Microsoft AZ-305: Cómputo y Arquitectura de Aplicaciones — Guía de estudio

By Laurynas Brazys · 11 August 2026 · #microsoft #az-305 #certification #exam-prep #study-guide

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Información general

El cómputo de Azure abarca modelos de ejecución de infraestructura, plataforma y sin servidor. Una arquitectura sólida equilibra la disponibilidad, el costo, el rendimiento, la operabilidad y la seguridad, al mismo tiempo que se ajusta al ciclo de vida y la topología de implementación de la carga de trabajo. Comprender las capacidades y las ventajas y desventajas de las máquinas virtuales, los conjuntos de escalado, App Service, Functions, los entornos de ejecución de contenedores, las plataformas de orquestación, la programación por lotes, Service Fabric y Azure VMware Solution permite realizar diseños precisos y apropiados para cada carga de trabajo.

Máquinas virtuales y conjuntos de escalado

Las máquinas virtuales de Azure ofrecen familias de tamaños optimizadas para cargas de trabajo de propósito general (Dv5, Dasv5), optimizadas para cómputo (Fsv2), optimizadas para memoria (Ev5, Ebdsv5), optimizadas para almacenamiento (Lsv3 con NVMe local), de alta memoria (Mv2), HPC (HBv3/HC) y GPU (NCas, ND). Seleccione los tamaños basándose en las relaciones CPU/memoria, las necesidades de almacenamiento efímero, el rendimiento de la red y características como AMD frente a Intel, redes aceleradas y discos de SO efímeros.

Los conjuntos de disponibilidad distribuyen las VM a través de dominios de error (rack/alimentación) y dominios de actualización para reducir los fallos correlacionados dentro de un único centro de datos. Las zonas de disponibilidad ubican las VM en centros de datos físicamente separados dentro de una región, ofreciendo un SLA más alto y una verdadera redundancia zonal a costa de la latencia entre zonas. Los grupos de selección de ubicación por proximidad coubican recursos zonales o no zonales para minimizar la latencia dentro de una topología física muy restringida, lo que es útil para sistemas de varias capas con mucha comunicación (p. ej., capa de aplicación a base de datos).

Las VM Spot utilizan la capacidad no utilizada con grandes descuentos, con expulsión por precio o por presión de capacidad. La política de expulsión (desasignar frente a eliminar) y el precio máximo (Max Price) rigen el comportamiento. Spot es ideal para cargas de trabajo sin estado e interrumpibles, como compilaciones de CI, procesamiento por lotes y flotas de prueba a gran escala, no para servicios críticos con estado.

Los Virtual Machine Scale Sets (VMSS) orquestan VM idénticas con un ciclo de vida unificado, sondeos de estado, reparaciones automáticas de instancias y distribución entre zonas. El autoescalado utiliza reglas o programaciones de Azure Monitor, reaccionando a métricas como CPU, memoria (a través de métricas personalizadas), profundidad de la cola o recuento de solicitudes. El autoescalado predictivo puede preaprovisionar basándose en patrones históricos. Los modos de orquestación incluyen Uniforme (instancias homogéneas) y Flexible (heterogéneo, admite familias de VM y combinaciones de prioridades). Las actualizaciones graduales y las actualizaciones automáticas de imagen utilizan comprobaciones de estado y dominios de actualización para drenar, validar y progresar de forma segura, con reversión en caso de estado degradado. VMSS integra la capacidad Spot con reequilibrio de capacidad y priorización para que el escalado horizontal (reducir/aumentar) favorezca primero a las instancias propensas a la expulsión. Combine VMSS con zonas para alta disponibilidad, PPG para baja latencia y la extensión de estado de la aplicación para despliegues seguros.

Plataforma web, sin servidor y de aplicaciones

Azure App Service proporciona alojamiento administrado para código y contenedores de Windows/Linux. Los planes determinan el aislamiento de cómputo y las características:

Gratuito/Compartido para desarrollo/pruebas; Básico/Estándar para la entrada en producción; Premium v3 para rendimiento mejorado, integración con VNet, aislamiento de hyper-thread y ranuras de implementación; Aislado v2 (App Service Environment) para alojamiento de inquilino único y aislado de la red. Las ranuras de implementación permiten despliegues azul-verde y canary con calentamiento, configuraciones específicas de la ranura, aumento gradual del tráfico e intercambios sin tiempo de inactividad. La integración con VNet ofrece dos dimensiones: integración regional de salida a través de subredes delegadas (enrutamiento a través de NAT Gateway o rutas personalizadas) y acceso privado de entrada usando Private Endpoints para deshabilitar la exposición pública mientras se integra con DNS privado. Las restricciones de acceso de App Service, la autenticación/autorización y las identidades administradas reducen los riesgos de perímetro y de credenciales. El escalado vertical (scale up) cambia el nivel/tamaño del plan; el escalado horizontal (scale out) aumenta el número de instancias con reglas de autoescalado vinculadas a Azure Monitor.

