¿Qué es el almacenamiento nativo en la nube?

El almacenamiento nativo en la nube es una infraestructura definida por software y lista para contenedores que escala automáticamente, se integra perfectamente con Kubernetes y proporciona acceso persistente a datos en entornos distribuidos. A diferencia del almacenamiento tradicional vinculado al hardware físico, el almacenamiento nativo en la nube abstrae recursos a través del software, permitiendo flexibilidad, automatización y resiliencia para las arquitecturas de microservicios. Las aplicaciones modernas exigen un almacenamiento tan dinámico como las cargas de trabajo que soportan, y el almacenamiento nativo en la nube responde a esa demanda.

¿Qué es el almacenamiento nativo en la nube (cloud native storage, CNS)?

El almacenamiento nativo en la nube es un almacenamiento definido por software diseñado específicamente para contenedores, microservicios y cargas de trabajo dinámicas. Abstrae el hardware físico mediante software, expone el almacenamiento a Kubernetes mediante la Interfaz de Almacenamiento de Contenedores (CSI) y proporciona volúmenes persistentes que siguen los ciclos de vida de las aplicaciones. El CNS enfatiza la automatización, la portabilidad y la elasticidad, por lo que el almacenamiento crece, se reduce y se autorrepara al ritmo de la plataforma y la aplicación.

Cómo funciona el almacenamiento nativo en la nube

El almacenamiento nativo en la nube funciona mediante cinco mecanismos principales: abstracción, integración con Kubernetes, operaciones orientadas a políticas, resiliencia y portabilidad.

• Abstracción — El almacenamiento se desacopla del hardware mediante capas definidas por software, agrupando recursos entre nodos y clústeres.

• Integración con Kubernetes — Los controladores CSI permiten aprovisionamiento dinámico, expansión de volúmenes (para elasticidad operativa), anexión/desacoplamiento, instantáneas, gestión del ciclo de vida para reclamaciones de volumen persistente (PVCs, solicitudes de almacenamiento a nivel pod), las cuales se asignan a Volúmenes Persistentes (PVs, recursos de almacenamiento de clúster).

• Operaciones orientadas a políticas — Las StorageClasses definen políticas de rendimiento, resiliencia y colocación para que los desarrolladores soliciten lo que necesitan mientras la plataforma decide cómo cumplirlo.

• Resiliencia — La replicación, la auto-recuperación y la colocación basada en políticas protegen los datos entre nodos/clústeres.

• Portabilidad — Los datos y las políticas siguen las cargas de trabajo en entornos locales, híbridos y multicloud.

Características clave del almacenamiento nativo en la nube 

El almacenamiento nativo en la nube se define por seis características clave: consistencia, durabilidad, disponibilidad, escalabilidad, rendimiento y despliegue.

• Consistencia — Los sistemas distribuidos utilizan replicación y consenso para mantener los datos sincronizados entre nodos; Las aplicaciones pueden basarse en una semántica predecible de lectura/escritura.

• Durabilidad — La redundancia entre nodos y zonas protege contra fallos de hardware y software, asegurando que no se pierdan datos.

• Disponibilidad — La auto-reparación, la conmutación por error y la colocación consciente de la topología minimizan el tiempo de inactividad y mantienen el acceso durante actualizaciones o fallos.

• Escalabilidad — Escalar horizontalmente la capacidad y el rendimiento añadiendo nodos sin interrupciones en el servicio; La automatización se encarga del equilibrio y la colocación.

• Rendimiento — El almacenamiento en caché, el tiering (flash/disco/objeto) y la colocación inteligente optimizan el rendimiento de E/S y la latencia para cargas de trabajo diversas. Las canalizaciones de aprendizaje automático requieren almacenamiento de alto rendimiento para entrenar conjuntos de datos y escalado elástico para clústeres de GPU. El CNS soporta estas cargas de trabajo dinámicas de forma fluida, lo que resulta clave para acelerar las cargas de trabajo de IA nativas en la nube.

• Despliegue — Integración nativa de Kubernetes a través de CSI, StorageClasses y otras primitivas de Kubernetes para permitir una gestión del ciclo de vida sin intervención y flujos de trabajo amigables con GitOps.

Tipos de almacenamiento nativo en la nube

Existen cuatro tipos principales de almacenamiento nativo en la nube: almacenamiento de objetos, almacenamiento por bloques, almacenamiento compartido de archivos y almacenamiento efímero.

