República Bolivariana de Venezuela Universidad Nueva Esparta Facultad de Ciencias de la Informática Escuela de Computación Trabajo De Grado

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1 República Bolivariana de Venezuela Universidad Nueva Esparta Facultad de Ciencias de la Informática Escuela de Computación Trabajo De Grado Línea de Investigación: Desarrollo de Tecnologías de Información Gerencial para Instituciones Públicas y Privadas en Venezuela. Tema: Desarrollo de Soluciones Comerciales de Impacto para el Mercado. Título: Implementación de la virtualización de servidores en la Plataforma Unix Solaris para la consolidación de la gestión de servicios internos del Banco de Venezuela. Tutor: Lic. M.sc Wilpia Flores C. Trabajo de Grado Presentado por: Tsu. Eduardo Del Pino A. Para optar al Título de: Licenciado en Computación Octubre, 2012 Caracas - Venezuela Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported.

2 Aprobación del tutor En mi carácter de Tutor del Trabajo de Grado presentado por el ciudadano Eduardo Del Pino Abreu para optar al grado de Licenciado en Computación, considero que dicho Trabajo de Grado reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la presentación pública y evaluación por parte del jurado examinador que se designe En la ciudad de Caracas, a los 24 días del mes de Septiembre de Wilpia Flores Cabrera C.I: ii

3 Universidad Nueva Esparta Facultad de Ciencias de la Informática Escuela de Computación Trabajo de Grado Línea de Investigación: Desarrollo de Tecnologías de Información Gerencial para Instituciones Públicas y Privadas en Venezuela. Tema: Desarrollo de Soluciones Comerciales de Impacto para el Mercado. Título: Implementación de la virtualización de servidores en la Plataforma Unix Solaris para la consolidación de la gestión de servicios internos del Banco de Venezuela. APROBADO JURADO JURADO I JURADO II Nombre y Apellido Nombre y Apellido Cédula de Identidad Cédula de Identidad Firma Firma Tutor (a) Wilpia Flores Cabrera Nombre y Apellido Cedula de Identidad Firma Septiembre, 2012 Caracas - Venezuela iii

4 DEDICATORIA A mi mamá y mi papá, muchísimas gracias por todo lo que me dieron todos estos años, gracias por haberme inculcado tan buenos valores; esta tesis es para ustedes. También se lo dedico a mi bella y querida esposa por toda la ayuda que me dio durante mi carrera y en especial en los meses finales para la entrega de mi tesis. Por último y de manera muy especial quiero también dedicarle este trabajo de tesis a mi pequeño, querido y hermoso hijo Eduardo Gabriel quien espero servirle de ejemplo de perseverancia, constancia, trabajo y esfuerzo y esperando que en el futuro sea mucho mejor que yo. Te quiero mucho hijo!!!!! iv

5 AGRADECIMIENTOS Ante todo quisiera agradecer a mi familia, a mi mamá por todos los años que me dedicó para que saliera adelante en la vida, a mi papá por todo el apoyo incondicional que me ha proporcionado durante toda mi carrera, a mi tía Norma por siempre haber tenido una mano amiga para conmigo. A mi abuela, que siempre me impulsó un poquito más todos los días para seguir adelante. A la Sra. Leída por llenarme de ánimos y esperanza en los momentos difíciles. Al resto de mis familiares que de alguna u otra forma me impulsaron a seguir y terminar esta carrera. Principalmente, quisiera agradecer a la profesora Wilpia Flores por su apoyo y orientación para el desarrollo de toda la investigación. Por todos sus esfuerzos y paciencia durante la Tesis. Seguidamente, reconozco el apoyo de la Universidad Nueva Esparta, por todos los conocimientos brindados a través de los respetables catedráticos de esta magna casa de estudios a lo largo de mi carrera. Eduardo Del Pino Abreu v

