoconferencias
  • Mensajería empresarial
  • Colaboración en tiempo real
  • Compartir archivos

4. Edge Computing y su Relación con la Nube

4.1 ¿Qué es Edge Computing?

🌐 Concepto de Edge Computing

Edge Computing es un paradigma de computación distribuida que acerca el procesamiento y almacenamiento de datos a la fuente de los datos, reduciendo la latencia y mejorando el rendimiento de las aplicaciones.

4.2 Arquitectura Edge-Cloud

🏗️ Arquitectura Híbrida Edge-Cloud

☁️ Cloud Computing (Procesamiento pesado, almacenamiento masivo)
🌫️ Fog Computing (Procesamiento intermedio, agregación de datos)
🌐 Edge Computing (Procesamiento local, respuesta en tiempo real)
📱 Dispositivos IoT (Sensores, actuadores, recolección de datos)

4.3 Ventajas del Edge Computing

✅ Beneficios del Edge Computing

  • Latencia reducida: Procesamiento local para aplicaciones críticas
  • Ancho de banda optimizado: Menos datos enviados a la nube
  • Disponibilidad mejorada: Funcionamiento offline
  • Privacidad de datos: Procesamiento local sensible
  • Escalabilidad: Distribución de carga computacional

4.4 Casos de Uso en Mantenimiento Electrónico

🔧 Mantenimiento Predictivo

Análisis local de vibraciones y temperatura para detección temprana de fallos

📡 Redes Industriales

Procesamiento de datos de sensores en tiempo real para control de procesos

🚨 Sistemas de Alerta

Detección inmediata de anomalías sin depender de conectividad

5. Fog Computing y Mist Computing

5.1 Fog Computing

🌫️ Fog Computing - La Capa Intermedia

Fog Computing extiende la computación en la nube hasta el borde de la red, proporcionando capacidades de computación, almacenamiento y servicios de red entre dispositivos IoT y centros de datos en la nube.

5.2 Características del Fog Computing

  • Proximidad geográfica: Cerca de los dispositivos IoT
  • Latencia baja: Respuesta rápida a eventos
  • Ubicación distribuida: Múltiples nodos fog
  • Escalabilidad horizontal: Fácil expansión
  • Interoperabilidad: Compatible con cloud y edge

5.3 Mist Computing

💨 Mist Computing - La Capa Más Cercana

Mist Computing es la capa más cercana a los dispositivos IoT, donde el procesamiento se realiza directamente en los dispositivos o en gateways muy próximos, proporcionando la menor latencia posible.

5.4 Zonas de Aplicación

🏭 Industria 4.0

  • Control de procesos en tiempo real
  • Monitoreo de equipos
  • Optimización de producción
  • Mantenimiento predictivo

🏥 Salud Digital

  • Monitoreo de pacientes
  • Dispositivos médicos conectados
  • Telemedicina
  • Análisis de datos de salud

🚗 Vehículos Autónomos

  • Procesamiento de sensores
  • Toma de decisiones en tiempo real
  • Comunicación V2V/V2I
  • Navegación autónoma

6. Ventajas y Desventajas del Uso de la Nube

6.1 Ventajas del Cloud Computing

✅ Ventajas Principales

  • Escalabilidad: Recursos ajustables según demanda
  • Costos reducidos: Pago solo por lo que se usa
  • Accesibilidad: Acceso desde cualquier lugar
  • Mantenimiento: Gestión por parte del proveedor
  • Actualizaciones: Mejoras automáticas
  • Disponibilidad: Alta disponibilidad y redundancia

6.2 Desventajas y Riesgos

⚠️ Desventajas y Consideraciones

  • Dependencia de internet: Requiere conectividad estable
  • Seguridad: Datos en servidores externos
  • Privacidad: Control limitado sobre datos
  • Costos ocultos: Gastos adicionales no previstos
  • Vendor lock-in: Dependencia del proveedor
  • Latencia: Retrasos en aplicaciones críticas

6.3 Estrategias de Mitigación

🛡️ Seguridad

Encriptación, autenticación multifactor, auditorías regulares

🔄 Redundancia

Múltiples proveedores, backups locales, planes de contingencia

📊 Monitoreo

Herramientas de observabilidad, alertas, métricas de rendimiento

7. Cloud Computing y Rentabilidad Empresarial

7.1 Modelos de Costos

💰 Modelos de Pago en la Nube

  • Pay-as-you-go: Pago por uso real
  • Reserved instances: Descuentos por compromiso a largo plazo
  • Spot instances: Precios dinámicos por disponibilidad
  • Freemium: Niveles gratuitos con limitaciones

7.2 Beneficios Financieros

📈 Impacto en la Rentabilidad

  • Reducción de CAPEX: Menos inversión en infraestructura
  • Optimización de OPEX: Gastos operativos predecibles
  • Time-to-market: Lanzamiento más rápido de productos
  • Escalabilidad económica: Crecimiento sin grandes inversiones
  • ROI mejorado: Retorno de inversión más rápido

7.3 Métricas de Rentabilidad

📊 TCO (Total Cost of Ownership)

Análisis completo de costos incluyendo hardware, software, personal y mantenimiento

⚡ ROI (Return on Investment)

Medición del retorno de la inversión en tecnologías cloud

📈 Payback Period

Tiempo necesario para recuperar la inversión inicial

8. Cloud Computing y Sostenibilidad

8.1 Impacto Ambiental Positivo

🌱 Beneficios Ambientales

  • Eficiencia energética: Centros de datos optimizados
  • Consolidación de recursos: Menor consumo por usuario
  • Energías renovables: Proveedores comprometidos con la sostenibilidad
  • Reducción de residuos: Menos hardware obsoleto
  • Movilidad sostenible: Menos desplazamientos físicos

8.2 Iniciativas de Sostenibilidad

🌍 Google Cloud

  • Carbon neutral desde 2007
  • 100% energía renovable
  • Compromiso carbono negativo

☁️ Microsoft Azure

  • Carbon negative para 2030
  • Agua positiva para 2030
  • Zero waste para 2030

🟠 Amazon Web Services

  • Net zero carbon para 2040
  • 100% energía renovable para 2025
  • Water positive para 2030

9. Incidentes de Ciberseguridad en la Nube

9.1 Principales Amenazas

🚨 Amenazas Comunes

  • Data breaches: Acceso no autorizado a datos
  • Account hijacking: Secuestro de cuentas
  • Insider threats: Amenazas internas
  • DDoS attacks: Ataques de denegación de servicio
  • Malware: Software malicioso
  • API vulnerabilities: Vulnerabilidades en interfaces

9.2 Estrategias de Protección

🛡️ Medidas de Seguridad

  • Encriptación: Datos en tránsito y en reposo
  • Autenticación multifactor: Verificación en múltiples pasos
  • Monitoreo continuo: Detección de anomalías
  • Backup y recuperación: Planes de contingencia
  • Auditorías regulares: Evaluación de seguridad
  • Formación del personal: Concienciación en seguridad

9.3 Casos de Estudio

🔒 Capital One (2019)

Brecha de datos que afectó a 100 millones de clientes por configuración incorrecta de firewall

☁️ SolarWinds (2020)

Ataque de cadena de suministro que comprometió múltiples organizaciones

🏢 Colonial Pipeline (2021)

Ataque de ransomware que paralizó infraestructura crítica

📊 Resumen de Resultados de Aprendizaje y Criterios de Evaluación

🎯 RA3 - Sistemas Cloud/Nube (20%)

CE a-e: Niveles, funciones, edge computing, fog/mist, ventajas

Evaluación: 2ª Evaluación (6h)