Guía para el desarrollo de aplicaciones nativas en la nube 2025

El desarrollo de aplicaciones nativas en la nube se ha convertido en la piedra angular de la ingeniería de software moderna, impulsando la innovación y la eficiencia en la industria tecnológica. Esta guía profundiza en los aspectos esenciales del desarrollo nativo en la nube, destacando los conceptos clave, los beneficios, las mejores prácticas y las tendencias emergentes para 2025.

¿Qué es el desarrollo de aplicaciones nativas de la nube?

El desarrollo de aplicaciones nativas de la nube implica crear e implantar aplicaciones diseñadas específicamente para aprovechar todo el potencial de los entornos de computación en nube. Estas aplicaciones se construyen normalmente utilizando arquitectura de microservicios, contenerización y prácticas de integración continua/entrega continua (CI/CD), lo que garantiza la escalabilidad, la resiliencia y la agilidad.

Conceptos clave del desarrollo nativo en la nube

1. Arquitectura de microservicios

• La arquitectura de microservicios divide una aplicación en servicios pequeños e independientes que se comunican a través de API. Este enfoque mejora la modularidad, lo que permite a los equipos desarrollar, desplegar y escalar cada servicio de forma independiente.

2. Containerización

• La contenedorización empaqueta una aplicación y sus dependencias en un contenedor, garantizando la coherencia en varios entornos. Docker es una popular plataforma de contenedorización que permite a los desarrolladores crear contenedores ligeros y portátiles.

3. Orquestación

• Las herramientas de orquestación como Kubernetes automatizan el despliegue, el escalado y la gestión de aplicaciones en contenedores. Kubernetes gestiona los ciclos de vida de los contenedores, garantizando una utilización óptima de los recursos y la tolerancia a fallos.

4. Canalizaciones CI/CD

• Las canalizaciones CI/CD automatizan el proceso de integración de cambios en el código, ejecución de pruebas y despliegue de aplicaciones. Herramientas como Jenkins, GitLab CI y CircleCI facilitan la integración y entrega continuas, reduciendo el tiempo de comercialización y mejorando la calidad del software.

5. Malla de servicio

• Una malla de servicios, como Istio o Linkerd, proporciona una capa de infraestructura dedicada para gestionar la comunicación entre servicios. Se encarga de tareas como el equilibrio de carga, el descubrimiento de servicios y la seguridad, simplificando la gestión de microservicios.

Ventajas del desarrollo nativo en la nube

1. Escalabilidad

• Las aplicaciones nativas de la nube pueden escalar horizontalmente, acomodando el aumento de carga mediante la adición de más instancias de un servicio. Esta escalabilidad es esencial para gestionar cargas de trabajo variables y garantizar una alta disponibilidad.

2. Resiliencia

• La arquitectura de microservicios y la contenedorización mejoran la resistencia aislando los fallos. Si falla un servicio, no afecta a toda la aplicación, lo que permite una degradación gradual y una recuperación más sencilla.

3. Agilidad

• El desarrollo nativo en la nube permite una rápida iteración y despliegue. Los equipos pueden lanzar nuevas funciones y actualizaciones con frecuencia, respondiendo rápidamente a las demandas del mercado y a los comentarios de los usuarios.

4. Eficiencia de costes

• Al aprovechar los recursos de la nube y las capacidades de autoescalado, las aplicaciones nativas de la nube pueden optimizar el uso de recursos y reducir costes. Los modelos de precios de pago por uso permiten a las empresas pagar solo por los recursos que utilizan.

5. Portabilidad

• Los contenedores garantizan que las aplicaciones se ejecuten de forma coherente en distintos entornos, desde el desarrollo hasta la producción. Esta portabilidad simplifica la implantación y reduce el riesgo de problemas específicos del entorno.

¿Qué es el CNCF?

La Cloud Native Computing Foundation (CNCF) es una fundación de software de código abierto dedicada a hacer que la computación nativa en la nube sea universal y sostenible. Fue fundada en 2015 por la Fundación Linux para apoyar el crecimiento y la evolución de las tecnologías nativas de la nube, que incluyen el uso de contenedores, la arquitectura de microservicios y la orquestación dinámica.