6 UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INFORMÁTICA ESCUELA DE COMPUTACIÓN Implementación de la virtualización de servidores en la Plataforma Unix Solaris para la consolidación de la gestión de servicios internos del Banco de Venezuela. Autores: Eduardo Del Pino Tutor: Wilpia Flores C. Fecha: Septiembre 2012 Resumen En la presente investigación se realizó la Implementación de la virtualización de servidores en la Plataforma Unix Solaris, que presta servicios internos a los empleados del Banco de Venezuela para solventar las deficiencias presentes en la infraestructura actual, en cuanto a la subutilización de recursos presente en varios equipos y la sobreutilización en otros. La investigación enmarcada en la modalidad de Proyecto Factible de tipo documental y de campo. La técnica utilizada para la recolección de datos fue entrevista y su instrumento la guía de entrevista. La muestra fue de tipo censal, dos (2) personas constituidas por el Gerente de Soporte Unix del Banco de Venezuela y el Vicepresidente de tecnología a quienes se les aplicó una entrevista de la cual se obtuvieron los datos para conocer los requerimientos de la plataforma actual y las debilidades de ésta. El desarrollo de este proyecto se realizó bajo de la metodología de virtualización creada por IBM. Palabras Clave: Servidores, Contenedores, Zonas, Clúster, hipervisor, virtualización. vi

7 NUEVA ESPARTA UNIVERSITY FACULTY OF INFORMATICS SCHOOL OF COMPUTING Deploying server virtualization in Unix Platform - Solaris internal serving in the Bank of Venezuela. Authors: Eduardo Del Pino Tutor: C. Flores Wilpia Date: September 2012 Summary In the present investigation was conducted Implementing server virtualization platform in Unix - Solaris inmates serving employees of Bank of Venezuela solved in this way all the deficiencies in the existing infrastructure in terms of this resource underutilization on multiple computers and overuse in others. The research under Project Feasible mode of documentary and field. The technique used for data collection is stated in a census sample of a population of two (2) persons consisting of the Unix Support Manager Bank of Venezuela and the Vice President of Technology who were given an interview which extracted data to meet the requirements of the current platform. The development of this project was carried out under the methodology developed by IBM virtualization. Keywords: Servers, Containers, Zones, Cluster, hypervisor, virtualization. vii

8 INDICE Aprobación del tutor... 1 Universidad Nueva Esparta... iii DEDICATORIA... iv AGRADECIMIENTOS...v Resumen... vi Summary... vii INDICE... 2 LISTADO DE GRAFICOS... 6 LISTADO DE CUADROS... 7 INTRODUCCION... 8 CAPÍTULO I Contextualización El Problema de la Investigación Planteamiento del Problema Formulación del problema Interrogantes de la Investigación Interrogante Principal Interrogantes Secundarias Objetivos de la Investigación Objetivo General Objetivos Específicos Justificación de la Investigación Delimitación de la Investigación Delimitación Temática Delimitación Geográfica Delimitación Temporal

9 Limitación de la Investigación CAPÍTULO II MARCO REFERENCIAL Antecedentes de la Investigación Bases Conceptuales Servidores Tipos de servidores Hardware de un servidor Software de servidor Tecnología RAID Tipos de Tecnología RAID Historia de la virtualización Virtualización Técnicas de virtualización Virtualización de plataforma Virtualización de los recursos Aplicación de la Virtualización por plataforma Por qué virtualizar Ventajas de la virtualización Desventajas de la Virtualización Funcionamiento de la virtualización Hardware y software requeridos para Virtualizar Software para virtualización de sistemas QEMU (emulación) VMware (virtualización completa) z/vm (virtualización completa) Xen (Paravirtualización) User-mode Linux (paravirtualización) Linux-VServer (virtualización a nivel de sistema operativo)

10 OpenVZ (virtualización a nivel de sistema operativo) Solaris Zonas (virtualización a nivel de sistema operativo) Definición de términos CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO Consideraciones Generales Tipo de Investigación Diseño de la Investigación Población Muestra Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos Validez y confiabilidad del Instrumento Análisis e Interpretación de los Resultados Metodología implementada para la virtualización de servidores en el Banco de Venezuela CAPÍTULO IV PLATAFORMA ACTUAL Descripción de la situación actual CAPÍTULO V PLATAFORMA PROPUESTA Descripción de la solución propuesta Aplicación de la Metodología de Virtualización de servidores CONCLUSIONES RECOMENDACIONES ANEXOS Anexo A Anexo B Anexo C Anexo D