Azure Functions ofrece cómputo basado en eventos. Opciones de alojamiento:

Consumo: facturación por ejecución con escalado dinámico y las desventajas del arranque en frío, duración máxima de ejecución y sin integración con VNet para Windows hasta que se usa Premium; ideal para cargas de trabajo con ráfagas.
Premium: las instancias precalentadas eliminan los arranques en frío, admite integración con VNet, ejecuciones de larga duración y rendimiento predecible para integraciones empresariales.
Dedicado (plan de App Service): se ejecuta en instancias reservadas de App Service para cargas de trabajo estables o para alojamiento conjunto con aplicaciones web. Durable Functions introduce orquestaciones, actividades y entidades para flujos de trabajo fiables y de larga duración que implementan patrones fan-out/fan-in, interacción humana y sagas con estado duradero y semántica de reproducción. Los enlaces (bindings) y los desencadenadores (triggers) desacoplan el código de los servicios: HTTP, Temporizador, Service Bus, Event Hubs, Event Grid, colas/blobs de Storage, Cosmos DB y enlaces personalizados. La concurrencia, el comportamiento de escalado y la creación de puntos de control difieren según el plan; diseñe para la idempotencia y las políticas de retroceso.

Contenedores y Kubernetes

Azure Container Instances (ACI) proporciona contenedores rápidos y sin servidor (serverless) sin necesidad de gestionar un clúster. Un grupo de contenedores comparte un espacio de nombres de red, una IP y volúmenes de almacenamiento; utiliza patrones sidecar (por ejemplo, un agente de registro junto a un contenedor de aplicación) y configuraciones de múltiples contenedores para coubicar procesos fuertemente acoplados. La integración con VNet mediante la delegación de subred habilita un espacio de direcciones privado, control de egreso y private endpoints para las dependencias; esto facilita trabajos de ráfaga (burst) o bajo demanda desde entornos privados. ACI es ideal para tareas efímeras, pasos de CI/CD y cargas de trabajo con picos (spiky) que necesitan tiempos de inicio de segundos a minutos, pero no para mallas de servicios (service meshes) complejas o planificación avanzada.

Azure Kubernetes Service (AKS) gestiona los planos de control de Kubernetes con un Uptime SLA opcional y ofrece pools de nodos de sistema y de usuario. Utiliza un pool de nodos de sistema mínimo y con taints (tainted) para los componentes principales y pools de usuario separados por tipo de carga de trabajo (por ejemplo, GPU, Spot, Windows). Integra pools de nodos Spot para ahorrar costos en cargas de trabajo tolerantes, utilizando tolerations y PodDisruptionBudgets. El cluster autoscaler ajusta el número de nodos en los pools basándose en pods que no se pueden planificar (unschedulable); combínalo con el Horizontal Pod Autoscaler (HPA) y, para el escalado basado en eventos, con KEDA. Azure CNI asigna IPs de la VNet directamente a los pods, facilitando la política de red, el descubrimiento de servicios y la integración con entornos on-prem a través de direcciones enrutables, pero consume más IPs; Azure CNI Overlay reduce el consumo de IPs de la VNet mientras preserva la semántica de CNI. Kubenet utiliza NAT con menos IPs de la VNet, pero añade complejidad por el SNAT y tiene capacidades de red avanzadas limitadas. Elige CNI para redes y políticas empresariales, kubenet para clústeres más pequeños con un espacio de direcciones restringido, y Overlay para una alta densidad de pods a gran escala sin una expansión descontrolada de CIDR (CIDR sprawl). Emplea zonas de disponibilidad para los pools de nodos, actualizaciones por sobrecarga (surge upgrades) para una interrupción mínima, y canales de actualización de nodos/imágenes para mantener la postura de seguridad.

