NUBE PRIVADA BASADA EN EL MODELO DE INFRAESTRUCTURA...
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS CARRERA DE INGENIERÍA INFORMÁTICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN NUBE PRIVADA BASADA EN EL MODELO DE INFRAESTRUCTURA COMO SERVICIO, UTILIZANDO HERRAMIENTAS OPEN SOURCE PARA LA EMPRESA BUSINESS IT TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN INFORMÁTICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN PEDRO LUIS TOSCANO GUANÍN DIRECTOR: ING. CIRO SAGUAY Quito, febrero, 2018
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA INFORMÁTICA Y
CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN
NUBE PRIVADA BASADA EN EL MODELO DE
INFRAESTRUCTURA COMO SERVICIO, UTILIZANDO
HERRAMIENTAS OPEN SOURCE PARA LA EMPRESA
BUSINESS IT
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN
INFORMÁTICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN
PEDRO LUIS TOSCANO GUANÍN
DIRECTOR: ING. CIRO SAGUAY
Quito, febrero, 2018
DERECHOS DE AUTOR
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2018
Reservados todos los derechos de reproducción
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 172293031-8
APELLIDO Y NOMBRES: TOSCANO GUANÍN PEDRO LUIS
DIRECCIÓN: GONZALO ESCUDERO Y CHARLES
DARWIN, CONJUNTO FLORENCIA CASA
#4
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 2078 – 320
TELÉFONO MOVIL: 0995805706
DATOS DE LA OBRA
TITULO: NUBE PRIVADA BASADA EN EL MODELO
DE INFRAESTRUCTURA COMO SERVICIO,
UTILIZANDO HERRAMIENTAS OPEN
SOURCE PARA LA EMPRESA BUSINESS
IT
AUTOR O AUTORES: TOSCANO GUANÍN PEDRO LUIS
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN:
15/02/2018
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN:
ING. CIRO SAGUAY
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: INGENIERO INFORMÁTICO Y CIENCIAS
DE LA COMPUTACIÓN
RESUMEN: Mínimo 250 palabras Business IT es una empresa la cual se
dedica a entregar servicios de TI a
distintas instituciones dentro y fuera del
país. Dicha empresa tiene la necesidad de
administrar y automatizar la puesta en
marcha de los ambientes que su personal
requiere, así pues, de esta forma poder
optimizar tiempo, economizar gastos, así
X
como también tener ambientes bajo
demanda y con mayor seguridad para
todos sus clientes. Para darle una
solución al problema que presenta la
empresa, se propone la consecución del
siguiente proyecto denominado “Nube
privada basada en infraestructura como
servicio, utilizando, herramientas open
source para la empresa Business IT”, el
cual tiene por objetivo la implementación
de una nube privada basada en el modelo
de Infraestructura como Servicio
utilizando herramientas open source.
Como primer paso para la implementación
de esta solución se describe cual es la
situación actual en la que se encuentra la
empresa, luego se elabora el diseño que
tendrá la solución, posteriormente se
continúa con la implementación de todos
los componentes seguido del despliegue
de la nube y, finalmente, se realizan
pruebas para validar la correcta
funcionalidad de la nube. Con la
finalización de este proyecto las
dificultades presentadas por la empresa
quedan solventadas, permitiendo una
disminución de gastos en la empresa,
teniendo un mejor rendimiento y además
permite que la empresa brinde un servicio
más eficiente a todos sus clientes.
PALABRAS CLAVES: Nube, virtualización, plantilla, instancia.
ABSTRACT:
Business IT is a company which dedicates
itself to deliver it services to various
institutions within and outside the country.
This company has the need to manage and
automate the implementation underway
environments requiring its staff, as well
as, thus can optimize time, economizing
DEDICATORIA
A Dios por darme la oportunidad de estar vivo y compartir cada día junto a
mi familia y seres queridos.
A mis padres por darme un apoyo incondicional y las herramientas
necesarias para seguir adelante y cumplir mis metas y objetivos.
A mis hermanos por su constante ayuda y todos los consejos que a lo largo
de mi vida han sabido emitirlos de manera oportuna.
i
ÍNDICE DE CONTENIDO
PÁGINA
RESUMEN ................................................................................................... vii
ABSTRACT ................................................................................................ viii
1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 2
2. MARCO TEÓRICO .................................................................................. 6
2.1. VIRTUALIZACIÓN .......................................................................... 6
2.1.1. TIPOS DE VIRTUALIZACIÓN ......................................................... 7
2.1.1.1. Virtualización de servidor .............................................................. 7
2.1.1.2. Virtualización de aplicación ........................................................... 8
2.1.1.3. Virtualización de almacenamiento ................................................. 9
2.1.1.4. Virtualización de escritorio ........................................................... 10
2.1.1.5. Virtualización de red .................................................................... 11
2.1.1.6. Virtualización de sistemas operativos .......................................... 12
2.2. COMPUTACIÓN EN LA NUBE ..................................................... 12
2.2.1. DEFINICIÓN ................................................................................. 13
2.2.2. CARACTERÍSTICAS .................................................................... 13
2.2.3. MODELOS DE SERVICIO ............................................................ 14
2.2.3.1. Software como servicio (SaaS) ................................................... 14
2.2.3.2. Plataforma como servicio (PaaS) ................................................ 15
2.2.3.3. Infraestructura como servicio (IaaS) ............................................ 15
2.2.4. MODELOS DE DESPLIEGUE DE NUBES
COMPUTACIONALES…… ........................................................... 15
2.2.4.1. Nubes privadas ............................................................................ 16
2.2.4.2. Nubes públicas ............................................................................ 16
2.2.4.3. Nubes híbridas ............................................................................ 16
ii
2.2.5. SISTEMA DE ARCHIVOS EN RED (NFS) .................................... 16
3. METODOLOGÍA ................................................................................... 19
3.1. PLANEACIÓN ............................................................................... 19
3.2. DISEÑO ........................................................................................ 19
3.3. IMPLEMENTACIÓN ...................................................................... 20
3.4. PRUEBAS ..................................................................................... 20
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS ................................................................. 22
4.1. PLANEACIÓN ............................................................................... 22
4.1.1. SELECCIÓN DEL MODELO DE DESPLIEGUE ........................... 22
4.1.2. SELECCIÓN DEL MODELO DE SERVICIO ................................. 23
4.1.3. SELECCIÓN DEL SOFTWARE PARA LOS SERVIDORES ......... 23
4.2. DISEÑO ........................................................................................ 23
4.2.1. DESCRIPCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA DEL CENTRO DE
DATOS DE BUSINESS INTELIGENCE ........................................ 23
4.2.2. DISEÑO DE LA ARQUITECTURA ................................................ 26
4.2.2.1. Taxonomía de nube privada ........................................................ 26
4.2.3. DIMENSIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DE LA NUBE
PRIVADA ...................................................................................... 27
4.2.3.1. Dimensionamiento de almacenamiento (Disco) .......................... 31
4.2.3.2. Dimensionamiento de memoria RAM .......................................... 31
4.2.3.3. Dimensionamiento de CPU ......................................................... 32
4.2.4. ARQUITECTURA DE LA NUBE PRIVADA ................................... 32
4.2.4.1. Almacenamiento .......................................................................... 33
4.2.4.2. Servidores virtualizados (nodos) ................................................. 33
4.2.4.3. Front end ..................................................................................... 34
4.2.5. TOPOLOGÍA DE LA RED ............................................................. 35
iii
4.3. IMPLEMENTACIÓN ...................................................................... 37
4.3.1. INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE LOS COMPONENTES
DE SERVIDOR DE VIRTUALIZACIÓN ......................................... 38
4.3.1.1. Requerimientos de sistema para la instalación del hipervisor ..... 38
4.3.1.2. Configuración del hipervisor ........................................................ 38
4.3.1.3. Configuración de los puentes de la red ....................................... 40
4.3.1.4. Configuración del sistema de archivos compartidos NFS ........... 42
4.3.2. INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE LOS COMPONENTES
DE SERVIDOR DE ADMINISTRACIÓN ....................................... 43
4.3.2.1. Instalación y configuración de la base de datos .......................... 43
4.3.2.2. Preparación de las plantillas de las máquinas virtuales del
sistema. ......................................................................................... 44
4.3.3. LEVANTAMIENTO DE LA NUBE PRIVADA CLOUDSTACK........ 45
4.4. PRUEBAS ..................................................................................... 51
4.4.1. PRUEBA DE DESPLIEGUE DE SERVICIOS DE CÓMPUTO ...... 51
4.4.2. CREACIÓN DE IMAGEN ISO ....................................................... 52
4.4.3. CREACIÓN Y DESPLIEGE DE UNA INSTANCIA. ....................... 52
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................ 58
5.1. CONCLUSIONES ......................................................................... 58
5.2. RECOMENDACIONES ................................................................. 58
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 60
ANEXOS ...................................................................................................... 62
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINAS
Figura 1. Definición de virtualización ............................................................. 7
Figura 2. Virtualización de servidor ............................................................... 8
