Well-Architected Framework (WAF)

Introducció

A l'hora de dissenyar i implementar una solució de Big Data al núvol, podem donar per fet, des d'un inici, que es desplegarà fent ús de la gran majoria de serveis cloud ja coneguts. De forma complementària, les plataformes cloud ofereixen un marc de bones pràctiques, principis i decisions a prendre a l'hora de dissenyar els nostres sistemes, siguin Big Data o no: el Well-Architected Framework.

Els cinc pilars del WAF

El marc de bona arquitectura (AWS Well-Architected Framework / Azure Well-Architected Framework) és una guia dissenyada per ajudar a crear infraestructura amb la màxima seguretat, rendiment, resiliència i eficàcia possibles per a les aplicacions i càrregues de treball al núvol. Proporciona un conjunt de preguntes i pràctiques recomanades que faciliten l'avaluació i la implementació de les nostres arquitectures.

S'organitza en cinc pilars:

graph LR
    WAF[Well-Architected\nFramework] --> P1[Excel·lencia\noperativa]
    WAF --> P2[Seguretat]
    WAF --> P3[Fiabilitat]
    WAF --> P4[Eficiencia del\nrendiment]
    WAF --> P5["Optimitzacio\nde costos"]

Excel·lència operativa

Se centra en l'habilitat d'executar i monitoritzar sistemes per proporcionar valor de negoci, millorant contínuament els processos i procediments de suport:

Realitzar operacions com a codi: definir tota la càrrega de treball (aplicacions, infraestructura) com a codi i actualitzar-la amb codi, sense usar la interfície gràfica, automatitzant l'execució en resposta a esdeveniments i limitant la possibilitat d'error humà.
Realitzar canvis petits, reversibles i freqüents.
Refinar els procediments d'operacions amb freqüència, revisant-ne periòdicament l'efectivitat.
Preveure els errors: realitzar simulacres de fallades, provant els procediments de resposta.
Aprendre dels errors i esdeveniments operatius, promovent millores a partir de les lliçons apreses.

Seguretat

Abans de dissenyar qualsevol sistema, és imprescindible aplicar pràctiques de seguretat: controlar qui pot fer què, identificar incidents, protegir sistemes i serveis, i mantenir la confidencialitat i la integritat de les dades.

Implementar una base sòlida de credencials: principi de mínim privilegi i separació d'obligacions.
Habilitar la traçabilitat: integrar registres i mètriques amb sistemes de resposta automàtica.
Aplicar seguretat en totes les capes: xarxa de vora, núvol virtual privat, subxarxa, balancejador de càrrega, instància, sistema operatiu i aplicació.
Automatitzar les pràctiques recomanades de seguretat.
Protegir les dades en trànsit i en repòs: xifratge, tokens i control d'accés.
Mantenir les persones allunyades de les dades: reduir o eliminar l'accés directe o el processament manual.
Preparar-se per a esdeveniments de seguretat: processos d'administració d'incidències automatitzats.

Fiabilitat

Se centra en la capacitat d'un sistema de recuperar-se d'interrupcions, incorporar dinàmicament recursos per satisfer la demanda i mitigar interrupcions (errors de configuració, problemes de xarxa temporals):

Provar els procediments de recuperació mitjançant automatització.
Recuperar-se automàticament dels errors, monitoritzant indicadors clau i desencadenant processos de recuperació.
Escalar horitzontalment per augmentar la disponibilitat total: substituir un recurs gran per diversos de més petits.
Evitar assumir estimacions sobre capacitat: monitoritzar la demanda i automatitzar l'ajust de recursos.
Administrar els canvis mitjançant l'automatització.

Eficiència del rendiment

Se centra en la capacitat d'utilitzar recursos informàtics de forma eficient (només quan calguin) per satisfer els requisits del sistema, mantenint aquesta eficiència a mesura que canvia la demanda o evolucionen les tecnologies:

Democratitzar les tecnologies avançades: usar tecnologies com a servei (per exemple, serveis d'IA gestionats).
Adquirir escala mundial en minuts: desplegar en diverses regions per a menor latència.
Utilitzar arquitectures sense servidor, eliminant la càrrega operativa de mantenir servidors.
Experimentar més sovint: proves comparatives de tipus d'instància, emmagatzematge i configuracions.
Disposar de compatibilitat mecànica: triar l'enfocament tecnològic que millor s'ajusti a l'objectiu (per exemple, el patró d'accés a les dades).

Optimització de costos

Se centra en la capacitat d'executar sistemes que ofereixin valor de negoci al preu més baix:

Adoptar un model de consum: pagar només pels recursos que es necessiten.
Mesurar l'eficàcia general: relacionar la producció comercial de la càrrega de treball amb els costos associats.
Deixar de gastar en operacions de centres de dades: el núvol elimina costos d'aprovisionament, electricitat, refrigeració i seguretat física.
Analitzar i assignar despeses, facilitant mesurar el ROI.
Utilitzar serveis administrats per reduir el cost de propietat (email, administració de bases de dades).

Tot falla constantment

Hem de dissenyar les nostres arquitectures amb l'axioma que, en un moment o altre, alguna cosa fallarà. Perquè els sistemes resisteixin els errors, els dos factors més crítics són la fiabilitat i la disponibilitat.

MTBF (Mean Time Between Failures): temps mitjà entre errors, és a dir, temps total en servei respecte a la quantitat d'errors.
Disponibilitat: percentatge de temps durant el qual el sistema funciona correctament, mesurat sovint en "nous" (per exemple, sis nous implica una disponibilitat del 99,9999%).

Un sistema d'alta disponibilitat (HA) és aquell que pot suportar certa degradació sense deixar d'estar disponible. Els tres factors que hi influeixen són:

Tolerància a errors: gràcies a la redundància, es pot canviar de recurs quan un falla.
Escalabilitat: l'aplicació s'adapta als augments de càrrega.
Capacitat de recuperació: el servei es restaura ràpidament sense perdre dades.

Eines d'avaluació: Trusted Advisor i Azure Advisor

AWS Trusted Advisor ofereix assessorament en temps real amb les pràctiques recomanades d'AWS. Examina tot l'entorn AWS i dona recomanacions en cinc categories que es corresponen amb els cinc pilars: optimització de costos (recursos inactius o infrautilitzats), rendiment (límits de servei, instàncies sobrecarregades), seguretat (permisos), tolerància a errors (escalat automàtic, comprovacions d'estat, Multi-AZ, còpies de seguretat) i límits del servei (usos que superin el 80% del límit).

Azure Advisor, de manera similar, ofereix recomanacions organitzades i una Puntuació de l'assessor que permet prioritzar les millores suggerides d'un cop d'ull.

Miniactivitat — AC5075/01/01

Tria una de les eines (AWS Trusted Advisor o Azure Advisor) i relaciona cadascuna de les seves categories de recomanacions amb el pilar del WAF corresponent. Per a cada pilar, proposa una acció concreta que aplicaries a un sistema de Big Data amb un únic node HDFS i sense còpies de seguretat automatitzades.

RA1 | Mòdul 5075 Big Data Aplicat | Institut Sa Palomera (Blanes) | Curs IABD 2026-2027