Batch y Service Fabric

Azure Batch orquesta cargas de trabajo paralelas a gran escala y de HPC sin necesidad de construir tu propio planificador. Los pools definen los recursos de cómputo: tamaños de VM (incluyendo GPU/HPC), imágenes (de Marketplace, personalizadas o de Shared Image Gallery) y tareas de inicio para el arranque del entorno (bootstrapping). Los paquetes de aplicación versionan tus binarios; los certificados y las identidades administradas (managed identities) integran los secretos de forma segura. Los trabajos (jobs) agrupan tareas, las cuales pueden declarar dependencias, usar coordinación de múltiples instancias y aprovechar las ranuras de tareas (task slots) por VM. Las programaciones de trabajos (job schedules) automatizan los envíos recurrentes. Las fórmulas de autoescalado hacen referencia a métricas intrínsecas (por ejemplo, $PendingTasks, $RunningTasks) y a recuentos objetivo (targetDedicatedNodes, targetLowPriorityNodes) con lógica para reaccionar a la profundidad de la cola, los promedios de tiempo de ejecución y las restricciones de costo. Los autopools crean pools por cada trabajo para tener entornos limpios; los pools persistentes amortizan el costo de inicialización para ejecuciones frecuentes. Combina nodos de baja prioridad (Spot) para reducir costos, utilizando lógica tolerante a fallos y puntos de control (checkpointing).

Azure Service Fabric es una plataforma de sistemas distribuidos para microservicios con una gestión de estado robusta. Los servicios sin estado (stateless) escalan horizontalmente y se recuperan fácilmente, mientras que los servicios con estado (stateful) utilizan Reliable Collections y replicación para cumplir con requisitos de estado en memoria de baja latencia con durabilidad en disco. El particionamiento distribuye la carga y el estado; los conjuntos de réplicas (replica sets) mantienen la disponibilidad. Los niveles de confiabilidad del clúster (Bronze, Silver, Gold, Platinum) definen los requisitos de nodos semilla (seed node) y cuórum, lo que influye en la tolerancia a fallos y la concurrencia de las actualizaciones. Los dominios de actualización (upgrade domains) orquestan las actualizaciones continuas (rolling upgrades) en todo el clúster aislando el impacto de los fallos; las políticas de estado (health policies) y la reversión automática (automatic rollback) garantizan la seguridad. Service Fabric es adecuado para escenarios que requieren un procesamiento con estado (stateful) de alto rendimiento, flujos de trabajo complejos, o cuando la consistencia fuerte y la coubicación con los recursos de cómputo son primordiales.

Azure VMware Solution y Marco de Decisión de Cómputo

Azure VMware Solution (AVS) proporciona un stack de vSphere, vSAN y NSX-T totalmente gestionado sobre hardware dedicado (bare metal) de Azure. Las nubes privadas se ejecutan en regiones de Azure con acceso a vCenter y las herramientas familiares de VMware. La conectividad utiliza un circuito AVS ExpressRoute conectado a las VNets de Azure a través de ExpressRoute Global Reach; desde allí, se conecta a las instalaciones locales (on-premises) a través de un ExpressRoute o VPN existente. Las redes de NSX-T proporcionan microsegmentación y enrutamiento norte-sur. HCX permite vMotion en vivo, migración masiva, vMotion asistido por replicación y extensión de red para evacuaciones de centros de datos y fases de modernización con bajo tiempo de inactividad. AVS es ideal para la salida de centros de datos, carteras de aplicaciones estrechamente acopladas a las construcciones de VMware y zonas de aterrizaje de transición que luego se integran con servicios nativos de Azure a través de enlaces privados.

La elección del servicio de cómputo sigue heurísticas claras:

Use Azure VMs cuando requiera control a nivel de sistema operativo, imágenes personalizadas, hardware especializado (GPU/HPC) o dependencias heredadas. Añada conjuntos/zonas de disponibilidad y PPGs para cumplir los objetivos de SLA y latencia. Aplique Spot para una optimización de costos para cargas de trabajo interrumpibles.
Use App Service para alojar APIs/sitios web con frameworks estándar y si desea una plataforma gestionada, ranuras de DevOps integradas y autoescalado sin la complejidad de los contenedores o Kubernetes. Elija Premium o Isolated cuando necesite integración con VNet y características empresariales.
Use Azure Functions para tareas impulsadas por eventos, con ráfagas de actividad o orientadas a flujos de trabajo con una mínima sobrecarga operativa; el plan Premium elimina los arranques en frío y permite el acceso a VNet/privado. Adopte Durable Functions para orquestaciones y actividades de larga duración.
Use ACI para contenedores y trabajos efímeros, escalado rápido y como un destino de ejecución sin servidor desde pipelines o nodos virtuales de AKS. Elija ACI integrado con VNet para cargas de trabajo privadas.
Use AKS para microservicios, portabilidad, programación avanzada, malla de servicios (service mesh) y DevOps estandarizado para contenedores a escala; seleccione el modelo CNI según las necesidades de IP y los requisitos de políticas de red. Particione los grupos de nodos por características de la carga de trabajo y zonas de disponibilidad, y habilite el autoescalado.
Use Azure Batch para cargas de trabajo de cómputo en paralelo, renderizado, Monte Carlo y ETL con programación, economía de autoescalado y capacidad de baja prioridad.
Use Service Fabric para microservicios con estado (stateful) y de alto rendimiento o cuando se requiera una consistencia fuerte, actores fiables y un control preciso sobre la actualización/colocación.
Use AVS para migrar rápidamente los entornos de VMware, preservar los modelos operativos e integrarse con las redes y servicios de Azure como parte de la modernización.