Figura 3. Virtualización de aplicación ............................................................ 9
Figura 4. Virtualización de almacenamiento ............................................... 10
Figura 5. Virtualización de escritorio ........................................................... 10
Figura 6. Virtualización de red..................................................................... 11
Figura 7. Virtualización a nivel de sistemas operativos ............................... 12
Figura 8. Modelos de servicio ..................................................................... 14
Figura 9. Modelos de nubes computacionales ............................................ 15
Figura 10. Fases de la metodología ............................................................ 19
Figura 11. Arquitectura del centro de datos de Business IT ........................ 24
Figura 12. Taxonomía de servicios en la nube............................................ 26
Figura 13. Proyectos ejecutados año 2015 ................................................. 28
Figura 14. VM’s utilizadas por proyecto años 2015 ..................................... 28
Figura 15. Proyectos ejecutados año 2016 ................................................. 29
Figura 16. VM’s utilizadas por proyecto año 2016 ...................................... 29
Figura 17. Distribución de máquinas virtuales por plantillas ....................... 31
Figura 18. Arquitectura de la nube privada ................................................. 33
v
Figura 19. Topología de red ........................................................................ 35
Figura 20. Página de inicio Cloudstack ....................................................... 45
Figura 21. Pantalla de bienvenida Cloudstack ............................................ 46
Figura 22. Cambio de contraseña a usuario admin ..................................... 46
Figura 23. Configuración de la zona ........................................................... 47
Figura 24. Configuración del Pod ................................................................ 47
Figura 25. Configuración red de invitado .................................................... 48
Figura 26. Configuración del grupo ............................................................. 48
Figura 27. Configuración del host ............................................................... 48
Figura 28. Configuración del almacenamiento primario .............................. 49
Figura 29. Configuración del almacenamiento secundario ......................... 49
Figura 30. Construcción de la nube ............................................................ 50
Figura 31. Panel de control de la nube ....................................................... 50
Figura 32. Añadir servicio de cómputo ........................................................ 51
Figura 33. Creación de imagen ISO ............................................................ 52
Figura 34. Creación de una instancia .......................................................... 53
Figura 35. Selección de imagen ISO ........................................................... 53
Figura 36. Selección de servicio de cómputo .............................................. 54
Figura 37. Selección de disco para la instancia virtual ................................ 54
Figura 38. Creación de la instancia virtual .................................................. 55
Figura 39. Instancia virtual .......................................................................... 56
vi
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Inventario de equipos sala de servidores ............................................ 24
Tabla 2. Plantillas de máquinas virtuales para la nube .................................... 30
Tabla 3. Espacio de almacenamiento (Disco) requerido .................................. 31
Tabla 4. Cantidad de memoria RAM requerida ................................................. 32
Tabla 5. Número de CPU’s virtuales requeridos ............................................... 32
Tabla 6. Características del servidor de almacenamiento ............................... 33
Tabla 7. Características de los servidores hipervisores ................................... 34
Tabla 8. Direccionamiento IP de los nodos ........................................................ 34
Tabla 9. Costo de equipos Business IT ............................................................... 36
Tabla 10. Costo de equipos para la implementación de la nube .................... 36
Tabla 11. Análisis costo beneficio ........................................................................ 37
vii
RESUMEN
Business IT es una empresa la cual se dedica a entregar servicios de TI a
distintas instituciones dentro y fuera del país. Dicha empresa tiene la
necesidad de administrar y automatizar la puesta en marcha de los
ambientes que su personal requiere, así pues, de esta forma poder optimizar
tiempo, economizar gastos, así como también tener ambientes bajo
demanda y con mayor seguridad para todos sus clientes. Para darle una
solución al problema que presenta la empresa, se propone la consecución
del siguiente proyecto denominado “Nube privada basada en infraestructura
como servicio, utilizando, herramientas open source para la empresa
Business IT”, el cual tiene por objetivo la implementación de una nube
privada basada en el modelo de Infraestructura como Servicio utilizando
herramientas open source. Como primer paso para la implementación de
esta solución se describe cual es la situación actual en la que se encuentra
la empresa, luego se elabora el diseño que tendrá la solución,
posteriormente se continúa con la implementación de todos los componentes
seguido del despliegue de la nube y, finalmente, se realizan pruebas para
validar la correcta funcionalidad de la nube. Con la finalización de este
proyecto las dificultades presentadas por la empresa quedan solventadas,
permitiendo una disminución de gastos en la empresa, teniendo un mejor
rendimiento y además permite que la empresa brinde un servicio más
eficiente a todos sus clientes.
Palabras clave
Nube, virtualización, plantilla, instancia.
viii
ABSTRACT
Business IT is a company which dedicates itself to deliver it services to
various institutions within and outside the country. This company has the
need to manage and automate the implementation underway environments
requiring its staff, as well as, thus can optimize time, economizing
expenditure as well also have on demand and with greater security for all
environments its customers. To give a solution to the problem which presents
the company, aims to achieve the following project called “Private cloud
infrastructure as a service-based, using, open source tools for the Enterprise
Business IT”, which aims at the implementation of a private cloud based on
the model of infrastructure as a service using open tools source. As a first
step for the implementation of this solution is described which is the current
situation in which the company is then prepares the design that will be the
solution, then continues with the implementation of all components followed
from the deploy cloud and, finally, tests are performed to validate the correct
functionality of the cloud. With the completion of this project presented by the
company difficulties are solved, allowing a decrease in expenses at the
company, having a better performance and it also allows the company to
provide a more efficient service to all its customers.
Keywords
Cloud, virtualization, templates, instance.
1
INTRODUCCIÓN
2
1. INTRODUCCIÓN
En los últimos años la computación en la nube o comúnmente conocido
como cloud computing está ganando espacio e interés dentro de las
empresas de TI (Tecnologías de la Información) debido a las distintas
aplicaciones y beneficios que esta puede llegar a tener, pero aun así en la
actualidad resulta un poco confuso la comprensión de estos sistemas y el
alcance que puede llegar a poseer, es aquí donde nace la necesidad de
realizar el análisis de esta problemática, con la finalidad de dar a conocer
tanto las ventajas como desventajas de implementar este tipo de sistemas
dentro de las empresas.
La realidad de las empresas dentro del entorno de las tecnologías de la
información está centrada en un modelo en el cual tanto los clientes internos
como externos solicitan una variedad de soluciones al departamento de TI,
lo cual implica un esfuerzo significativo en términos económicos ya que no
solo se necesita una infraestructura conveniente sino también personal
capacitado para mantener dicho sistema funcionando.
La realización del presente proyecto denominado “Nube privada basada en
infraestructura como servicio utilizando herramientas open source para la
empresa Business IT” está dirigido a brindar una solución tecnológica que
ofrezca servicios de infraestructura tecnológica a través de la computación
en la nube como una opción factible dentro de la empresa.
La empresa Business IT proporciona servicios de TI tales como servicios de
implementación, operación y administración de plataformas tecnológicas,
soluciones para la gestión del talento humano, soluciones de negocio
basada en tecnologías de punta, operaciones de TI, cursos de capacitación
y licenciamiento, la cual no posee una infraestructura tecnológica que le
posibilite administrar y automatizar el despliegue de los ambientes que el
3
personal solicita para la elaboración de los diferentes proyectos que se
ejecutan para los clientes. Además, precisa comprender sobre buenas
prácticas y elementos de hardware y software indispensables para desplegar
una solución que se acople adecuadamente a sus necesidades.
El levantamiento de una nube privada enmarca esta necesidad empresarial
de contar con una solución para el debido abastecimiento de servicios TI
sobre los propios recursos que posee la organización, sin importar que dicha
implementación se la realice dentro o fuera de la misma.
Para dar solución a este requisito, la empresa busca la implementación de
una nube privada con el uso de herramientas open source que les posibilite
la automatización, optimización y la gestión de manera centralizada de los
recursos de su Data Center.
El presente proyecto acogerá el modelo de Infraestructura como Servicio
(IaaS) para la presentación de servicios en la nube. Dicho modelo permitirá
emplear y optimizar la usabilidad de recursos tales como: procesamiento,
red y almacenamiento. Siendo las siguientes sus principales ventajas:
Flexibilidad: el consumo de los recursos (red, almacenamiento y
procesamiento) puede crecer o ser más pequeña dependiendo de las
necesidades.