11 BIBLIOGRAFIA

12 LISTADO DE GRAFICOS Figura 1: Servidor Sun Enterprise M Figura 2: Virtualización por hardware Figura 3: Virtualización completa Figura 4: Paravirtualización Figura 5: Virtualización a nivel de Sistema Operativo Figura 6: Virtualización a nivel de SO utilizando z/vm Figura 7: User-mode Linux Figura 8: Virtualización a través de zonas Figura 9: SUN Enterprise 25k Figura 10: Servidor Sun Enterprise 10K Figura 11: Servidores Sun Microsystem Figura 12: Robot de respaldo Sun Microsystem Figura 13: SAN de Fibra del Data Center del Banco de Venezuela Figura 14: Almacenamiento SCSI Figura 15: Equipo de telecomunicaciones Figura 16: Granja de servidores Figura 17: Arquitectura general ambiente no virtualizado Figura 18: Distribución del almacenamiento Figura 19: Distribución de CPU Figura 20: Zona raíz total Figura 21: Topología infraestructura no virtualizada Figura 22: Virtualización en Solaris Figura 23: Proceso de autenticación de usuarios

13 LISTADO DE CUADROS Cuadro 1: Operacionalización de variable Cuadro 2: Planificación de recursos de Hardware Cuadro 3: Parámetros de identificación del sistema Cuadro 4: Parámetros software Solaris Cuadro 5: Parámetros de configuración de ZFS Cuadro 6: Inventario servidores Solaris BDV Cuadro 7: Orden de virtualización

14 INTRODUCCION La competitividad actual entre empresas y organizaciones ya no sólo depende de su asertividad al desarrollar su plan estratégico, con el objeto de lograr la supervivencia dentro del sector económico en el cual se desarrolla, sino que debe ir acompañado de una estrategia tecnológica alineada a este plan estratégico del negocio. El Banco de Venezuela no escapa de esta realidad, como organización dentro del sector bancario el cual ha experimentado en 20 años un crecimiento considerable en servicios innovadores, accesibles las 24 horas y con una disminución considerable en los tiempos requeridos para realizar cualquier operación; apoyados en una infraestructura tecnológica capaz de ofrecer el soporte a estos servicios, los cuales marcan muchas veces la diferencia de preferencia de los clientes. El Banco de Venezuela en su visión al año 2012, ha establecido un plan estratégico que busca consolidar el posicionamiento que hoy en día posee, para lo que requiere establecer una estrategia tecnológica que soporte y apoye su ejecución, es así como surge la necesidad de un plan estratégico para la adecuación de su infraestructura tecnológica de servidores. El propósito del presente trabajo fue dar solución a todos los problemas que padece la plataforma actual del banco de Venezuela a través de la virtualización de todos los equipos que presentan servicios a los empleados en la Sede Central, con el fin de obtener una plataforma que ofrezca mayor disponibilidad de servicios, estabilidad al momento de presentar alguna contingencia y escalabilidad que le permita su expansión y 8

15 crecimiento en el tiempo; a través de un diseño basado en mejores prácticas, adaptado a las necesidades actuales del negocio, con un reducido impacto a las operaciones durante su implementación y que permita el aprovechamiento de la infraestructura existente, con el fin de lograr los objetivos estratégicos. El punto de inicio de este trabajo fue realizar el diagnóstico de la situación actual de la plataforma Unix - Solaris, así como la identificación de los requerimientos para poder cubrir la demanda futura de servidores. Para ello se realizaron entrevistas al personal ejecutivo y gerencial. Así mismo se identificaron las tendencias tecnológicas globales de la plataforma actual y se formuló la propuesta de virtualización de servidores para la consolidación de de la plataforma Unix Solaris de cara al cliente interno. El proyecto busca como producto final la implementación del nuevo diseño de la plataforma de servidores Unix Solaris del Banco de Venezuela. Para efectos del trabajo de grado, genera la propuesta de virtualización de servidores para consolidación del servicio. Según el tipo de investigación el mismo está clasificado como un proyecto factible al dar una solución operativa a un problema de orden técnico presente en el Banco de Venezuela. El producto resultante fue realizado bajo la visión técnica de la Gerencia de Proyectos, para garantizar mayor eficiencia en la identificación de los requerimientos y de las actividades requeridas para la implementación, de la virtualización de servidores. 9