Objetivos y funciones clave del CNCF:

1. Acogida de proyectos críticos: CNCF alberga algunos de los proyectos más importantes del ecosistema nativo de la nube, como Kubernetes, Prometheus y Envoy, entre otros. Estos proyectos están diseñados para facilitar el desarrollo y la implantación de aplicaciones nativas de la nube.
2. Normas y buenas prácticas: La fundación trabaja en el desarrollo y la promoción de mejores prácticas y estándares para las tecnologías nativas de la nube. Esto ayuda a garantizar que estas tecnologías sean interoperables y puedan trabajar juntas sin problemas.
3. Creación de comunidades y ecosistemas: CNCF fomenta una comunidad amplia y activa de desarrolladores, usuarios y proveedores. Esta comunidad colabora en el desarrollo de tecnologías nativas de la nube, aporta comentarios y comparte conocimientos.
4. Certificación y formación: La fundación ofrece programas de certificación, como el Certified Kubernetes Administrator (CKA) y el Certified Kubernetes Application Developer (CKAD), que ayudan a las personas a demostrar su experiencia en tecnologías nativas de la nube. También proporciona diversos recursos formativos y educativos.
5. Conferencias y eventos: CNCF organiza eventos como KubeCon + CloudNativeCon, que son algunas de las mayores reuniones de profesionales nativos de la nube. Estos eventos ofrecen oportunidades para establecer contactos, aprender y colaborar.

Proyectos acogidos por el CNCF:

• Kubernetes: Plataforma de código abierto para automatizar el despliegue, el escalado y las operaciones de los contenedores de aplicaciones.
• Prometeo: Un conjunto de herramientas de supervisión y alerta diseñado específicamente para la fiabilidad.
• Enviado: Un proxy de borde y servicio de código abierto diseñado para aplicaciones nativas de la nube.
• Containerd: Un núcleo de tiempo de ejecución de contenedores estándar de la industria.
• Timón: Un gestor de paquetes para Kubernetes.

Ventajas de ser miembro del CNCF:

Las organizaciones que se hacen miembros de CNCF se benefician de:

• Influencia sobre la dirección de las tecnologías nativas de la nube.
• Acceso a los últimos avances e innovaciones en el espacio nativo de la nube.
• Oportunidades de establecer contactos con otras empresas líderes del sector.
• Mayor credibilidad y reconocimiento en la comunidad de nativos de la nube.

¿Cuáles son los factores de la metodología de desarrollo de aplicaciones nativas de la nube?

La metodología Factor es un conjunto de principios y buenas prácticas diseñadas para ayudar a los desarrolladores a crear aplicaciones nativas de la nube robustas y escalables. Originalmente definida por Heroku, esta metodología proporciona directrices para construir sAplicaciones de software como servicio (SaaS) que sean portátiles, resistentes y puedan ampliarse o reducirse rápidamente. Cada uno de los doce factores se centra en un aspecto específico de desarrollo de aplicaciones, garantizando que las aplicaciones estén optimizadas para entornos de nube.

Explicación de los factores

1. Base de código (una base de código rastreada en el control de revisiones, muchos despliegues)

• • Mantener una única base de código por aplicación, rastreada en un sistema de control de versiones como Git. De esta única base de código pueden derivarse múltiples despliegues (p. ej., montaje, producción).

2. Dependencias (declarar explícitamente y aislar las dependencias)

• • Declara todas las dependencias explícitamente, utilizando una herramienta de gestión de dependencias (como Maven para Java, npm para Node.js) y aísla estas dependencias para evitar conflictos.

3. Config (Almacenar config en el entorno)

• • Almacenar los ajustes de configuración en el entorno en lugar de en el código. Esto incluye la configuración de la base de datos, las claves API y otras credenciales, que suelen gestionarse mediante variables de entorno.

4. Servicios de respaldo (Tratar los servicios de respaldo como recursos adjuntos)

• • Trate los servicios de respaldo (bases de datos, colas de mensajes, cachés, etc.) como recursos que pueden conectarse y desconectarse. La aplicación no debe distinguir entre servicios locales y de terceros.

5. Construir, liberar, ejecutar (etapas de construcción y ejecución estrictamente separadas)

• • Mantenga una separación estricta entre las etapas de compilación, publicación y ejecución. Utiliza herramientas como Docker para gestionar estas etapas y garantizar la coherencia entre distintos entornos.

6. Procesos (Ejecutar la aplicación como uno o más procesos sin estado)

• • Diseñar aplicaciones para que se ejecuten como uno o varios procesos sin estado. Cualquier dato persistente debe almacenarse en un servicio de respaldo con estado (como una base de datos).

7. Port Binding (Exportación de servicios mediante port binding)

• • La aplicación debe ser autónoma y exponer servicios a través de la vinculación de puertos. Esto permite que la aplicación se ejecute como un servicio independiente sin depender de servidores web externos.