Fiabilidad: este modelo de servicio proporciona un alto nivel de disponibilidad
para sus usuarios.
Seguridad: el uso de roles para el acceso es una de las mayores ventajas
que se ofrecen ya que nos permitirá contar con planes de seguridad acorde
a los distintos perfiles de usuario.
4
Rapidez: el tiempo se cuenta en minutos desde que un usuario decide tener
un nuevo servidor hasta que lo tiene a su disponibilidad.
El presente proyecto tiene como objetivo implementar una nube privada bajo
el modelo de infraestructura como servicio (IaaS) utilizando herramientas
open source para la empresa Business IT.
Para cumplir con el objetivo general descrito, se llevarán a cabo los
siguientes objetivos específicos:
Comprender el paradigma de la computación en la nube, sus diferentes tipos
de servicio y modelos de despliegue, además de sus características y
definiciones; Investigar sobre su instalación, configuración y despliegue del
modelo de infraestructura como servicio mediante herramientas de open
source; Adaptar las buenas prácticas para la implementación de la nube
privada dentro de la empresa; Afianzar los servidores de la organización
mediante un open source de virtualización para su entorno de desarrollo.
5
MARCO TEÓRICO
6
2. MARCO TEÓRICO
Para un mejor entendimiento de lo que significa la computación en la nube y
los modelos de servicio que ofrece, debemos comprender términos como
virtualización, nube, tipos de nube, entre otros, que son temas que
abordaremos a continuación:
2.1. VIRTUALIZACIÓN
Según López, Huedo, y Garbajosa (2008), el término virtualización se lo
viene empleando antes de 1960, y este se ha ido utilizando en varios
aspectos y entornos informáticos. Dicho concepto está referido a lo que es la
abstracción de recursos de un computador.
López, Huedo, y Garbajosa (2008), especifican que, en la informática, la
virtualización es la creación y administración por medio de un software
hipervisor de una interpretación virtualizada de algún recurso tecnológico
como lo son CPU, almacenamiento, redes y memoria, los cuales son
agrupados y repartidos de manera dinámica a cada una de las máquinas
virtuales a través del hipervisor.
Según lo expuesto por VMWare (2015), la máquina virtual es el centro de la
virtualización, es un depósito de software muy apartado, el cual consta de un
sistema operativo y de aplicaciones. Muchas máquinas virtuales pueden ser
ejecutadas de manera simultánea dentro de una misma computadora ya que
son independientes y están separadas en su totalidad.
Otra definición dada por Arias (2008), en su artículo describe que la
virtualización emerge con el planteamiento de mejorar el uso de recursos
tecnológicos a través de un agrupamiento común de estos y que se pueden
7
llegar a compartir con cualquier persona en cualquier lugar del mundo. La
figura 1 muestra cual es el funcionamiento del a virtualización.
HARDWARE FÍSICO
(MEMORIA, ALMACENAMIENTO, RED, CPU)
SOFTWARE PARA VIRTUALIZACIÓN
(XENSERVE, VMWARE, VIRTUAL BOX, PROXMOX, ECT.)
HARDWARE
VIRTUALIZADO
HARDWARE
VIRTUALIZADO
SISTEMA OPERATIVO
VIRTUALIZADO #2
SISTEMA OPERATIVO
VIRTUALIZADO #1
APLICACIÓN APLICACIÓNAPLICACIÓNAPLICACIÓN
Figura 1. Definición de virtualización
2.1.1. TIPOS DE VIRTUALIZACIÓN
Existe una variedad de tipos de virtualización, los cuales serán mencionados
a continuación:
Virtualización de servidor, virtualización de aplicación, virtualización de
almacenamiento, virtualización de escritorio, virtualización de red
2.1.1.1. Virtualización de servidor
Meier (2008) afirma que, un servidor físico se separa para brindar múltiples
servidores virtuales o diversos sistemas operativos mediante una única
plataforma de hardware. Esto nos posibilita que varios sistemas operativos
8
consigan convivir sobre uno o varios procesadores y recursos como los de
memoria y de almacenamiento. Ver figura 2
AlmacenamientoRed
Servidor
INFRAESTRUCTURA VIRTUAL
MÁQUINA VIRTUAL MÁQUINA VIRTUAL MÁQUINA VIRTUAL
SISTEMA OPERATIVO
APLICACIÓN
SISTEMA OPERATIVO SISTEMA OPERATIVO
APLICACIÓN APLICACIÓN
Figura 2. Virtualización de servidor
2.1.1.2. Virtualización de aplicación
VMWare (2010) aclara que la virtualización de aplicaciones es la capacidad
de ejecutar software sin la necesidad de alterar el computador anfitrión o
producir algún tipo de cambio al sistema operativo, sistema de archivos o al
registro de dicho computador. Al momento de utilizar este tipo de tecnología
de virtualización podemos ejecutar software sin problemas o conflictos de
instalación, o algún otro tipo de impacto en la estabilidad o seguridad del
computador. La figura 3 muestra la forma en la que funciona la virtualización
de aplicación.
9
Figura 3. Virtualización de aplicación
2.1.1.3. Virtualización de almacenamiento
Dentro del tutorial técnico Bunn (2003) se encuentra que la virtualización de
almacenamiento es definida como:
El hecho de separar, esconder o aislar las funciones internas de un sistema
de almacenamiento de los computadores, aplicaciones y demás recursos de
red en general, con el objetivo de conceder que redes o aplicaciones
independientes manejen sus propios datos y almacenamiento.
La puesta en marcha de la virtualización a servicios o dispositivos de
almacenamiento con el objetivo de aumentar funciones o dispositivos,
disminuyendo la dificultad, o incorporando nuevas capacidades a los
recursos de almacenamiento de bajo nivel. En la figura 4 se puede observar
cual es el funcionamiento que tiene la virtualización de almacenamiento.
10
Figura 4. Virtualización de almacenamiento
2.1.1.4. Virtualización de escritorio
Según lo expuesto por Petrovic (2009), la virtualización de escritorios
menciona dos tecnologías adicionales: virtualización basada en servidor y
cliente hospedado. En ambos casos, un escritorio de sistema operativo
estándar se lo enfrasca dentro de una máquina virtual para así permitir el
acceso de los usuarios. Cuando se utiliza la virtualización de cliente
hospedado, el hospedaje y la operación de la máquina virtual se encuentran
en el mismo cliente. El cliente pone en marcha un sistema operativo y una
aplicación para la debida virtualización. En la virtualización de escritorio
basada en servidor como se muestra en la figura 5, se ponen en ejecución
varias máquinas virtuales dentro de un servidor y el usuario recibe una
pantalla remota de su escritorio.
Figura 5. Virtualización de escritorio
11
2.1.1.5. Virtualización de red
Oracle (2011) define, la virtualización de redes es acoplar los recursos de
red del software con los recursos de red del hardware dentro de una sola
unidad administrativa. Lo que se trata de conseguir con la virtualización de
redes es facilitar un uso compartido de redes de forma eficaz, segura y
controlada para los diferentes usuarios y los diferentes sistemas como se
muestra en la figura 6.
Una red virtual es el resultado de aplicar la virtualización de redes, dichas
redes virtuales pueden clasificarse en: externas e internas.
El tener múltiples redes locales administradas por el software como una
única entidad, a eso se lo conoce como redes virtuales externas. Por otro
lado, las redes virtuales internas son aquellas que están constituidas de un
sistema que utiliza zonas o máquinas virtuales configuradas en al menos
una pseudointerfaz de red.
RED FÍSICA
Requerimiento: IP de transporte
Plataforma de virtualización de red
RED VIRTUAL RED VIRTUAL RED VIRTUAL
L2, L3, L4-7 Servicios de Red
Carga de trabajo
(Workload)
Carga de trabajo
(Workload)
Carga de trabajo
(Workload)
Figura 6. Virtualización de red
12
2.1.1.6. Virtualización de sistemas operativos
González (2016) menciona que, la virtualización a nivel de sistemas
operativos nos concede un alto nivel de seguridad al momento de la
ejecución de servidores virtuales y servidores físicos, compartiendo un
mismo sistema operativo, aunque se lo hace de forma aislada, sin que
ninguno intervenga en la ejecución de las aplicaciones del otro. Ver figura 7.
La virtualización a nivel de sistema operativo es el pilar de tecnología de los
sistemas de virtualización Solaris Containers, BSD Jails y Linux Vserver,
afirma González (2016).