16 Este proyecto está estructurado en cinco capítulos, los cuales son los siguientes: En el capítulo I se describe el planteamiento del problema, los objetivos de la investigación, las delimitaciones y la limitación del problema. El capítulo II se planeta los antecedentes de la investigación, los conceptos generales que sustentan el desarrollo de la investigación, definición de términos y la operacionalización de variables. En el capítulo III se desarrolla el Marco Metodológico; tipos y diseño de investigación, población y muestra, técnicas e instrumentos de recolección de datos, análisis e interpretación de los resultados y la metodología a seguir para la implementación de la virtualización. El capítulo IV expresa el sistema actual, se realiza el análisis situacional de la configuración de servidores de la plataforma Unix Solaris del Banco de Venezuela, además se describe los problemas existentes en cuanto a la optimización de los recursos tecnológicos. El capítulo V plasma la propuesta de virtualización de los servidores de la plataforma Unix Solaris con el fin de optimizar los recursos tecnológicos, así como definición de los requerimientos de software para la virtualización, la instalación, configuración y pruebas de funcionamiento del mismo. Al final del trabajo se enuncian las conclusiones y recomendaciones que han surgido producto del desarrollo del presente trabajo. 10

17 CAPÍTULO I Contextualización Las instituciones bancarias tienen retos y problemas que resolver cada vez más complicados como: el avance tecnológico, la agilidad y rapidez de procesamiento para el manejo de la información, tiempos de respuesta muy bajos solicitados por los clientes, incremento exponencial en la demanda o cantidad de información que maneja la empresa, entre otros. De esta manera, y con el objetivo de lograr una ventaja competitiva y enfrentarse al mundo globalizado, la banca adquieren anualmente un elevado número de servidores, los cuales por lo general contienen una sola aplicación que se ejecuta en un sistema operativo, lo que da como resultado altos costos en términos de hardware, espacio físico, operaciones, administración y mantenimiento, sin mencionar el alto consumo de recursos naturales. El mercado actual ofrece una amplia gama de soluciones que ayudan a las compañías a recuperar su actividad ante un desastre, tales como: comunicaciones redundantes, virtualización, sistemas de almacenamiento masivo, monitorización de servidores o antimalware (protección contra software malicioso); sin embargo, no todas las empresas tienen el presupuesto necesario para invertir en este tipo de soluciones, limitándose al uso de cintas para sus copias de seguridad, frenando en cierta forma el proceso de recuperación en caso de siniestro. No obstante, la falta de esquemas de respaldo y recuperación de desastres se ha convertido en un problema, que incluso puede provocar el 11

18 cierre de compañías; por lo que se hace importante realizar estudios que permitan fomentar la confiabilidad y calidad de servicio ante una aplicación de misión crítica, estudio que además permita ahorrar costos gracias a la consolidación de varios servidores y aplicaciones en un solo servidor. El Problema de la Investigación Planteamiento del Problema Hoy día el computador es una herramienta indispensable para el trabajo y para el aprendizaje, las instituciones bancarias adquieren de forma frecuente servidores, para dar acceso a sus usuarios a la información y a aplicaciones de manera eficiente, equipos a los cuales se debe brindar mantenimiento constante de tipo preventivo y correctivo; por lo se puede decir que la adquisición de computadores, representa una inversión relativamente alta, considerando que son activos que se deprecian rápidamente. Las tecnologías de virtualización aumentan la capacidad de administración, la seguridad y la flexibilidad en los entornos de TI, además de permitir aprovechar al máximo los sistemas al consolidar varios entornos en un mismo servidor. Al separar el software del hardware subyacente, se dispone de un amplio abanico de modelos de uso nuevos que reducen los costos, aumentan la eficacia en la administración, fortalecen la seguridad, además de incrementar la flexibilidad de la infraestructura informática de las organizaciones ante un desastre. Las tecnologías de virtualización ofrecen una forma simple de probar nuevas configuraciones o de ejecutar programas diseñados para diferentes 12