8. Concurrencia (ampliación mediante el modelo de procesos)

• • Escalar la aplicación ejecutando múltiples instancias de procesos sin estado. Utilizar un modelo de procesos (por ejemplo, procesos de trabajador, procesos web) para gestionar la concurrencia.

9. Desechabilidad (maximizar la robustez con un arranque rápido y un apagado con gracia).

• • Diseñe aplicaciones que se inicien rápidamente y se apaguen con elegancia para aumentar su robustez. Esto ayuda a gestionar los cambios en la demanda y facilita los despliegues sin tiempo de inactividad.

10. Paridad entre desarrollo y producción (mantener el desarrollo, la puesta en escena y la producción tan similares como sea posible).

• • Asegúrese de que los entornos de desarrollo, ensayo y producción sean lo más similares posible. Esto reduce el riesgo de discrepancias y garantiza un comportamiento coherente en todos los entornos.

11. Logs (Tratar los logs como flujos de eventos)

• • Tratar los registros como flujos de eventos y gestionarlos fuera de la aplicación. Esto puede lograrse dirigiendo los registros a stdout/stderr y utilizando herramientas para agregar, almacenar y analizar estos registros.

12. Procesos de administración (ejecutar tareas de administración/gestión como procesos puntuales)

• • Ejecute tareas administrativas o de gestión como procesos puntuales. Esto incluye migraciones de bases de datos, tareas de consola y otros comandos administrativos.

Ventajas de la metodología de los factores

• Portabilidad: Las aplicaciones pueden trasladarse fácilmente a distintos entornos (por ejemplo, del desarrollo local a plataformas en la nube) sin cambios.
• Escalabilidad: La naturaleza apátrida de los procesos y la clara separación de intereses facilitan el escalado.
• Mantenibilidad: Las directrices claras y la separación de intereses facilitan el mantenimiento y la mejora del código base.
• Resiliencia: Una gestión adecuada de la configuración, las dependencias y los procesos sin estado mejora la capacidad de la aplicación para gestionar los fallos con elegancia.

¿Cuáles son los retos del desarrollo de aplicaciones nativas de la nube?

El desarrollo de aplicaciones nativas en la nube ofrece numerosas ventajas, pero también presenta varios retos. Estos retos se derivan de la complejidad de los sistemas distribuidos, la necesidad de nuevas habilidades y la naturaleza dinámica de los entornos en la nube. Estos son algunos de los principales retos a los que se enfrentan los desarrolladores y las organizaciones en el desarrollo de aplicaciones nativas en la nube:

1. Complejidad de la arquitectura de microservicios

La arquitectura de microservicios, un componente básico del desarrollo nativo en la nube, consiste en dividir las aplicaciones en servicios más pequeños e independientes. Esto aumenta la complejidad de varias maneras:

• Coordinación de servicios: Gestionar la comunicación y la coordinación entre servicios puede ser todo un reto. Los servicios deben gestionar la comunicación entre ellos, la coherencia de los datos y la gestión de las transacciones.
• Despliegue y gestión: Orquestar el despliegue y la gestión de numerosos microservicios, especialmente en diferentes entornos, puede ser complejo y requerir herramientas sofisticadas como Kubernetesability y Monitoring** La supervisión de aplicaciones nativas de la nube requiere herramientas y técnicas más avanzadas en comparación con las aplicaciones monolíticas:
• Rastreo distribuido: Comprender el flujo de peticiones a través de múltiples servicios requiere herramientas de trazado distribuido como Jaeger o Zipkin.
• Registro y métricas: La agregación de registros y métricas de múltiples servicios y componentes de infraestructura necesita soluciones robustas como Prometheus y la pila ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana) .

2. **Los entornos nativos de seguridad plantean nuevos retos:

• Seguridad de los contenedores: Los contenedores deben protegerse durante todo su ciclo de vida, desde la creación de la imagen hasta su despliegue. Herramientas como Docker Bench for Security y las políticas de seguridad de Kubernetes pueden ayudar.
• Gestión de la configuración: Gestionar la información sensible y la configuración de forma segura utilizando variables de entorno o herramientas de gestión de secretos como HashiCorp Vault es esencial.
• Modelo de confianza cero: Implementar un modelo de seguridad de confianza cero en el que cada componente debe autenticar y autorizar cada solicitud añade complejidad, pero es necesario para la seguridad .

3. **El entorno nativo es más complejo que en las arquitecturas tradicionales:

• Descubrimiento de servicios: Garantizar que los servicios puedan encontrarse y comunicarse entre sí de forma dinámica requiere mecanismos de descubrimiento de servicios como Consul o los servicios integrados de Kubernetes.
• Latencia y fiabilidad: Gestionar la latencia y garantizar una comunicación fiable entre servicios, especialmente cuando los servicios están distribuidos en diferentes regiones o proveedores de nube, puede ser todo un reto .