Figura 7. Virtualización a nivel de sistemas operativos
2.2. COMPUTACIÓN EN LA NUBE
La programación, así como también las tecnologías de la información y
computación, están sujetas a permanentes cambios y avances. Dichos
cambios son reflejados diariamente en aplicaciones para la internet, lo cual
consecuentemente ha llevado a la aparición de nuevas formas de
computación como lo es la computación en la nube o comúnmente conocido
como Cloud Computing.
13
2.2.1. DEFINICIÓN
En la nube los recursos de informática son utilizados y brindados como
servicios por medio de internet sin la necesidad de que los usuarios sepan
de la infraestructura que hay detrás, afirma Ávila (2011).
Ávila (2011) también nos menciona que la computación en la nube da un
resultado eficaz y provechoso tanto para usuarios como para proveedores,
ya que a pesar de que existen cierto tipo de riesgos, la tecnología de la
computación en la nube permite el ahorro de licencias, como el de
administración de servicios y equipos.
2.2.2. CARACTERÍSTICAS
Según Ávila (2011) existen variedad de ventajas que la computación en la
nube nos presenta, entre las que podemos destacar:
El poseer un equipo potente no es necesario, ya que solo se necesita un
aparato que pueda acceder a internet
Sí se da algún tipo de fallo, existe un respaldo (backup) que se transforma
de manera automática en la copia primaria y partiendo de dicha copia se
genera una nueva.
Es escalable, todo sistema y su arquitectura es predecible y eficiente.
El usuario tiene la libertad de emplear la plataforma de su conveniencia.
Se maneja el concepto de virtualización, es decir, las aplicaciones son
totalmente independientes del hardware que las corre.
14
2.2.3. MODELOS DE SERVICIO
Como se muestra en la figura 8, la computación en la nube fundamenta su
arquitectura en capas, realizando una división entre hardware, arquitectura y
aplicaciones:
Figura 8. Modelos de servicio
2.2.3.1. Software como servicio (SaaS)
Arias (2014) afirma que, en este nivel las aplicaciones son repartidas como
servicios y se acceden a ellas bajo demanda. En este modelo de servicio los
usuarios no necesitan poseer una infraestructura propia ni tampoco instalar
software, ya que la aplicación y también sus datos asociados son accedidos
a través del internet. Este modelo de servicio libera al usuario de toda
complejidad, además también le permite disminuir de una manera
considerable los precios.
15
2.2.3.2. Plataforma como servicio (PaaS)
Según Fielder y Brown (2012), el modelo permite que los desarrolladores de
software diseñen aplicaciones y servicios Web en nubes computacionales,
sacando provecho de la capacidad de la nube que tiene para brindar de
manera automática recursos adicionales de computación y almacenamiento
cuando se necesite. Con este servicio el cliente se enfoca únicamente en el
desarrollo, depuración y pruebas de las aplicaciones.
2.2.3.3. Infraestructura como servicio (IaaS)
Como podemos encontrar en la guía de Toro y Botero (2011), en este
modelo de servicio los usuarios usan recursos computacionales, de
almacenamiento y comunicaciones. En lugar de comprar servidores u ocupar
espacio en un data center o equipamiento de redes, los clientes adquieren
esos recursos de un proveedor de servicios externo.
2.2.4. MODELOS DE DESPLIEGUE DE NUBES COMPUTACIONALES
La figura 9 muestra los tres modelos de despliegue de nubes
computacionales:
Figura 9. Modelos de nubes computacionales
16
2.2.4.1. Nubes privadas
El modelo de nube privada es provisionada para el uso exclusivo de una sola
organización, la misma que puede ser operada y administrada por la misma,
un tercero o una combinación de los dos, este tipo de nube puede existir
dentro o fuera de las instalaciones de la organización, afirma NIST (2011).
2.2.4.2. Nubes públicas
Según Management Solutions (2012), las nubes públicas como su nombre lo
indica son abiertas al público, y el propietario de este tipo de modelo de nube
es un proveedor de Cloud Computing que, en adición es quien se encarga
de gestionarla.
2.2.4.3. Nubes híbridas
La composición de este tipo de nube es la unión de dos o más nubes
distintas en infraestructura (privada o pública), el usuario de este tipo de
nubes posee el control de ciertas acciones y comparte otras. Ávila (2011)
menciona que las ventajas de este tipo de nubes, es que se puede tener el
ambiente de aplicaciones y medios de almacenamiento propios para así
luego poder usar la nube para distribuir y compartir datos.
2.2.5. SISTEMA DE ARCHIVOS EN RED (NFS)
Priyanka (2015) menciona en su artículo que, el sistema de archivos de red
comúnmente conocido como NFS por sus siglas en inglés (Network File
System) es un protocolo de sistema de archivos que permite a los usuarios
en una computadora que actúa como cliente acceder a archivos a través de
red tal y como se lo podría hacer a un almacenamiento local. NFS es usado
17
en plataformas que funcionan con sistemas operativos Unix, Microsoft
Windows y también en sistemas Macintosh.
18
METODOLOGÍA
19
3. METODOLOGÍA
Si bien no se ha planteado formalmente una metodología que se ajuste al
tratamiento de proyectos de infraestructura tecnológica, se ha propuesto
cuatro etapas que estuvieron dirigidas a la consecución de los objetivos que
se plantearon en el proyecto. Dichas fases fueron planteadas en base al
análisis de la metodología de cascada y la de desarrollo con Cisco ya que
ambas son del tipo secuencial y sus etapas se ejecutan una tras otra. La
figura 10 muestra todas las fases a ejecutarse dentro de la metodología.
Figura 10. Fases de la metodología
3.1. PLANEACIÓN
Dentro de la etapa de planeación, se definieron todas las fases del proyecto,
así como también el modelo de despliegue y el servicio que usará la
plataforma de nube. También se definió las herramientas de software que se
utilizaron para la consecución del proyecto.
3.2. DISEÑO
Luego de haber recopilado la información necesaria, se identificó los
inconvenientes y, a su vez las facilidades tecnológicas que se presentaron
para el despliegue de la plataforma.
20
Dentro de esta etapa se requirió el uso de encuestas (ver Anexo 1) para así
tener un mejor conocimiento de la situación actual de la empresa y el uso de
los recursos dentro de cada proyecto que han ejecutado.
Al finalizar esta etapa se pudo esquematizar la arquitectura de la plataforma,
así como también se dimensionó sus componentes.
3.3. IMPLEMENTACIÓN
En esta etapa se inició con la implementación de los diferentes componentes
de la plataforma acorde al estudio elaborado con las especificaciones
mencionadas en la etapa de diseño.
Al concluir la etapa de implementación se tendrá la nube totalmente
funcional con todos sus componentes interactuando de manera adecuada.
3.4. PRUEBAS
La última etapa del proyecto, donde se realizó pruebas de funcionalidad de
cada componente que forma parte de cada máquina virtual que estará
operando dentro de la plataforma de nube.
Al finalizar esta etapa se tendrá una máquina virtual corriendo dentro de la
plataforma con las especificaciones recopiladas dentro de la encuesta
realizada anteriormente (ver Anexo 1).
21
ANÁLISIS Y RESULTADOS
22
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS
A continuación, se dará a conocer los resultados obtenidos en cada una de
las etapas de la elaboración del proyecto.
4.1. PLANEACIÓN
4.1.1. SELECCIÓN DEL MODELO DE DESPLIEGUE
Anteriormente se trató los diferentes tipos de modelos de despliegue que
puede tener una infraestructura de nube computacional. El modelo de nube
privada brinda los mismos servicios que se puede obtener de un modelo de
nube pública, con la ventaja que tiene control sobre la seguridad, se maneja
recursos propios y controla la calidad de los servicios.
Existen varias preocupaciones dentro de una empresa o institución al
instante de migrar su infraestructura de red a un modelo de nube
computacional, y una de las más relevantes es la seguridad que puede
brindar. Al migrar e implementar un modelo de nube privada, los recursos,
datos y servicios quedan totalmente al mando de la empresa, de esta
manera se salvaguarda el activo más importante que es la información
crítica.
Al momento de implementar un modelo de nube privada, se puede acoplar
recursos de una nube externa para complacer necesidades internas ya sea
de una aplicación o de un sistema, lo cual proporcionará un alto grado de
escalabilidad, resaltando que la empresa tendrá control total sobre la gestión
unificada.
23
4.1.2. SELECCIÓN DEL MODELO DE SERVICIO
En este proyecto, el modelo de servicio que se brindará es el de la
infraestructura (IaaS), es decir procesamiento, espacio de memoria, red y
almacenamiento, para que de esta manera la empresa sea capaz de
instalar, ejecutar y manipular software de forma arbitraria.
