¿Qué es la alta disponibilidad en la computación en nube?

Alta disponibilidad (HA) en la computación en nube significa garantizar que los servicios y las aplicaciones estén siempre en funcionamiento, incluso si algo va mal. Implica disponer de sistemas de copia de seguridad, cambiar automáticamente a esas copias si se produce un problema y repartir los recursos entre distintas ubicaciones para evitar tiempos de inactividad. Esto garantiza que los usuarios puedan acceder siempre a los servicios sin interrupciones.

¿Qué es la arquitectura de alta disponibilidad?

La arquitectura de alta disponibilidad es un enfoque de diseño que garantiza que un sistema o aplicación esté siempre disponible y accesible para los usuarios, incluso en caso de fallo de hardware o software, cortes de red u otras interrupciones. La arquitectura de alta disponibilidad pretende minimizar el tiempo de inactividad y garantizar que el sistema pueda recuperarse rápidamente de los fallos, reduciendo el impacto en los usuarios y la empresa.

Algunas técnicas comunes utilizadas en la arquitectura de HA incluyen:

    • Agrupación: Agrupación de varios servidores o nodos para proporcionar redundancia y capacidad de conmutación por error.
    • Equilibrio de la carga: Distribuir el tráfico entrante entre varios nodos para garantizar que ninguno de ellos se vea desbordado y se convierta en un único punto de fallo.
    • Replicación: Duplicación de datos o servicios en varios nodos para garantizar su disponibilidad aunque falle uno de ellos.
    • Redundancia: Implantar componentes o sistemas duplicados para garantizar que siempre haya una copia de seguridad disponible en caso de fallo.
    • Tolerancia a fallos: Diseñar sistemas que sigan funcionando aunque fallen uno o varios componentes.
    • Autoescalado: Añadir o eliminar nodos automáticamente para adaptarse a los cambios en la demanda de trabajo, garantizando que el sistema pueda gestionar el aumento del tráfico o la demanda.
    • Recuperación en caso de catástrofe: Aplicar planes y procedimientos para recuperarse de fallos catastróficos o desastres que afecten a todo el sistema.

¿Por qué es importante la alta disponibilidad?

La alta disponibilidad garantiza que los sistemas, aplicaciones y servicios críticos estén siempre accesibles y disponibles para usuarios, clientes y empresas. He aquí algunas razones por las que la HA es importante:

    • Protección de los ingresos: El tiempo de inactividad puede suponer una importante pérdida de ingresos, especialmente para comercio electrónico, financieroy otros negocios en línea. HA garantiza que los sistemas permanezcan disponibles, minimizando el riesgo de pérdida de ventas e ingresos.
    • Satisfacción del cliente: Los usuarios esperan un acceso ininterrumpido a los servicios y aplicaciones. La HA garantiza que los clientes puedan acceder a lo que necesitan cuando lo necesitan, lo que mejora la satisfacción y la fidelidad de los clientes en general.
    • Continuidad de negocio: La HA garantiza que las empresas funcionen sin problemas incluso si algo se rompe. Esto es clave para las empresas que dependen en gran medida de la tecnología.
    • Reputación de marca: Los tiempos de inactividad o las interrupciones frecuentes pueden dañar la reputación de una empresa y erosionar la confianza de los clientes. La HA ayuda a mantener una imagen de marca positiva garantizando que los servicios estén siempre disponibles.
    • Mejora de la productividad: HA garantiza que los empleados dispongan de las herramientas necesarias para realizar su trabajo, evitando obstáculos y permitiéndoles maximizar la productividad.

¿Cómo funciona la alta disponibilidad?

Para ilustrar cómo funciona la alta disponibilidad, imaginemos una situación en la que un sitio web de comercio electrónico con mucho tráfico debe estar disponible 24 horas al día, 7 días a la semana.

Este sitio web en concreto funciona con varios servidores, de modo que si uno de ellos falla, otros toman inmediatamente el relevo, manteniendo el sitio en perfecto funcionamiento. Estos servidores están repartidos en diferentes centros de datos de distintas ubicaciones, por lo que si uno de ellos experimenta un problema, el sitio web sigue funcionando.

En este escenario, los sistemas automatizados de conmutación por error detectan los problemas del servidor y cambian rápidamente a los usuarios a servidores de reserva sin intervención manual. Los equilibradores de carga distribuyen el tráfico uniformemente entre todos los servidores, evitando que uno solo se sobrecargue.