19 sistemas operativos. Las distintas alternativas existentes soportan la ejecución de sistemas aislados hospedados en una sola máquina. El huésped se puede instalar a partir de imágenes ISO o de CDs/DVDs de instalación montados sobre la máquina virtual. Los sistemas hospedados soportados van desde cualquier versión de Windows (del 3.11 hasta Vista), pasando por sistemas Linux con kernel 2.4 y 2.6, hasta sistemas operativos empresariales como Sun Solaris u OS/2. El proceso de virtualización de servidores consiste en una serie de actividades que la empresa debe realizar con el fin de incluir dentro de su dinámica de trabajo dispositivos tecnológicos que optimicen los diferentes procesos. Cuando una compañía implementa o crea nuevas aplicaciones, típicamente adquiere un servidor por aplicación y en algunos casos más de dos, dependiendo del tipo de solución. Este crecimiento en algunos casos desmedido por tratar de satisfacer las necesidades de más sistemas informáticos, llevan al Departamento de TI a problemas relacionados con la disponibilidad de espacio físico, incremento en el uso de sistemas de enfriamiento, aprovisionamiento de conectividad de red para los nuevos servidores, sub utilización de los recursos físicos de hardware, por mencionar algunos. El Banco de Venezuela como Institución Financiera líder del Sistema Financiero actual, garantiza la excelencia y calidad de servicio para servir cada día mejor a los usuarios. El Banco de Venezuela busca consolidarse como la mejor Institución de servicios financieros en Venezuela, mediante un modelo de gestión orientado a la creación permanente de valor para sus usuarios, empleados y para el país, especialmente aquellos tradicionalmente excluidos del sistema. Por ello orientan todo su esfuerzo para obtener la satisfacción de sus clientes a través del desarrollo profesional de su equipo, 13

20 gracias a innovadores planes de carrera nacionales, programas para futuros directivos y atención al empleado. En esta institución financiera con el paso del tiempo el crecimiento del volumen de la información, ha sido notable, el número de equipos ha aumentado, la gestión y control del hardware se ha complicado, así mismo el incremento de los gastos operativos derivados de su funcionalidad también, esto hace que a pesar de tener un parque tecnológico de buena capacidad y características, este no sea suficiente para manejar tal cantidad de información, por esta razón, el Banco de Venezuela se ve limitado al no contar con los recursos económicos necesarios para renovar su infraestructura tecnológica por una de mayor capacidad. La limitación del espacio físico es otro inconveniente que tiene que enfrentar esta institución financiera al no poder ampliar el área del data center. Estas necesidades han permitido diseñar un área de sistemas que sustente el crecimiento de la Institución en los próximos años, consolidando los servidores a través de la virtualización para aprovechar el 100% de cada máquina, optimizando la eficiencia de esta Institución Financiera. Actualmente la plataforma Unix - Solaris del Banco de Venezuela está conformada por 30 servidores con tecnología SPARC que presentan servicios tanto de cara al cliente interno como externo. De este universo de equipos, 15 prestan servicios a todas las aéreas internas de la sede principal del Banco de Venezuela. Entre los servicios de cara al cliente interno que proporcionan estos servidores se tiene, el correo de los empleados de la sede principal, el servidor de firewall, los servidores de DNS, el servidor de la Intranet 14

21 Corporativa, el servidor de rentabilidad, el cuela es utilizado por la alta gerencia del banco para la obtención de estadísticas comerciales en tiempo real, los servidores de respaldo, los servidores del ambiente de desarrollo y los servidores del ambiente de calidad o prueba. Un gran porcentaje de estos equipos se encuentran sub-utilizados motivado al uso esporádico que se le da a los mismos y por el tipo de servicio que proveen, como es el caso de los servidores del ambiente de calidad y desarrollo los cuales son utilizados por el área de sistema al momento de desarrollar una nueva aplicación o para generar correcciones de fallas en los sistemas actuales, los servidores de respaldo que sólo tienen actividad en horas programadas, los servidores de DNS y los servidores de firewall. Caso contrario sucede con los servidores del correo interno de los empleados, el servidor de la Intranet Corporativa y el servidor de rentabilidad, en donde los mismo presentan un consumo de memoria RAM promedio del 90% y entre un 80% y 100% de CPU, ocasionando caídas inesperadas una o dos veces por semana, trayendo como consecuencias retrasos en la actividad diaria de los empleados. En tal sentido el departamento de tecnología del Banco de Venezuela se ve en la necesidad de aumentar su plataforma tecnológica para poder satisfacer la demanda de nuevas aplicaciones requeridas por el departamento de sistemas. El 90% de las aplicaciones y bases de datos del banco se encuentran instaladas en la plataforma Unix - Solaris por lo que para poder satisfacer esta necesidad la institución cuenta con una gran cantidad de servidores SPARC. La mayoría de estos equipos tienen más de 8 años de uso, y para el primer trimestre del 2011, el fabricante Oracle dejo de dar soporte a varios de estos equipos. 15