4.1.3. SELECCIÓN DEL SOFTWARE PARA LOS SERVIDORES
El levantamiento de la plataforma de nube fue basado en herramientas de
open source, y el sistema operativo que se usó en cada uno de los
servidores es Ubuntu versión 16.04 LTS de Linux.
El motivo por el cual se eligió esta distribución de Linux como el sistema
operativo base para el levantamiento de la plataforma de nube es por la
facilidad de instalación, así como también por su gran disponibilidad de
documentos de ayuda para sus usuarios.
4.2. DISEÑO
4.2.1. DESCRIPCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA DEL
CENTRO DE DATOS DE BUSINESS INTELIGENCE
La combinación de servidores físicos y virtuales conforman la infraestructura
tecnológica de Business IT, los cuales están conectados a una red de área
local y ofrece a los usuarios de la empresa varios servicios como:
• Internet
• Ambientes de desarrollo
• DNS
• DHCP
24
• Directorio
• Otros (aplicaciones internas de la empresa)
Dichos servidores están distribuidos en la nube de Microsoft Azure y el
centro de datos que se encuentra en la oficina matriz ubicada en Quito. En la
figura 11 se puede observar la arquitectura de red.
Windows Azure
Centro de datos Business IT
Switch
Router
Figura 11. Arquitectura del centro de datos de Business IT
En la tabla 1 se describen los equipos que están dentro de la sala de
servidores de la empresa, también se detalla el rol que cumple cada uno de
ellos.
Tabla 1. Inventario de equipos sala de servidores
Comunicaciones
Marca Modelo Función Características
Cisco 7200 Router de borde.
Salida a Internet.
4 interfaces
FastEthernet, 256
MB de ram, 256 MB
flash SIMM, 62 ios:
disk0:c7200-ismz.
122-10g
25
Cisco 3750 Switch para
conexión a
servidores y
estaciones de
trabajo.
Capa 3/24p
interfaces Ethernet
Gigabit, 128 MB
ram, 16 MB flash,
ios: c3750-
advipservicesk9-
mz.122-25.SEE.bin
Servidores
Marca Sistema
Operativo
Función Características
Azure - Virtual
Server
Windows
Server 2012
R2
Controlador de
dominio y
servidor DNS
A1. 1 núcleo
RAM 1.75 GB
Disco 70 GB
Azure – Virtual
Server
Windows
Server 2008
R2 SP1
Campus virtual A2. 2 núcleos
RAM 3.5 GB
Disco 135 GB
Clon Windows
Server 2008
R2 SP1
Servidor de
seguridad
perimetral TMG
Pentium 4,2 GHz
RAM 8 GB
Disco 80 GB
Clon Windows
Server 2012
R2
Controlador de
dominio y
servidor DNS
2,1 GHz, dual-core
RAM 8 GB
Disco 80 GB
Clon Windows
Server 2012
R2
Servidor DHCP Pentium 4,2 GHz
RAM 8 GB
Disco 80 GB
Clon Windows
Server 2008
R2 SP1
Servidor para
toma de
exámenes de
certificación
2,1 GHz, dual-core
RAM 12 GB
Disco 120 GB
Clon Windows
Server 2012
R2
Servidor de
ambientes de
desarrollo
Core i7 2,00 GHz
CPU RAM 64 GB
Disco 160 GB
26
Clon Windows
Server 2012
R2
Servidor de
ambientes de
desarrollo
Core i7 2,00 GHz
CPU RAM 64 GB
Disco 160 GB
Clon Windows
Server 2012
R2
Servidor de
ambientes de
desarrollo
Core i7 2,00 GHz
CPU RAM 64 GB
Disco 160 GB
4.2.2. DISEÑO DE LA ARQUITECTURA
4.2.2.1. Taxonomía de nube privada
En la figura 12 se puede observar la división de responsabilidades
administrativas, así como también la clasificación de los servicios de la
infraestructura de nube.
Figura 12. Taxonomía de servicios en la nube
27
Como se puede apreciar, en este tipo de servicio de nube se proporciona
máquinas virtuales estandarizadas. El responsable de la configuración y
manejo del sistema operativo, así también como de las aplicaciones, bases
de datos, etc., es el usuario, es decir, asumirá el riesgo en la operación de
las siguientes capas:
• Aplicaciones
• Infraestructura de software (Datos, Middleware, tiempo de ejecución)
• Sistema Operativo
De esta forma el proveedor de servicios se encarga de administrar las
siguientes capas:
• Virtualización
• Servidores
• Red y Firewall
• Data Center (Almacenamiento)
4.2.3. DIMENSIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DE LA NUBE
PRIVADA
Para realizar el dimensionamiento de cada componente que tendrá la
solución, se aplicó una encuesta (Anexo 1) a los tres gerentes de proyectos
de la empresa y los resultados fueron los siguientes:
Como se puede observar en la figura 13, en el año 2015 se ejecutaron un
total de 18 proyectos, de los cuales 12 utilizaron ambientes virtuales para su
desarrollo.
28
Figura 13. Proyectos ejecutados año 2015
De los 12 proyectos que utilizaron ambientes virtualizados, se empleó un
total de 34 máquinas virtuales, como se puede observar en la figura 14.
Figura 14. VM’s utilizadas por proyecto años 2015
En comparación con el año 2015, en la figura 15 se visualiza que en el año
2016 la empresa ejecutó un total de 22 proyectos de los cuales 15 utilizaron
máquinas virtuales para su desarrollo.
18
12
6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Proyectos ejecutados 2015 Proyectos que utilizaronVM's
Proyectos que no utilizaronVM's
PROYECTOS 2015
4
6
22
3
4
0
1
2
3
4
5
6
7
1 2 3
VM'S POR PROYECTO 2015
# proyectos VM Usadas
29
Figura 15. Proyectos ejecutados año 2016
Un total de 42 máquinas virtuales fueron empleadas dentro de los 15
proyectos del año 2016 que utilizaron ambientes virtualizados, tal y como se
muestra en la figura 16.
Figura 16. VM’s utilizadas por proyecto año 2016
22
15
7
0
5
10
15
20
25
Proyectos ejecutados 2016 Proyectos que utilizaronVM's
Proyectos que no utilizaronVM's
PROYECTOS 2016
6 6
3
2
3
4
0
1
2
3
4
5
6
7
1 2 3
VM'S POR PROYECTO 2016
# proyectos VM Usadas
30
En la tabla 2 se visualiza cuáles fueron las configuraciones más usadas en
los proyectos que utilizaron máquinas virtuales entre los años 2015 y 2016,
dichas composiciones son las que definirán las plantillas de máquinas
virtuales que se utilizarán en el ambiente de nube.
Tabla 2. Plantillas de máquinas virtuales para la nube
Plantilla Características Sistema Operativo
Plantilla 1 – Servidor
pequeño
1 vCPU
2 GB RAM
50 GB Disco
1 Ethernet
Windows 2008 R2
Plantilla 2 – Servidor
mediano
2 vCPU
4 GB RAM
80 GB Disco
1 Ethernet
Windows 2012 R2
Plantilla 3 – Servidor
grande
2 vCPU
8 GB RAM
80 GB Disco
1 Ethernet
Windows 2012 R2
Plantilla 4 – Cliente 4 vCPU
4 GB RAM
60 GB Disco
1 Ethernet
Windows 10
El uso de las plantillas en cada máquina virtual se puede observar en la
figura 17.
31
Figura 17. Distribución de máquinas virtuales por plantillas
4.2.3.1. Dimensionamiento de almacenamiento (Disco)
Tomando los resultados de la encuesta realizada, en los proyectos de los
años 2015 y 2016, la cantidad de almacenamiento requerido se lo muestra
en la tabla 3.
Tabla 3. Espacio de almacenamiento (Disco) requerido
Servidores por plantilla Tamaño de disco Tamaño total de
disco
Plantilla 1 – 12 VM’s 50 GB 600 GB
Plantilla 2 – 12 VM’s 80 GB 960 GB
Plantilla 3 – 10 VM’s 80 GB 800 GB
Plantilla 4 – 8 VM’s 60 GB 480 GB
TOTAL 2840 GB
4.2.3.2. Dimensionamiento de memoria RAM
La cantidad de memoria requerida para el levantamiento de la nube se
muestra en la tabla 4.
12 12
10
8
0
2
4
6
8
10
12
14
Plantilla 1 Plantilla 2 Plantilla 3 Plantilla 4
VM POR PLANTILLA
32
Tabla 4. Cantidad de memoria RAM requerida
Servidores por plantilla Tamaño de RAM Tamaño total de
RAM
Plantilla 1 – 12 VM’s 2 GB 24 GB
Plantilla 2 – 12 VM’s 4 GB 48 GB
Plantilla 3 – 10 VM’s 8 GB 80 GB
Plantilla 4 – 8 VM’s 4 GB 32 GB
TOTAL 184 GB
4.2.3.3. Dimensionamiento de CPU
El número mínimo requerido de CPU’s virtuales se muestran en la tabla 5,
tomando en cuenta los datos de la encuesta realizada.