4. Gestión de datos

La gestión de datos en un clot implica tratar con:

• Servicios con estado frente a servicios sin estado: Diseñar servicios sin estado siempre que sea posible simplifica el escalado, pero gestionar el estado (por ejemplo, bases de datos, sesiones de usuario) añade complejidad.
• Coherencia de los datos: Garantizar la coherencia de los datos en los sistemas distribuidos puede resultar difícil. A menudo son necesarias técnicas como la consistencia eventual y las transacciones distribuidas.

5. Carencias de competencias y curva de aprendizaje

La transición a la nube requiere nuevas competencias:

• Prácticas DevOps: Los desarrolladores y los equipos de operaciones deben adoptar prácticas y herramientas DevOps, lo que puede suponer un importante cambio cultural.
• Containerización y orquestación: Aprender tecnologías de contenedores (por ejemplo, Docker) y plataformas de orquestación (por ejemplo, Kubernetes) requiere tiempo y esfuerzo considerables.
• Canalizaciones CI/CD: Configurar y gestionar canalizaciones de integración continua y despliegue continuo puede ser complejo, pero es esencial para el desarrollo nativo en la nube .

6. Gestión de costes

Las aplicaciones nativas en la nube pueden generar costes impredecibles: Gestionar eficientemente el uso de recursos para evitar un gasto excesivo al tiempo que se garantiza el rendimiento y la escalabilidad puede ser todo un reto.

• Costes de utillaje: El uso de diversas herramientas de supervisión, seguridad y orquestación puede resultar costoso. Las organizaciones deben sopesar las ventajas de estas herramientas y sus costes.

7. Bloqueo de proveedores

La dependencia de proveedores o herramientas de nube específicos puede llevar a la dependencia de un proveedor:

• **Para que las aplicaciones y los servicios sean portables entre distintos proveedores de nube se requiere una planificación cuidadosa y, a menudo, el uso de herramientas agnósticas a la nube.
• Servicios propios: Utilizar servicios propios de un proveedor de nube puede simplificar el desarrollo, pero dificulta y encarece el cambio de proveedor.

¿Cuáles son las mejores prácticas para el desarrollo nativo en la nube?

1. Adoptar una cultura DevOps

Adopte una cultura DevOps para fomentar la colaboración entre los equipos de desarrollo y operaciones. Las prácticas de DevOps, como CI/CD, pruebas automatizadas e infraestructura como código (IaC), agilizan los procesos de desarrollo e implantación.

2. Diseño para el fracaso

Diseñe aplicaciones teniendo en cuenta los fallos. Implemente reintentos, disyuntores y mecanismos de recuperación para gestionar los fallos transitorios con elegancia. Utilice prácticas de ingeniería del caos para probar la resistencia de sus sistemas.

3. Aprovechar los servicios en la nube

Utilice servicios gestionados en la nube para descargar las cargas operativas. Servicios como AWS Lambda, Google Cloud Functions y Azure Functions ofrecen capacidades de computación sin servidor, lo que permite a los desarrolladores centrarse en el código en lugar de en la gestión de la infraestructura.

4. Aplicar la observabilidad

Garantice una observabilidad exhaustiva implementando el registro, la supervisión y el rastreo. Herramientas como Prometheus, Grafana y ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) proporcionan información sobre el rendimiento de las aplicaciones y ayudan a identificar problemas.

5. Seguridad desde el diseño

Integre la seguridad en todas las fases del ciclo de vida del desarrollo. Utilice herramientas como Aqua Security y Snyk para buscar vulnerabilidades en contenedores y dependencias. Implemente el control de acceso basado en roles (RBAC) y el cifrado para proteger los datos confidenciales.

Tendencias emergentes en desarrollo nativo en la nube para 2025

1. Computación sin servidor

La computación sin servidor está ganando adeptos, ya que abstrae la gestión de la infraestructura y permite a los desarrolladores centrarse únicamente en el código. Las plataformas sin servidor escalan y gestionan automáticamente la ejecución, reduciendo la complejidad operativa.

2. Edge Computing

La computación de borde acerca la computación a las fuentes de datos, reduciendo la latencia y mejorando el rendimiento. Las aplicaciones nativas de la nube incorporan cada vez más la computación de borde para gestionar el procesamiento y el análisis de datos en tiempo real.