Escenario de Problema Práctico

Contoso Retail está modernizando su plataforma de comercio electrónico para gestionar ventas flash con una latencia inferior a 10 ms entre su capa de API y una capa de caché, cumplir un SLA del 99.99% en una sola región, minimizar el costo durante la demanda normal y migrar un sistema heredado de gestión de pedidos que todavía se ejecuta en VMware. La solución debe exponer APIs públicas, procesar eventos asíncronos y ejecutar una puntuación nocturna del modelo de recomendación sin afectar al sitio en producción.

Colocar el cómputo principal en una región con tres zonas de disponibilidad y crear un grupo de colocación por proximidad (proximity placement group). Alojar la capa de API en un VMSS zonal (Premium SSD v2, redes aceleradas) dentro del PPG para una latencia mínima con Redis Enterprise y una huella zonal de SQL/Cache. Esta elección ofrece un control de rendimiento detallado, una reducción de la latencia a nivel de PPG y una resiliencia a nivel de zona para la ruta crítica (hot path).
Configurar el autoescalado de VMSS basado en la tasa de solicitudes y métricas de profundidad de cola personalizada, con perfiles programados para las ventas flash anticipadas. Habilitar actualizaciones continuas con sondeos de estado y actualizaciones automáticas de imagen. Esto asegura una capacidad elástica y despliegues seguros bajo carga extrema, manteniendo el SLA.
Desplegar el front-end web de cara al cliente en Azure App Service Premium v3 con ranuras de despliegue para implementaciones azul-verde. Integrar la aplicación con una VNet para la salida privada hacia las APIs y almacenes de datos de back-end a través de Private Endpoints. Se eligió App Service para descargar la gestión de la plataforma y agilizar la entrega continua con intercambios seguros.
Implementar el procesamiento asíncrono de pedidos con Azure Functions Premium utilizando desencadenadores de Service Bus y Durable Functions para orquestaciones (fan-out/fan-in para comprobaciones de inventario, autorización de pagos y notificaciones). El plan Premium elimina los arranques en frío, soporta la integración con VNet y Durable Functions proporciona una coordinación fiable de sagas.
Usar Azure Batch para la puntuación nocturna del modelo de recomendación en nodos de baja prioridad (Spot) en un grupo persistente precargado con las dependencias del modelo. Una fórmula de autoescalado establece el número de nodos en función de las tareas pendientes y las predicciones de tiempo de reloj. Batch aísla la carga de trabajo de cómputo pesado del almacén operativo y optimiza el costo con la capacidad de Spot y tareas con puntos de control.
Añadir ACI para trabajos de transformación de datos ad-hoc y con ráfagas de actividad, desencadenados por CI/CD y para la generación de informes específicos por inquilino. Desplegar grupos de contenedores en una subred delegada para mantener todo el procesamiento en un espacio de direcciones privado. Se seleccionó ACI por su arranque casi instantáneo y cero sobrecarga de clúster para tareas esporádicas.
Implementar Azure VMware Solution para el sistema heredado de gestión de pedidos, migrando con HCX usando vMotion asistido por replicación y extendiendo las redes locales (on-prem) a AVS durante la transición. Conectar AVS a las VNets de la aplicación a través de ExpressRoute Global Reach. AVS preserva las herramientas operativas y acelera la salida del centro de datos sin refactorización.
Para futuros microservicios, desplegar AKS con grupos de nodos de usuario zonales, un grupo de sistema con ’taint’ (tainted system pool) y un grupo Spot para cargas de trabajo tolerantes. Elegir Azure CNI Overlay para conservar el espacio de direcciones IP de la VNet mientras se mantienen las capacidades de políticas. Habilitar el autoescalador de clúster y HPA para un escalado por capas. AKS posiciona a Contoso para una evolución nativa de contenedores donde la orquestación añade valor.

Esta composición cumple con las demandas de baja latencia y alta disponibilidad a través de VMSS con PPG y zonas para la ruta crítica, simplifica la entrega web con App Service, utiliza servicios sin servidor y de procesamiento por lotes para el cómputo asíncrono y por lotes de manera eficiente, aprovecha ACI para tareas efímeras y emplea AVS para migrar sistemas dependientes de VMware, todo integrado de forma privada a través de VNets y Private Endpoints para mantener la seguridad y el rendimiento.

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