Tabla 5. Número de CPU’s virtuales requeridos
Servidores por plantilla Número de vCPU’s Número total de
vCPU’s
Plantilla 1 – 12 VM’s 1 vCPU’s 12 vCPU’s
Plantilla 2 – 12 VM’s 2 vCPU’s 24 vCPU’s
Plantilla 3 – 10 VM’s 2 vCPU’s 20 vCPU’s
Plantilla 4 – 8 VM’s 4 vCPU’s 32 vCPU’s
TOTAL 88 vCPU’s
4.2.4. ARQUITECTURA DE LA NUBE PRIVADA
La arquitectura de la nube privada consta de los siguientes componentes tal
y como se muestra en la figura 18.
33
Figura 18. Arquitectura de la nube privada
4.2.4.1. Almacenamiento
Este servidor es el encargado de proporcionar un servicio de
almacenamiento de red, posibilitando a los servidores de virtualización
poseer datos centralizados e independientes.
En la tabla 6 se describen las características del servidor de
almacenamiento.
Tabla 6. Características del servidor de almacenamiento
Recurso Características
Procesador Dual socket: 6 cores per socket
Memoria 4 GB
Discos locales 2 TB
Interfaces de red 1 adaptador de red, 1 Gbps
4.2.4.2. Servidores virtualizados (nodos)
Los nodos son aquellos servidores que están configurados con el hipervisor
KVM y se encargan de proporcionar los recursos de CPU y memoria a la
34
nube. Las características mínimas de estos dos servidores son similares y se
detallan en la tabla 7.
Tabla 7. Características de los servidores hipervisores
Recurso Características
Procesador Core i7 2.00 GHz
Memoria 46 GB
Discos locales 160 GB
Interfaces de red 2 adaptadores de red de 1Gbps
Para proporcionar los servicios de nube se utiliza una red LAN, mientras que
un segmento de red dedicado y aislado es utilizado por el clúster y el acceso
al almacenamiento. Cada nodo de la nube posee direccionamiento IP
detallado en la tabla 8.
Tabla 8. Direccionamiento IP de los nodos
Equipo IP Red LAN
KVM Server 1 192.168.0.11
Management Server 192.168.0.10
4.2.4.3. Front end
Está compuesto por una plataforma que permite manejar la red,
almacenamiento y nodos para levantar una infraestructura de nube.
También posibilita desplegar, administrar y configurar los entornos de
computación en la nube.
35
4.2.5. TOPOLOGÍA DE LA RED
En la figura 19 describe la topología de red de la implementación de
Cloudstack a pequeña escala.
Figura 19. Topología de red
El firewall es el que proporciona conexión a internet. Además, reenvía las
solicitudes HTTP al servidor de administración.
El switch es el que conecta todos los servidores físicos y el almacenamiento.
El único servidor NFS funciona como almacenamiento primario y secundario.
El servidor de administración está conectado a la red de gestión.
El servidor de virtualización tiene el mismo direccionamiento IP que el
servidor de almacenamiento ya que funcionan dentro de un mismo
computador.
36
4.2.6. ANÁLISIS COSTO BENEFICIO
Luego de tener la descripción de la situación actual de cómo se encuentra la
empresa y de cuál es el beneficio luego de la implementación de la nube. Se
pudo realizar un análisis de cuál es el resultado que la organización obtendrá
con la culminación del presente proyecto.
En la tabla 9 se detalla el costo de los equipos y licencias que actualmente
se usan dentro de la empresa.
Tabla 9. Costo de equipos Business IT
Producto Cantidad Precio Unitario $ Total $
Router Cisco 7200 1 1.650 1.650 Switch Cisco 3750 1 190 190 Azure Virtual Server A1
1 816 816
Azure Virtual Server A2
1 1.632 1.632
Licencia Windows Server 2012 R2 Standar
1 880 880
Licencia Windows Server 2008 R2 SP1
1 615 615
Servidor core I7 4 35.500 142.000 TOTAL 147.783
En la tabla 10 se muestra el costo que tendrá la implementación de la nube
dentro de la empresa.
Tabla 10. Costo de equipos para la implementación de la nube
Producto Cantidad Precio Unitario $ Total $
Router Cisco 7200 1 1.650 1.650 Switch Cisco 3750 1 190 190 Licencia Windows Server 2012 R2 Standar
1 880 880
Licencia Windows Server 2008 R2
1 615 615
37
SP1 Servidor dedicado almacenamiento en red
1 4.560 4.560
Servidor core I7 2 35.500 71.000 TOTAL 78.895
Como resultado final en la tabla 11 se puede observar la diferencia entre el
costo del data center y la implementación de la nube.
Tabla 11. Análisis costo beneficio
Producto Costo Data Center $
Costo implementación
nube $
Variación $
Router Cisco 7200 1.650 1.650 0 Switch Cisco 3750 190 190 0 Azure Virtual Server A1
816 0 816
Azure Virtual Server A2
1.632 0 1.632
Licencia Windows Server 2012 R2 Standar
880 880 0
Licencia Windows Server 2008 R2 SP1
615 615 0
Servidor core I7 142.000 71.000 71.000 Servidor dedicado almacenamiento en red
0 4.560 -4.560
TOTAL 147.783 78.895 68.888
Como se puede observar, el resultado de implementar la nube en la
organización significa un ahorro de USD $68.888. Los valores fueron
tomados a la fecha de realización de este proyecto.
4.3. IMPLEMENTACIÓN
Para la ejecución del presente proyecto se utilizó dos computadores con el
sistema operativo Ubuntu 14.06 LTS. El primer computador con el rol de
38
servidor de virtualización de máquinas, configurado con la IP 192.168.0.11.
Mientras que el segundo computador con el rol de servidor de
administración, configurado con la IP 192.168.0.10.
Para la configuración de los hosts se configuró el archivo /etc/hosts en
ambos computadores.
Servidor de virtualización: 192.168.0.11 kvmhost1
Servidor de administración: 192.168.0.10 cloudstack
4.3.1. INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE LOS COMPONENTES DE
SERVIDOR DE VIRTUALIZACIÓN
4.3.1.1. Requerimientos de sistema para la instalación del hipervisor
El requerimiento principal para el servidor de virtualización, es el hipervisor
KVM (Kernel Virtual Machine) con los paquetes libvirt en su versión 0.9.4 o
superior, así como también el paquete Qemu/KVM en su versión 1.0 o
superior.
4.3.1.2. Configuración del hipervisor
Para la instalación del hipervisor primero se necesitó instalar paquetes
complementarios mediante la siguiente línea de comando. Cabe destacar
que para todo este proceso se necesita tener permisos de usuario tipo root.
sudo apt-get install qemu-kvm libvirt-bin ubuntu-vm-builder bridge-utils
Luego se verificó el hostname del servidor ejecutando la siguiente línea:
39
hostname –fqdn
A continuación, mediante los siguientes comandos se realizó la instalación
del paquete NTP (Network Time Protocol) para mantener una sincronización
de tiempo entre el servidor y la nube.
sudo apt-get install openntpd
Para gestionar las instancias de KVM dentro del host, Cloudstack usa un
agente, que se comunica con el servidor de administración y controla todas
las instancias en el host.
Para poder instalar el agente, primero se necesitó crear el repositorio de
Cloudstack.
gedit /etc/apt/sources.list.d/cloudstack.list
Luego de crear el repositorio denominado cloudstack.list se insertó la
siguiente línea.
deb http://cloudstack.apt-get.eu/ubuntu precise 4.10
Inmediatamente se necesitó añadir la clave pública a las claves confiables
de Cloudstack.
sudo wget -O - http://cloudstack.apt-get.eu/release.asc|apt-key add –
Por último, se actualizó el cache local del apt y así tener listo el repositorio
de Cloudstack para su posterior uso
sudo apt-get update
40
Luego de haber creado el repositorio de Cloudstack se pudo instalar el
paquete del agente utilizando el siguiente comando:
Apt-get install cloudstack-agent
4.3.1.3. Configuración de los puentes de la red
Para reenviar el tráfico a las instancias de las máquinas virtuales, se
necesitó al menos dos puentes: público y privado.