Mediante el uso de estos métodos -redundancia de servidores, distribución geográfica, conmutación por error automatizada y equilibrio de carga-, el concurrido sitio web de comercio electrónico se mantiene fiable y accesible, proporcionando una experiencia fluida a los usuarios y garantizando que puedan acceder a sus productos favoritos en todo momento.

Alta disponibilidad frente a recuperación en caso de catástrofe

La alta disponibilidad y la recuperación en caso de catástrofe son conceptos relacionados pero distintos en la planificación informática y de continuidad de la actividad. Aquí tienes una tabla con las diferencias entre HA y DR:

Característica Alta disponibilidad Recuperación en caso de catástrofe
Enfoque Garantizar el funcionamiento continuo de un sistema o aplicación específicos Garantizar el restablecimiento de las operaciones y sistemas críticos de la empresa tras una catástrofe.
Objetivo Minimice el tiempo de inactividad y garantice un funcionamiento continuo Restablecer las operaciones y los sistemas de la empresa lo antes posible con la mínima pérdida de datos
Técnicas Redundancia, equilibrio de carga, conmutación por error, replicaciónagrupación Copia de seguridad y restauración de datos, replicación de sistemas, recuperación basada en la nube, planificación de la gestión de crisis
Alcance Sistema o aplicación específicos Toda la organización y sus operaciones críticas
Marco temporal Medida en minutos u horas Medido en días, semanas o meses
Objetivo Funcionamiento continuo Garantizar la continuidad de la actividad y minimizar el impacto de una catástrofe
Disparador Fallo de hardware o software, interrupción de la red u otras perturbaciones Catástrofes naturales, ciberataques, fallos graves del sistema u otros sucesos catastróficos.

La HA garantiza el funcionamiento continuo de un sistema o aplicación específicos, mientras que la DA consiste en restablecer las operaciones y sistemas críticos de la empresa tras un suceso catastrófico.

Conceptos de alta disponibilidad

Una arquitectura de alta disponibilidad se basa en varios conceptos clave para mantener los sistemas operativos con un tiempo de inactividad mínimo. Estos conceptos son:

Redundancia: Uso de múltiples instancias de componentes críticos para que, si uno falla, otros puedan tomar el relevo.

Failover: Cambio automático a sistemas de reserva cuando falla un componente primario para garantizar la continuidad del servicio.

Equilibrio de carga: Distribuir el tráfico uniformemente entre los servidores para evitar que uno solo se sobrecargue.

Distribución geográfica: Distribución de los recursos en distintos lugares para protegerlos de fallos localizados, como catástrofes naturales.

Escalado automático: Ajustar el número de recursos en función de la demanda actual para gestionar los picos de tráfico y optimizar el rendimiento

Supervisión y alertas: Seguimiento continuo del estado del sistema y envío de alertas para la rápida resolución de problemas.

Copia de seguridad y replicación de datos: Realización periódica de copias de seguridad y réplicas de datos para evitar pérdidas y garantizar la disponibilidad.

Chequeos médicos y autocuración: Comprobación periódica de los sistemas y solución automática de problemas para minimizar la intervención manual

Estos conceptos funcionan conjuntamente para mantener un servicio fiable y continuo.

Requisitos y mejores prácticas de alta disponibilidad

Para lograr una alta disponibilidad, necesita implantar estrategias y buenas prácticas que garanticen que sus sistemas son resistentes, fiables y capaces de funcionar continuamente, incluso en caso de fallos o interrupciones. Esta implantación implica una combinación de redundancia, distribución geográfica, automatización y supervisión periódica. Estos son los pasos clave para crear una arquitectura de alta disponibilidad que minimice el tiempo de inactividad y mantenga una disponibilidad constante del servicio.

Cómo lograr una alta disponibilidad 

Para conseguir HA, céntrese en unas pocas estrategias básicas para garantizar que sus sistemas estén siempre operativos:

    • Utilice recursos redundantes: Despliegue múltiples instancias de servidores, bases de datos y componentes críticos para evitar puntos únicos de fallo. De este modo, si una pieza falla, otra puede tomar el relevo inmediatamente.
    • Distribuir en múltiples ubicaciones: Distribuya sus recursos entre distintos centros de datos o regiones geográficas para protegerse de fallos localizados, como cortes de electricidad o catástrofes naturales.
    • Implantar la conmutación por error y el equilibrio de carga automatizados: Configure sistemas automáticos de conmutación por error para pasar a los recursos de reserva en caso de fallo y utilice equilibradores de carga para distribuir el tráfico entre los servidores, manteniendo el rendimiento y la disponibilidad de manera uniforme.
    • Supervisar continuamente: Utilice herramientas de supervisión para detectar problemas en una fase temprana y establecer alertas para cualquier problema potencial, de modo que pueda resolverlo rápidamente.
    • Copias de seguridad y pruebas periódicas: Haga copias de seguridad periódicas de los datos críticos y pruebe su configuración de HA para asegurarse de que los mecanismos de conmutación por error y los procesos de recuperación funcionan eficazmente.