3. Integración de IA y aprendizaje automático

La integración de la IA y el aprendizaje automático en aplicaciones nativas de la nube es cada vez más frecuente. Los proveedores en la nube ofrecen servicios como AWS SageMaker, Google AI Platform y Azure Machine Learning, que simplifican el despliegue de modelos de IA.

4. Estrategias híbridas y multicloud

Las organizaciones están adoptando estrategias híbridas y multicloud para evitar la dependencia de un proveedor y mejorar la resiliencia. Herramientas como Kubernetes facilitan el despliegue y la gestión fluidos de aplicaciones en varios entornos de nube.

5. Seguridad de confianza cero

Se están adoptando modelos de seguridad de confianza cero para mejorar la seguridad nativa de la nube. Este enfoque asume que las amenazas pueden ser internas o externas e impone una verificación estricta para cada solicitud, independientemente de su origen.

Conclusión

El desarrollo de aplicaciones nativas de la nube está revolucionando la industria del software, ofreciendo una escalabilidad, resistencia y agilidad sin precedentes. Al adoptar conceptos clave como microservicios, contenerización y CI/CD, y adherirse a las mejores prácticas, las organizaciones pueden aprovechar todo el potencial de las tecnologías nativas de la nube. Mantenerse al día de las tendencias emergentes como la computación sin servidor, la computación de borde y la integración de IA garantizará que las empresas sigan siendo competitivas en el panorama digital en rápida evolución de 2025. Para obtener más información, póngase en contacto con Carmatec.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué significa desarrollo de aplicaciones nativas en la nube?

El desarrollo de aplicaciones nativas de la nube se refiere al diseño, la creación y la ejecución de aplicaciones para aprovechar plenamente las ventajas de la computación en nube. Esto implica el uso de tecnologías como contenedores, arquitectura de microservicios, orquestación dinámica y entrega continua. El objetivo es crear aplicaciones escalables, resistentes y gestionables que puedan desplegarse y actualizarse fácilmente en entornos de nube.

2. ¿Cuáles son los principios básicos del desarrollo de aplicaciones nativas de la nube?

• Arquitectura de microservicios: Descomponer las aplicaciones en servicios más pequeños e independientes.
• Contenedores: Uso de la contenedorización (por ejemplo, Docker) para empaquetar y desplegar aplicaciones de forma coherente.
• Orquestación dinámica: Empleo de herramientas de orquestación como Kubernetes para gestionar aplicaciones en contenedores.
• DevOps y CI/CD: Integración de prácticas de integración continua y entrega/despliegue continuos para automatizar el proceso de lanzamiento de software.
• Infraestructura inmutable: Garantizar que la infraestructura sea reproducible de forma coherente y que cualquier cambio implique la redistribución a partir de configuraciones controladas por versiones.

3. ¿Cuáles son las ventajas de utilizar prácticas de desarrollo nativas de la nube?

• Escalabilidad: Escale fácilmente las aplicaciones horizontalmente añadiendo más instancias.
• Resiliencia: Mejorar la tolerancia a fallos mediante microservicios y redundancia.
• Agilidad: Acelerar los ciclos de desarrollo y despliegue mediante canalizaciones CI/CD.
• Portabilidad: Ejecute aplicaciones de forma coherente en distintos entornos de nube.
• Eficacia: Optimice el uso de recursos y reduzca los costes mediante la contenedorización y la orquestación.

4. ¿Qué retos conlleva el desarrollo de aplicaciones nativas en la nube?

• Complejidad: Gestionar un gran número de microservicios y sus interacciones puede resultar complejo.
• Seguridad: Garantizar la seguridad en todas las capas, desde los contenedores hasta las herramientas de orquestación, requiere prácticas sólidas.
• Observabilidad: Implantación de una supervisión, registro y rastreo eficaces en sistemas distribuidos.
• Lagunas en las competencias: Requiere que los desarrolladores tengan conocimientos en DevOps, contenerización y plataformas en la nube.
• Gestión de costes: Supervisión y control del uso de los recursos de la nube para evitar costes inesperados.

5. ¿Qué herramientas se utilizan habitualmente en el desarrollo de aplicaciones nativas de la nube?

• Kubernetes: Para la orquestación y gestión de contenedores.
• Docker: Para la contenedorización de aplicaciones.
• Timón: Un gestor de paquetes para aplicaciones Kubernetes.
• Prometeo y Grafana: Para control y visualización.
• Jenkins, Travis CI, y CircleCI: Para la integración continua y la entrega continua.
• Istio: Para la malla de servicios y la gestión de la comunicación entre microservicios.
• Terraform y Ansible: Para la infraestructura como código y la gestión de la configuración.