Todos los paquetes necesarios fueron añadidos al momento que se instaló
libvirt. Para configurar los puentes de la red se ingresó al archivo interfaces
Gedit /etc/network/interfaces
Una vez dentro del archivo, se lo configuró de la siguiente manera:
# The primary network interface
auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.0.11
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.0.1
dns-nameservers 192.168.0.1
# Red pública
auto virbr0
iface virbr0 inet eth0
bridge_ports eth0
bridge_fd 5
bridge_stp off
bridge_maxwait 1
41
# Red privada
auto virbr1
iface virbr1 inet manual
bridge_ports none
bridge_fd 5
bridge_stp off
bridge_maxwait 1
Una vez configurado el archivo se reinicia el servicio de red con el siguiente
comando:
service networking restart
Por último, se debe editar las siguientes líneas en el archivo agent.properties
#host= The IP address of management server
host=192.168.0.10
#public.network.device= the public nic device
# if this is commented, it is autodetected on service startup
public.network.device=virbr0
#private.network.device= the private nic device
# if this is commented, it is autodetected on service startup
private.network.device=virbr1
Luego de realizar las configuraciones se reinició el servidor para ver
reflejados todos los cambios dentro del mismo.
42
4.3.1.4. Configuración del sistema de archivos compartidos NFS
Para configurar el sistema de archivos compartidos NFS primero se creó dos
directorios, uno para el almacenamiento primario y otro para el
almacenamiento secundario, de la siguiente manera:
mkdir -p /export/primary /export/secondary
Luego se configuró el archivo /etc/exports
gedit /etc/exports
Se introdujo el siguiente comando para permitir que los directorios creados
sean del tipo NFS.
/export *(rw,async,no_root_squash,no_subtree_check)
Para finalizar, se exportó el directorio /export el cual contiene las carpetas de
los almacenamientos primario y secundario respectivamente.
exportfs -a
En el servidor de administración se creó un punto de enlace para el
almacenamiento secundario:
mkdir -p /mnt/secondary
Luego, en el mismo servidor de administración se enlazó el almacenamiento
secundario de la siguiente forma:
43
mount -t nfs 192.168.0.11:/export/secondary /mnt/secondary
4.3.2. INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE LOS COMPONENTES DE
SERVIDOR DE ADMINISTRACIÓN
4.3.2.1. Instalación y configuración de la base de datos
El proceso se inicia con la instalación del paquete mysql-server
Sudo apt-get install mysql-server
Terminada la instalación del paquete, se configuró el archivo my.cnf
gedit /etc/mysql/my.cnf
Dentro del archivo en la sección [mysqld] se añadió las siguientes líneas:
innodb_rollback_on_timeout=1
innodb_lock_wait_timeout=600
max_connections=350
log-bin=mysql-bin
binlog-format = 'ROW'
Para que la configuración tenga efecto se reinició el servicio:
service mysql restart
Continuando con el proceso se preparó la base de datos con el comando
siguiente, creando un usurio “cloud”.
cloudstack-setup-databases cloud:secret –deploy-as=root:rootpedro
44
Al finalizar se obtuvo el mensaje “Successfully initialized the database.” el
cual indica que la base de datos se inicializó de manera correcta.
Por último, luego de que la base de datos ha sido inicializada, se pudo
terminar la configuración del servidor de administración ejecutando el
siguiente comando:
Cloudstack-setup-management
Al terminar el comando se mostró el mensaje “Cloustack Management
Server setup is done” indicando que el servidor se ha configurado
exitosamente.
4.3.2.2. Preparación de las plantillas de las máquinas virtuales del
sistema.
En el servidor de administración se corrió el siguiente comando para que en
el punto de montaje creado anteriormente se recuperen y se descompriman
las plantillas de las máquinas virtuales del sistema.
/usr/share/cloudstack-common/scripts/storage/secondary/cloud-install-sys-
tmplt -m /mnt/secondary -u http://cloudstack.apt-
get.eu/systemvm/4.10/systemvm64template-4.10.0-kvm.qcow2.bz2 -h kvm -
F
Luego de que el comando finalice, se desmonta y se remueve el punto de
montaje que se creó anteriormente para el almacenamiento secundario.
umount /mnt/secondary
rmdir /mnt/secondary
45
4.3.3. LEVANTAMIENTO DE LA NUBE PRIVADA CLOUDSTACK
La figura 20 muestra cómo acceder a la interfaz web gráfica de Cloudstack,
para ello se escribe la siguiente dirección: http://192.168.0.10:8080/client. El
usuario por defecto es “admin” y la contraseña es “password” y se da clic en
el botón “Login”.
Figura 20. Página de inicio Cloudstack
A continuación, se despliega la pantalla de bienvenida de Cloudstack con
dos opciones de configuración como se puede ver en la figura 21, dar clic en
“Continuar con la configuración básica”.
46
Figura 21. Pantalla de bienvenida Cloudstack
El primer paso es cambiar la contraseña para el usuario “admin”, se
introduce la contraseña y se da clic en “Guardar y continuar” como se
muestra en la figura 22.
Figura 22. Cambio de contraseña a usuario admin
Como siguiente paso se añade una zona ingresando el nombre de la misma,
la dirección IP del DNS público y la dirección IP del DNS interno, para este
proyecto la IP del DNS interno y público serán los mismos. Ver la figura 23.
47
Figura 23. Configuración de la zona
Posteriormente se añade un Pod designándole un nombre, la puerta de
enlace del servidor, la máscara de red y el rango de IP con la que
Cloudstack administra las VM’s del almacenamiento secundario y consola
proxy. El rango de IP se tomó de la misma subred del servidor. En la figura
24 se muestra la configuración del Pod.
Figura 24. Configuración del Pod
Dentro de la misma configuración del Pod se debe añadir la red de invitados
que podrán acceder a la zona, como en la figura 25 se muestra, esta red
debe ir en la misma subred del servidor.
48
Figura 25. Configuración red de invitado
Continuando con el proceso de configuración de la nube se añade un grupo,
primero se elige el tipo hipervisor que se va utilizar en la nube y se le asigna
un nombre. Ver figura 26.
Figura 26. Configuración del grupo
Ahora se añade el host. Para esto se debe introducir el nombre del host o a
su vez la dirección IP del mismo seguido del nombre del usuario con
permisos de administrador y la contraseña que este usuario maneja, clic en
“Continuar”. La figura 27 muestra la configuración para añadir el host a la
nube.
Figura 27. Configuración del host
49
A continuación, como se muestra en la figura 28, se añade el
almacenamiento primario, se inserta el nombre seguido del protocolo NFS y
por último la IP del servidor que cumple el rol de almacenamiento con la ruta
respectiva del directorio exportado y se da clic en “Continuar”.
Figura 28. Configuración del almacenamiento primario
Por último, se añade el almacenamiento secundario el cual se encarga de
guardar todas las plantillas e imágenes ISO que estén cargadas en la nube
privada. Se ingresa la dirección IP del servidor de almacenamiento, se
selecciona el proveedor y se registra la ruta del directorio compartido y se da
clic en “Continuar”. Ver figura 29.
Figura 29. Configuración del almacenamiento secundario
50
Para finalizar se da clic en “Lanzar” y la nube empezara a construirse. La
figura 30 muestra la construcción de la nube.
Figura 30. Construcción de la nube
Como se muestra en la figura 31, luego de que la nube se haya construido
de forma exitosa se podrá ver el panel de control de nuestra nube y poder
realizar las respectivas pruebas de funcionalidad.
Figura 31. Panel de control de la nube
51
4.4. PRUEBAS
Luego de que la nube se construyó de manera satisfactoria, se procedió a
probar cada uno de los componentes que son utilizados para el
levantamiento de una máquina virtual dentro de la plataforma.
4.4.1. PRUEBA DE DESPLIEGUE DE SERVICIOS DE CÓMPUTO
Para la prueba se creó una nueva oferta de servicios de cómputo, para esto
se debe entrar en la pestaña “Service offerings” y luego hacer clic en “Add
compute service”, inmediatamente se desplegará un formulario en el cual se
llenó los detalles del servicio de cómputo, es importante llenar todos los
campos marcados con un asterisco (*) y también marcar la casilla “public”
para que el servicio pueda ser usado al momento de crear una nueva
máquina virtual. Clic en el botón “Ok” y de manera inmediata el nuevo
servicio de cómputo estará disponible para su posterior uso. Ver figura 32.
Figura 32. Añadir servicio de cómputo
52
4.4.2. CREACIÓN DE IMAGEN ISO
Primero hay que dirigirse a la pestaña “Templates”, ya dentro de la pestaña
se da clic en “Select view” y se elige “ISO”, se desplegarán todas las
imágenes disponibles en la nube, se da clic en “Register ISO” para añadir
una nueva imagen. La figura 33 muestra cómo se debe añadir una imagen
dentro de la nube.