Si se centra en estas áreas clave, podrá crear una infraestructura de nube fiable y de alta disponibilidad que minimice el tiempo de inactividad y proporcione un servicio constante a sus usuarios.

Cómo medir la disponibilidad

Medir la disponibilidad implica calcular el porcentaje de tiempo que un sistema, servicio o aplicación está operativo y accesible para los usuarios durante un periodo determinado. La disponibilidad suele expresarse en porcentaje, lo que indica la frecuencia con la que el sistema funciona.

Medir la disponibilidad

    • Comprender la fórmula de la disponibilidad
      Puede calcular la disponibilidad mediante esta fórmula:

    • Tiempo de actividad: El tiempo total que el sistema está operativo y disponible
    • Tiempo de inactividad: El tiempo total que el sistema no está disponible o no funciona como se esperaba.
    • Definir el periodo de medición
      Elija un periodo específico para medir la disponibilidad, como una hora, un día, un mes o un año. Este periodo le ayuda a comprender el rendimiento del sistema a lo largo del tiempo y a identificar patrones o tendencias en la disponibilidad.
    • Supervisar y registrar el tiempo de actividad y de inactividad
      Utiliza herramientas y software de supervisión para controlar y registrar continuamente el tiempo de actividad y de inactividad del sistema. Estas herramientas pueden detectar automáticamente interrupciones, problemas de rendimiento y cualquier incidente que cause tiempo de inactividad.
    • Calcular el tiempo de inactividad
      Determina el tiempo total de inactividad durante el periodo elegido. El tiempo de inactividad incluye tanto las interrupciones planificadas (por ejemplo, mantenimiento) como las no planificadas. El tiempo de inactividad no planificado suele ser el centro de atención de las métricas de disponibilidad, pero también se pueden calcular métricas independientes para cada uno.
    • Porcentaje de disponibilidad informática
      Introduce los valores de tiempo de actividad y tiempo de inactividad en la fórmula de disponibilidad para calcular el porcentaje. Por ejemplo, si un sistema está inactivo 30 minutos al mes (43.200 minutos), la fórmula sería la siguiente:

    • Determinar el objetivo de disponibilidad
      Compare la disponibilidad calculada con su objetivo o acuerdo de nivel de servicio (SLA). Un objetivo común para los sistemas de HA es "cinco nueves", o una disponibilidad del 99,999%, lo que se traduce en menos de 5,26 minutos de inactividad al año.

Métricas comunes de disponibilidad

    • Tres nueves (99,9%): Menos de 8,76 horas de inactividad al año
    • Cuatro nueves (99,99%): Menos de 52,56 minutos de inactividad al año
    • Cinco nueves (99,999%): Menos de 5,26 minutos de inactividad al año

Medir la disponibilidad implica calcular el porcentaje de tiempo de actividad mediante una fórmula sencilla y supervisar el sistema continuamente. El seguimiento de esta métrica permite evaluar en qué medida el sistema cumple sus objetivos de disponibilidad e identificar áreas de mejora.

Principales conclusiones y recursos

Para garantizar una alta disponibilidad, céntrese en la redundancia utilizando instancias de copia de seguridad para los componentes críticos y automatizando la conmutación por error para minimizar el tiempo de inactividad. Aplique el equilibrio de carga para distribuir el tráfico y repartir los recursos entre varias ubicaciones y protegerse de fallos localizados. Utilice el escalado automático para gestionar las fluctuaciones de la demanda, supervise continuamente el estado del sistema y realice copias de seguridad y réplicas de los datos con regularidad. Además, pruebe los procesos de conmutación por error e incorpore mecanismos de autorreparación para resolver los problemas con prontitud.

Recursos

Puede ampliar sus conocimientos sobre este tema leyendo estos artículos:

Autor

Publicado por Tyler Mitchell - Director de Marketing de Producto

Trabaja como Gerente Senior de Marketing de Producto en Couchbase, ayudando a llevar el conocimiento sobre los productos a la luz pública, mientras que también apoya a nuestros equipos de campo con contenido valioso. Su pasión personal es todo lo geoespacial, habiendo trabajado en GIS durante la mitad de su carrera. Ahora la IA y la búsqueda vectorial son lo primero en lo que piensa.

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