22 El crecimiento en el número de usuarios que posee actualmente el Banco de Venezuela hace que una parte de la plataforma actual se encuentra sobrecargada, lo que ha traído como consecuencia caídas inesperadas en las aplicaciones, afectando los servicios que este brinda a todos sus clientes además de influir en forma desfavorable en la imagen corporativa del banco. Así mismo, existe otro porcentaje de servidores que sólo utiliza entre el 10% y el 15% de sus capacidades de procesamiento. Debido al bajo nivel de utilización de los servidores, la combinación de requisitos menores de CPU, requisitos medianos de I/O y a los costosos planes de mantenimiento de hardware, los servidores de la plataforma Solaris son los principales candidatos para la virtualización y la consolidación asociada a ella. Por otra parte el Banco de Venezuela no cuenta con un esquema de alta disponibilidad o Clúster de las aplicaciones, comprometiendo en gran medida la disponibilidad de los servicios ofrecidos de manera ininterrumpida como son el caso de las autorizaciones electrónicas de tarjetas, recepción de pago de nóminas empresariales, servicio de cajeros automáticos, entre otros. Esta deficiencia obedece a la gran cantidad de servidores físicos que es requerida por la institución para poder implementar este tipo de arquitectura de servidores redundantes. Otra deficiencia que se deriva de la problemática antes descrita se genera al momento de realizar algún tipo de actualización de patches o upgrade de versiones tanto de aplicativos como de Sistema Operativo donde el servicio tiene que ser interrumpido por no poseer un servidor de contingencia. 16

23 Con el fin de proveer una plataforma estable dentro de la sede principal del banco de Venezuela que sea capaz de crecer con el tiempo, que no esté limitada por el espacio físico, que ahorre en costo generados por el consumo de energía eléctrica, que contribuya con el medio ambiente y principalmente que provea mecanismos dinamos de recuperación al momento de originarse una falla, se realizara la consolidación de todos los servidores de la plataforma Unix Solaris que proveen servicio interno en la sede principal del banco de Venezuela a través de la virtualización de estos equipos en un servidor empresarial SPARC M9000 adquirido recientemente a la compañía Oracle. Este servidor presenta potentes capacidad de procesamiento al estar constituido con tecnología de punta, lo cual rebasa los requerimientos existentes en la plataforma actual, además de proveer la capacidad de crecimiento a futuro. Es por esta razón que se plantea Implementación de la virtualización de servidores en la Plataforma Unix Solaris para la consolidación de la gestión de servicios internos del Banco de Venezuela. Formulación del problema Qué datos, procesos, procedimientos, requerimientos y tecnologías se deben implementar en la plataforma Solaris del Banco de Venezuela con el fin de incrementar su capacidad de procesamiento y optimizar la utilización de recursos? 17

24 Interrogantes de la Investigación Interrogante Principal Qué solución tecnológica debe seguirse para la optimización de recursos de hardware en la plataforma Solaris del banco de Venezuela a través de la implementación de software de virtualización? Interrogantes Secundarias Qué diagnóstico tecnológico debe realizarse en la plataforma Unix Solaris del banco de Venezuela que presta servicios internos en la sede principal? Cuáles son los requerimientos técnicos y operacionales necesarios para la virtualización de los servidores del Banco de Venezuela? Cuál será la metodología apropiada para la implementación de la virtualización de los servidores del Banco de Venezuela? Cuáles serán las pruebas necesarias para la verificación de las funcionalidades del proceso de virtualización? Cuál será la estrategia a seguir para llevar a cabo la implementación de la solución planteada? 18

25 Objetivos de la Investigación Objetivo General Implementar la virtualización de servidores en la Plataforma Unix Solaris para la consolidación de la gestión de servicios internos del Banco de Venezuela. Objetivos Específicos Realizar el diagnóstico tecnológico de la plataforma Unix - Solaris que presta servicios internos en la sede principal del banco de Venezuela. Determinar los requerimientos técnicos y operacionales para la virtualización de los servidores del Banco de Venezuela. Aplicar la metodología de virtualización propuesta por IBM para la virtualización de los servidores del Banco de Venezuela. Determinar las pruebas de funcionalidad del proceso de virtualización Determinar la estrategia de implementación de la virtualización de los servidores del Banco de Venezuela. Justificación de la Investigación La virtualización permite aprovechar al máximo los sistemas al consolidar varios entornos en un mismo servidor; y esto trae ventajas como reducción de los costes, aumento de la eficacia en la gestión, fortalecimiento de la seguridad, e incremento de la flexibilidad de la infraestructura informática ante un posible desastre. 19