• Almacenamiento de objetos — Altamente escalable y diseñado para datos no estructurados, como copias de seguridad, medios, archivos y conjuntos de datos de IA. 

• Almacenamiento por bloques — Volúmenes de baja latencia para bases de datos/aplicaciones transaccionales. 

• Almacenamiento compartido de archivos — Acceso RWX para aplicaciones que necesitan lecturas/escrituras concurrentes. Los equipos de desarrollo utilizan CNS para sistemas de archivos RWX compartidos para almacenar artefactos de construcción y registros en múltiples pods en las canalizaciones CI/CD.

• Almacenamiento efímero — Scratch/caché rápido, a nivel de pod; a diferencia del almacenamiento persistente, está directamente ligado al ciclo de vida del Pod, lo que significa que se pierden datos si el Pod se elimina o falla.

Componentes principales de una arquitectura de almacenamiento nativo en la nube

Una arquitectura de almacenamiento nativo en la nube consta de tres componentes principales: la gestión nativa de bases de datos en la nube, el sistema de archivos nativo en la nube (CNFS) y la protección de datos nativa en la nube.

Gestión nativa de bases de datos en la nube

Las bases de datos en entornos cloud native se benefician de un despliegue contenedorizado, aprovisionamiento rápido y escalado elástico, algo fundamental para la agilidad y la resiliencia. Sin embargo, gestionar datos con estado entre microservicios distribuidos introduce complejidad en torno a la replicación, la conmutación por error y la consistencia del rendimiento. El parcheo manual, las copias de seguridad y la puesta a punto consumen tiempo y suponen riesgos.

Nutanix Database Service (NDB) agiliza las operaciones mediante aprovisionamiento, parcheo, copia de seguridad/recuperación y optimización del rendimiento automatizados en entornos híbridos y multicloud . Al centralizar la gobernanza y las políticas, NDB ayuda a los equipos a mantener el cumplimiento mientras reduce el trabajo rutinario.

Sistema de archivos nativo en la nube (CNFS)

Un CNFS es un sistema de archivos distribuido y escalable optimizado para microservicios y cargas de trabajo de contenedores. Permite el acceso persistente y compartido (RWX) a archivos entre pods y clústeres —soportando aplicaciones de contenido, pipelines de análisis y artefactos CI/CD— con un escalado fluido y alta disponibilidad.

Protección de datos nativa en la nube

La protección en entornos cloud native se centra en copias de seguridad continuas, instantáneas inmutables, replicación y recuperación basada en políticas a través de nubes utilizando una configuración específica de la aplicación. Las aplicaciones y su estado deberían moverse como una sola entidad portátil para una verdadera movilidad entre nubes. El versionado protege contra cambios accidentales; la automatización reduce el error humano y mejora el Objetivo de Tiempo de Recuperación (RTO)/ Objetivo del Punto de Recuperación (RPO). Una estrategia robusta incluye copias de seguridad fuera del sitio, pruebas periódicas de recuperación y controles listos para ransomware (inmutabilidad, cifrado, acceso basado en roles).

Ventajas del almacenamiento nativo en la nube

El almacenamiento nativo en la nube transforma la forma en que las organizaciones gestionan los datos en entornos contenedores:

• Escalabilidad y elasticidad — El almacenamiento nativo en la nube escala automáticamente con las cargas de trabajo, permitiendo que la capacidad se expanda o se reduzca sin intervención manual. Esta elasticidad garantiza que las aplicaciones puedan gestionar picos de tráfico o cambios de recursos de forma eficiente. 

Ejemplo: Los grandes sitios de comercio electrónico experimentan picos de tráfico durante las ventas estacionales. El almacenamiento nativo en la nube permite la escalada automática de los recursos de almacenamiento para gestionar aumentos repentinos de transacciones y actualizaciones del catálogo de productos sin inactividad.

• Rendimiento y fiabilidad — Ofrece un rendimiento consistente en entornos distribuidos, incluso cuando las cargas de trabajo cambian entre nodos o clústeres. Mecanismos integrados como la colocación inteligente de datos y la caché optimizan las operaciones de E/S para un alto rendimiento y baja latencia. Los estudios muestran que los despliegues de almacenamiento nativo en la nube logran un rendimiento de consulta un 31% más rápido y una latencia un 27% menor, proporcionando mejoras medibles en rendimiento para aplicaciones con estado. 

Ejemplo: los bancos y las fintech ejecutan aplicaciones con estado como pasarelas de pago y sistemas de detección de fraude que requieren almacenamiento de baja latencia y alto rendimiento. El CNS garantiza un rendimiento consistente entre clústeres distribuidos, incluso durante eventos de conmutación por error.

• Portabilidad — El almacenamiento nativo en la nube permite que las cargas de trabajo se muevan libremente entre nubes privadas, públicas e híbridas sin perder el acceso a datos persistentes. Esta portabilidad apoya estrategias multicloud y simplifica la planificación de la recuperación ante desastres.

Ejemplo: Las organizaciones que modernizan aplicaciones heredadas suelen ejecutar cargas de trabajo de desarrollo en nubes públicas para mayor elasticidad, manteniendo la producción local para control y seguridad. La portabilidad de CNS garantiza que las bases de datos de desarrollo, los almacenes de configuración y el estado persistente de la aplicación permanezcan sincronizados tanto si la carga de trabajo se ejecuta en AWS, Azure como en el centro de datos privado. Esto acelera la modernización sin sacrificar la coherencia y la estabilidad.

• Eficiencia de costes — La automatización y la optimización de recursos reducen la necesidad de sobreaprovisionamiento, reduciendo los costes de infraestructura. La provisión dinámica garantiza que los recursos de almacenamiento se asignen solo cuando se necesiten, mejorando la utilización global. Según el informe IDC Business Value of Nutanix Cloud Platform, las organizaciones reportan costes de infraestructura un 41% más bajos gracias a una utilización eficiente de los recursos, con un ahorro de 1,47 millones de dólares al año en recursos de cómputo y almacenamiento típicos de despliegues empresariales.

Ejemplo: los proveedores SaaS a menudo sobreprovisionan almacenamiento para evitar inactividad durante el uso pico. Con el almacenamiento nativo en la nube, la provisión dinámica y la escalonación automatizada aseguran que los recursos se asignen solo cuando se necesiten, reduciendo la capacidad inactiva y disminuyendo los costes de infraestructura.

• Resiliencia de datos — Con replicación y tolerancia a fallos integradas, el almacenamiento nativo en la nube protege los datos frente a fallos de hardware y caídas de nodos. Estas características garantizan una alta disponibilidad y durabilidad para despliegues híbridos y distribuidos.

Ejemplo: los hospitales e instituciones de investigación necesitan almacenamiento seguro y resistente para los registros de pacientes y los datos de imagen. CNS proporciona funciones de replicación, cifrado y cumplimiento para cumplir con los requisitos del RGPD y otros marcos regulatorios sectoriales.

Errores comunes a evitar

Los errores más comunes al implementar almacenamiento nativo en la nube son siete: tratar todos los contenedores como efímeros, desajustar el tipo de almacenamiento con el formato de datos, ignorar las clases de rendimiento, sobreaprovisionar niveles costosos, depender de una sola nube, pasar por alto los modos de acceso y descuidar la copia de seguridad.

• Tratar todos los contenedores como efímeros — Las aplicaciones con estado requieren volúmenes persistentes y una gestión cuidadosa de los datos.

• Desajuste del tipo de almacenamiento con el formato de datos — Ignorar las características de los datos al seleccionar los tipos de almacenamiento (objeto, bloque, archivo) resulta en una degradación del rendimiento e ineficiencia de costes.

• Ignorar las clases de rendimiento de almacenamiento — Que no coincidan los requisitos de E/S con los niveles (por ejemplo, bases de datos en almacenamiento en frío) conduce a latencia e inestabilidad.

• Sobreaprovisionamiento de niveles de almacenamiento costosos — Almacenar datos poco accesibles en niveles de alto rendimiento infla los costes. Implementar políticas de escalonamiento para ajustar el coste a los patrones de acceso.

• Dependencia del almacenamiento en una sola nube — El acoplamiento estrecho crea bloqueo y limita la portabilidad y la resiliencia.

• Pasar por alto los modos de acceso — La confusión entre ReadWriteOnce (RWO) y ReadWriteMany (RWX) causa conflictos de planificación y problemas de disponibilidad.

• Descuidar la copia de seguridad y la recuperación de datos — La replicación no es una estrategia completa de recuperación de datos; También se requieren copias de seguridad, inmutabilidad y orquestación por conmutación por error.