Figura 33. Creación de imagen ISO
Es importante que las casillas “public” y “Featured” estén marcadas para que
la imagen ISO pueda visualizarse al momento de crear una instancia de la
máquina virtual. Para añadir dicha imagen haga clic en el botón “Ok” y la
misma se cargará en la nube. Esto puede tomar un poco de tiempo
dependiendo del tamaño de la ISO.
4.4.3. CREACIÓN Y DESPLIEGE DE UNA INSTANCIA
Como prueba final se creó una instancia incorporando los elementos
creados anteriormente, para esto haga clic en la pestaña “Instances”, una
53
vez dentro dar clic en el botón “Add instance” el cual desplegará un cuadro
como se muestra en la figura 34.
Figura 34. Creación de una instancia
Como primer paso, elegir la zona a la cual pertenecerá la instancia, y marcar
la casilla “ISO”, luego dar clic en el botón “Next”.
Como siguiente paso, se eligió la imagen ISO para la nueva instancia virtual.
Ver figura 35.
Figura 35. Selección de imagen ISO
54
Posteriormente, se eligió uno de los servicios de cómputo que se crearon
para la nueva instancia virtual. En la figura 36 muestra la selección del
servicio de cómputo
Figura 36. Selección de servicio de cómputo
En la figura 37 se muestra que el siguiente paso es la selección del tamaño
del disco que tendrá la nueva instancia virtual.
Figura 37. Selección de disco para la instancia virtual
55
A continuación, se da clic en el botón “Next” para los pasos 5, 6 y 7 ya que la
plataforma no tiene ningún grupo de afinidad ni de seguridad, así como
tampoco llaves del tipo SSH. En la figura 38 se observa que en el último
paso se muestra un resumen de cómo se creará la nueva instancia virtual,
se introduce el nombre que tendrá la misma y el lenguaje del teclado.
Finalmente, se da clic en el botón “Launch VM” y la nueva instancia virtual se
creará y se adicionará en la lista de instancias que están dentro de la
plataforma de nube.
Figura 38. Creación de la instancia virtual
Haga clic en el símbolo más (+) localizado al lado derecho del nombre de la
instancia virtual creada y haga clic en “View console” y de forma inmediata
se desplegará la consola de dicha instancia. Ver figura 39.
56
Figura 39. Instancia virtual
57
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
58
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
La implementación de la nube privada basada en infraestructura como
servicio, incidió positivamente en la optimización del tiempo de despliegue
de los diferentes ambientes virtuales de trabajo.
La incorporación de la computación en la nube dentro de empresas de TI
puede causar un impacto positivo al momento de la ejecución de los
proyectos que tengan asignados para ofrecer a sus diferentes clientes.
Al no existir de manera formal una metodología que pueda ser aplicada en
este tipo de proyectos, se planteó una guía metodológica compuesta por
tareas básicas como: planeación, diseño, implementación y pruebas.
El uso de herramientas open source con interfaz gráfica ayuda de manera
significativa para las consecuentes configuraciones, instalaciones y
despliegue de la nube.
Mediante las pruebas realizadas se pudo comprobar que el despliegue de
una instancia virtual se realiza de manera eficaz con tiempos de respuesta
medianamente cortos, con la ventaja de la optimización de los recursos.
5.2. RECOMENDACIONES
Al momento de implementar este tipo de plataformas es recomendable tomar
guías de instalación completas y detalladas, ya que las guías de instalación
rápida pueden obviar pasos importantes para el correcto funcionamiento de
la plataforma y presentar errores al momento de desplegarla.
59
Se recomienda la implementación de este tipo de plataformas dentro de las
empresas de TI, ya que implican una reducción de costos en adquisición de
hardware, así como también en la optimización de espacios físicos dentro de
las empresas.
Para un mejor rendimiento de la plataforma de nube se recomienda tener
cada componente por separado, es decir, un servidor dedicado para una
función específica (servidores de virtualización, servidor de administración,
almacenamiento).
Es recomendable que se lleve a cabo una estimación de riesgos que podrían
existir al momento de migrar la información del data center de la empresa
hacia la plataforma de nube, así como también los requisitos de seguridad
que la empresa solicite.
Para generar una plataforma de nube adaptable a diferentes tipos de
servidores, es decir, no solo del tipo open source, sino también herramientas
con licenciamiento. Es recomendable adaptar esta clase de proyectos
utilizando estas dos clases de herramientas.
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BIBLIOGRAFÍA
López, M., Huedo, E., & Garbajosa, J. (2008). Green IT: Tecnologías para la eficiencia energética en los sistemas TI. Obtenido de https://www.madrimasd.org/informacionidi/biblioteca/publicacion/doc/VT/VT19_green_IT_tecnologias_eficiencia_energetica_sistemas_TI.pdf
Ávila, O. (2011). Computación en la Nube. Obtenido de http://www.izt.uam.mx/newpage/contactos/anterior/n80ne/nube.pdf
VMware, Inc. (2015). Aspectos Fundamentales de la Virtualizacion. Obtenido de http://www.vmware.com/latam/virtualization/virtualization-basics/how-virtualization-works.html
Arias Chaves, M; (2008). PERCEPCIÓN GENERAL DE LA VIRTUALIZACIÓN DE LOS RECURSOS INFORMÁTICOS. InterSedes: Revista de las Sedes Regionales, IX() 147-171. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=66615066011
Meier, S. (2008). IBM Systems virtualization: servers, storage, and software. Obtenido de http://www.redbooks.ibm.com/redpapers/pdfs/redp4396.pdf
Petrovic, T. (2009). Demystifyying desktop virtualization. Obtenido de http://www.wseas.us/e-library/conferences/2009/genova/ACS/ACS-40.pdf
Oracle (2011). Guía de administración del sistema: interfaces y virtualización de redes. Obtenido de http://docs.oracle.com/cd/E26921_01/html/E25833/docinfo.html#scrolltoc
Arias, A. (2014). Computación en la Nube: 2° Edición. Obtenido de https://books.google.com.ec/books?id=-0_mCgAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=computacion+en+la+nube&hl=es-419&sa=X&ved=0ahUKEwiYw4WF3srRAhUDJCYKHfxUASoQ6AEIMTAA#v=onepage&q&f=false
Fielder, A. & Brown, I. (2012). Computación en la nube. Obtenido de http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/etudes/join/2012/475104/IPOL-IMCO_ET(2012)475104_ES.pdf
Toro, J. & Botero, V. (2011). Guía básica para entender la estructura y el funcionamiento de la computación en la nube. Obtenido de http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/2457/004678T686.pdf.;jsessionid=BAE1942AC00994C4C12A2CACB5F97864?sequence=1
NIST: National Institute of Standards and Technology (2011). The NIST Definition of Cloud Computing. Obtenido de
http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/etudes/join/2012/475104/IPOL-IMCO_ET(2012)475104_ES.pdf
61
http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication800-145.pdf
Management Solutions (2012). La nube: oportunidades y retos para los integrantes de la cadena de valor. Obtenido de https://www.managementsolutions.com/sites/default/files/publicaciones/esp/La-nube.pdf
González, M. (2016). Tecnologías de Virtualización: 2° edición. Obtenido de https://books.google.com.ec/books?id=CmMfDAAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=tecnologias+de+virtualizacion+miguel+dario+gonzalez&hl=es-419&sa=X&ved=0ahUKEwjz4v-K6JbWAhULLyYKHZHSC2wQ6wEIJjAA#v=onepage&q=tecnologias%20de%20virtualizacion%20miguel%20dario%20gonzalez&f=false
Priyanka, A. (2015). Network File System. Obtenido de http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.942.9348&rep=rep1&type=pdf
62
ANEXOS
Anexo 1
Encuesta para la definición de plantillas de máquinas virtuales.
Esta encuesta tiene como objetivo recopilar información sobre la ejecución
de los proyectos realizados dentro de la empresa Business IT y las
herramientas que se utilizaron para su consecuente ejecución. Por favor se
solicita de manera comedida llenar cada pregunta de forma objetiva. Se
recuerda que los resultados de la encuesta son únicamente para uso
académico sin ningún otro fin. Muchas gracias por su tiempo.
¿Cuántos proyectos se han ejecutado en los dos últimos años?
De los proyectos ejecutados. ¿Cuántos necesitaron un ambiente virtual?
¿Cuántas máquinas virtuales se manejó en promedio por proyecto?
¿Cuáles son las configuraciones más comunes de las máquinas virtuales
utilizadas? Utilice la siguiente tabla:
63
Definición de plantillas de máquinas virtuales
Observaciones:
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Máquina Virtual
Recurso Características
Procesador
Memoria
Disco locales
Interfaces de red
Sistema Operativo