26 La disociación entre lo físico y lo virtual permite obtener otras ventajas. La principal es la seguridad, ya que las máquinas virtuales sólo pueden comunicarse con otras máquinas virtuales y con el exterior a través de conexiones correctamente configuradas. Este proyecto permitirá que los servidores SUN con los que cuenta el Banco de Venezuela sean aprovechados al máximo, al alojar un entorno de equipos virtuales bajo la plataforma Solaris, con el fin de obtener un procesamiento de la información de forma centralizada, es decir, manejar la información enteramente en el servidor utilizando los recursos de hardware del mismo como procesamiento, memoria, almacenamiento. Mediante la aplicación de virtualización, el hardware disponible, aumentará sus tasas de utilización drásticamente, y ayudará a disminuir los costos administrativos y de soporte técnico, ya que el equipo que requiere estas atenciones se reduce solamente a un servidor, haciendo mucho más eficiente el uso de este tipo de activo con el que cuenta la institución. Los esfuerzos administrativos se reducirán a una sola persona, la cual podrá gestionar el servidor y proveer a los usuarios de servidores virtuales dependiendo de sus necesidades, con la posibilidad mantenerlos operando en tan solo minutos. Posibilitará el acceso a múltiples servidores por parte del usuario con la mayor seguridad desde cualquier computador dentro de la red corporativa del banco de Venezuela, brindando la confianza de que si se presenta daños irreparables en el computador principal, los entornos virtuales se encuentran a salvo. 20

27 Facilitará el desarrollo de nuevas aplicaciones las cuales pueden ser probadas dentro de un contenedor de Solaris totalmente aislado de los demás servidores sin temor a dañar al sistema operativo Solaris. Todo esto brinda la posibilidad de tener uno o más servidores operando al mismo tiempo, sin la necesidad de invertir más en recursos de hardware, para la infraestructura SUN disponible. Delimitación de la Investigación Delimitación Temática La investigación realizada se inserta en la línea de investigación: Desarrollo de tecnologías de información gerencial para instituciones públicas y privadas en Venezuela, bajo el tema de Desarrollo de soluciones comerciales de impacto para el mercado. Estuvo relacionado con la virtualización de servidores bajo la plataforma UNIX Solaris para la consolidación de los servicios internos del Banco de Venezuela Delimitación Geográfica La investigación se realizó en la sede principal del banco de Venezuela, ubicada en la Av. Universidad, Esq. Sociedad, Urb. El Silencio, Caracas, Venezuela. 21

28 Delimitación Temporal El presente estudio se realizó desde el mes de enero del 2012 hasta el mes de julio del mismo año. Limitación de la Investigación No se encontraron limitaciones que impidieran llevar a cabo esta investigación. 22

29 CAPÍTULO II MARCO REFERENCIAL El marco referencial tiene como finalidad definir los parámetros conceptuales que sustentarán y complementarán la investigación. Balestrini (2002), afirma que un marco teórico: Es el resultado de la selección de aquellos aspectos más relacionados del cuerpo teórico epistemológico que se asume, referidos al tema específico elegido para su estudio (p.91). Antecedentes de la Investigación Entre los antecedentes de la investigación se tiene: La tesis de grado presentada por López, Andreina en 2008, titulada: Virtualización como una estrategia para reducir costos de operación en centros de cómputo, realizada en la Universidad de Carabobo, para optar al título de Licenciado en Computación; expone que una de las tecnologías de la información que están teniendo una gran aceptación en las empresas es la tecnología de la Virtualización. Esto debido a que en realidad este tipo de tecnologías logran una reducción muy importante de costos operativos y costos de actualización de equipos de cómputo. Adicionalmente ayuda mucho en la reducción del consumo de energía tanto por los propios equipos así como por el aire acondicionado que se requiere para su enfriamiento. