Conceptos Esenciales de Infraestructura IT y Despliegue de Aplicaciones

Este documento ofrece un resumen completo y detallado de los temas clave abordados en tus presentaciones de clase. Incluye todos los puntos importantes, sin omitir detalles que podrían ser objeto de preguntas en evaluaciones.


📌 Evolución de Modelos de Despliegue de Servicios

ModeloCaracterísticas clave
MainframeTerminales ‘tontas’ conectadas a un computador central (predominante en los años 60 y 70). Caracterizado por texto plano y ausencia de interfaz gráfica.
Servidores físicosRequieren refrigeración controlada. Disponibles en formatos torre (para sucursales pequeñas) y rack (para centros de datos). También existen servidores dedicados (ej. Oracle Exadata).
VirtualizaciónSepara el hardware físico del software mediante hipervisores (KVM, VirtualBox, Hyper-V, VMWare, XEN). Permite ejecutar múltiples sistemas operativos en una única máquina física.
Cloud ComputingOfrece escalabilidad, servicios bajo demanda y un modelo de pago por uso. Proveedores principales: AWS, Azure, GCP. Ejemplos de software para nubes privadas: OpenStack.
KubernetesOrquestador de contenedores que automatiza el despliegue, escalado y gestión de aplicaciones. Utiliza kubectl para su administración. Ventajas clave: escalabilidad, alta disponibilidad, entre otras.
Serverless (FaaS)Permite ejecutar funciones sin la necesidad de gestionar servidores subyacentes. El pago se realiza únicamente por el uso de los recursos. Ejemplos: AWS Lambda, Azure Functions, Google Cloud Functions.

🖥️ Sistemas Operativos para Servidores

SistemaCaracterísticas
Windows ServerInterfaz gráfica, popular en entornos empresariales. Versiones destacadas: 2008 (Fin de Soporte 2020), 2012, 2016, 2019, 2022. Ofrece una fuerte integración con otras tecnologías de Microsoft.
LinuxAmpliamente utilizado por proveedores de servicios y en infraestructuras de nube. Es de código abierto (open source) y se administra principalmente a través de la terminal. Existen diversas distribuciones: comerciales, para IoT, sistemas móviles, embebidos, entre otras.

💽 Particionado y Sistemas de Archivos

SOSistema de Archivos
WindowsNTFS, FAT32 (limitado a 4GB por archivo), exFAT (sin soporte de journaling).
LinuxExt4 (el más popular), BTRFS (soporte para snapshots y volúmenes), XFS (optimizado para archivos grandes), ZFS (desarrollado por Oracle), F2FS (diseñado para SSDs).

⚙️ Comandos de Administración de Sistemas

RecursoComandos
CPUtop, htop, nproc, lscpu
Memoriafree, vmstat
Discoiostat, lsof, iotop, df, du
Rednetstat, iptraf, nethogs
Monitoreo remotoGrafana, Telegraf, InfluxDB (con agentes de recolección), SNMP (con colectores de datos)

🐳 Docker: Contenedorización de Aplicaciones

Ventajas de Docker

  • Modularidad
  • Capas y control de versiones
  • Restauración de versiones
  • Implementación rápida

Conceptos Clave de Docker

  • Imágenes: Se construyen a partir de otras imágenes base o desde DockerHub.
  • Volúmenes: Utilizados para la persistencia de datos fuera del ciclo de vida del contenedor.
  • Dockerfile: Archivo de texto que describe cómo construir una imagen de Docker.
  • Contenedores: Instancias ejecutables de una imagen, efímeros por defecto (a menos que se usen volúmenes).

Prácticas Comunes con Docker

  1. docker run hello-world
  2. docker run -d -p 808X:80 nginx
  3. Edición de contenido dentro de un contenedor.
  4. Añadir persistencia de datos.
  5. Creación de imágenes personalizadas.
  6. Uso de Docker Compose (definición de servicios, redes y volúmenes).
  7. Despliegue de WordPress con y sin persistencia de datos.
  8. Multi-stage builds (construcciones multi-etapa).