Consideraciones de planificación del almacenamiento (lista de comprobación)

La planificación del almacenamiento nativo en la nube debe cubrir ocho consideraciones clave: capacidad y crecimiento, rendimiento y monitorización, protocolos, costes, multiprocesamiento, integración, seguridad y cumplimiento, y preparación operativa.

• Planificación de capacidades y modelado de crecimiento — Requisitos de referencia, proyecciones futuras, capacidad de amortiguamiento

• Línea base de rendimiento y monitorización — Benchmarks, SLAs, enfoques de pruebas de carga

• Soporte y compatibilidad de protocolos — Protocolos requeridos (iSCSI, NFS, S3, CSI), consistencia entre entornos, características de rendimiento

• Gestión y optimización de costes — análisis de TCO, estrategias de escalonamiento, ajuste de tamaño

• Multiprocesamiento y aislamiento — Límites de inquilinos, cuotas, prevención de vecinos ruidosos

• Integración y compatibilidad — Requisitos de aplicación, rutas de migración, validación de copias de seguridad

• Seguridad y cumplimiento — Consideraciones de cifrado, RBAC y soberanía de datos

• Preparación operativa — Documentación, entrenamiento, contratos de apoyo

Guía rápida de decisiones

Utilice esta guía de seis decisiones clave para dimensionar el almacenamiento nativo en la nube: modo de acceso, clase de rendimiento, requisitos de consistencia, nivel de protección de datos, seguridad y cumplimiento, y objetivos de coste.

• Modo acceso — ¿Necesita la carga de trabajo ReadWriteOnce (RWO) o ReadWriteMany (RWX)? 

• Clase de rendimiento — Ajustar el perfil de E/S (IOPS, rendimiento, latencia) al nivel de almacenamiento (NVMe / SSD / HDD / Objeto).

• Requisitos de consistencia — Definir semántica de lectura/escritura y factores de replicación por carga de trabajo.

• Nivel de protección de datos — Incluye instantáneas, copias de seguridad, replicación, inmutabilidad y objetivos de recuperación probados (RPO/RTO).

• Seguridad y cumplimiento — Asegura el cifrado, el aislamiento de los inquilinos, las auditorías y los controles de localidad de datos.

• Objetivos de coste — Optimiza con provisión dinámica, auto-tinaje y políticas de ciclo de vida.

Almacenamiento nativo en la nube con Nutanix

Nutanix ofrece cuatro soluciones para el almacenamiento nativo en la nube: Nutanix Cloud Platform, Cloud Native AOS, Nutanix Kubernetes Platform (NKP) y Nutanix Database Service (NDB). Todas se basan en Nutanix AOS, una plataforma de almacenamiento definida por software de nivel empresarial con autorreparación, instantáneas, replicación y optimización adaptativa del rendimiento. Con Cloud Native AOS, esta misma tecnología de almacenamiento probada ahora funciona de forma nativa como contenedores en plataformas como Amazon EKS, integrándose perfectamente con Kubernetes a través de la Interfaz de Almacenamiento de Contenedores (CSI) sin necesidad de un hipervisor. El almacenamiento escala y se autorrepara automáticamente al ritmo de las aplicaciones en entornos híbridos.

Para soportar aún más aplicaciones con estado, Nutanix Database Service (NDB) automatiza la provisión, parcheo y copias de seguridad de bases de datos. Combinadas con las capacidades principales de almacenamiento de objetos, bloques y archivos de Nutanix, estas soluciones permiten a los equipos gestionar datos persistentes sin esfuerzo, gestionar los enormes conjuntos de datos necesarios para las canalizaciones de IA y construir arquitecturas resilientes y automatizadas.

IA y almacenamiento nativo en la nube

El almacenamiento nativo en la nube soporta cargas de trabajo de IA y aprendizaje automático mediante escalabilidad elástica para conjuntos de datos masivos, alto rendimiento para clústeres de GPU y portabilidad de datos entre entornos de entrenamiento e inferencia.

A medida que las empresas adoptan cargas de trabajo de IA y aprendizaje automático, la necesidad de almacenamiento escalable, seguro y de alto rendimiento se vuelve crítica. La infraestructura tradicional a menudo tiene dificultades para soportar los enormes conjuntos de datos y los requisitos de cómputo impulsados por GPU de las pipelines de IA. El almacenamiento nativo en la nube aborda estos desafíos proporcionando escalabilidad elástica, colocación de datos basada en políticas e integración con aceleradores de hardware avanzados.