☸️ Kubernetes (K8s): Orquestación de Contenedores a Escala

Conceptos Básicos de Kubernetes

  • Plataforma líder para la orquestación de contenedores.
  • Arquitectura distribuida compuesta por nodos maestros (control plane) y nodos trabajadores.

Componentes Principales de Kubernetes

  • Maestro (Control Plane): kube-apiserver, etcd, kube-scheduler, kube-controller-manager.
  • Nodos Trabajadores: kubelet, kube-proxy, Container Runtime (ej. Docker, containerd).

Objetos Fundamentales de Kubernetes

  • Pods: La unidad de despliegue más pequeña, puede contener uno o varios contenedores.
  • Servicios (Services): Abstracciones que exponen un conjunto de Pods y proporcionan estabilidad de red.
  • ConfigMaps y Secrets: Utilizados para almacenar datos de configuración no confidenciales y sensibles, respectivamente.

Redes en Kubernetes

  • Descubrimiento de servicios DNS interno.
  • Balanceo de carga automático para servicios.
  • Ingress: Proporciona acceso externo a los servicios del clúster mediante reglas HTTP/HTTPS.

Estrategias de Escalado y Despliegue

  • Autoscaling Horizontal de Pods (HPA).
  • Rolling Updates y Rollbacks (actualizaciones y reversiones).
  • Integración con herramientas CI/CD (ej. GitLab CI/CD, Jenkins).

Seguridad en Kubernetes

  • RBAC (Control de Acceso Basado en Roles) para permisos mínimos.
  • Políticas de red (Network Policies).
  • Gestión segura de Secrets.

Monitoreo y Logging

  • Prometheus + Grafana: Para la recolección y visualización de métricas.
  • Fluentd + ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana): Para la gestión y análisis de logs.

🌐 Servidores Web: Fundamentos y Opciones

ServidorCaracterísticas
ApacheAmpliamente utilizado, altamente configurable y compatible con múltiples sistemas operativos. Puede ser más pesado en recursos y su configuración, a veces, es compleja.
NGINXRápido, eficiente y con bajo consumo de recursos. Su configuración puede ser menos intuitiva para principiantes.
IISIdeal para entornos Microsoft, con fuerte integración con tecnologías .NET. Su compatibilidad es limitada fuera del ecosistema Windows.

Temas Relacionados con Servidores Web

  • Sitios Dinámicos: Generación de contenido personalizado (ej. con PHP, ASP.NET).
  • HTTPS: Utiliza SSL/TLS para cifrar y proteger la comunicación de datos.
  • Seguridad Web: Implementación de cortafuegos, uso de certificados digitales y prevención de ataques comunes (ej. inyección SQL, XSS).
  • Balanceo de Carga: Distribución del tráfico entre múltiples servidores (ej. algoritmos round-robin, least connection).
  • Despliegue Automatizado: Herramientas como Terraform y Docker para la automatización de la infraestructura y aplicaciones.

🔐 Seguridad Informática y Certificados Digitales

Fundamentos de Criptografía

  • Criptografía Simétrica: Utiliza la misma clave para cifrar y descifrar la información.
  • Criptografía Asimétrica: Emplea un par de claves (pública y privada), siendo más segura para el intercambio de claves.

Funciones Hash

  • Utilizadas para la verificación de la integridad de los datos.
  • Algoritmos comunes: MD5, SHA-1, SHA-256.
  • Producen una salida de longitud fija y son fundamentales en procesos de autenticación.

Firmas Digitales

  • Garantizan la autenticidad y la no repudiación de un documento o mensaje.
  • El emisor firma el documento con su clave privada, y el receptor verifica la firma utilizando la clave pública del emisor.

Certificados Digitales y Autoridades Certificadoras

  • Previenen la suplantación de identidad y aseguran la autenticidad.
  • Emitidos por Autoridades Certificadoras (CA) de confianza.
  • Contienen la clave pública del titular, su identidad y están firmados digitalmente por una CA.

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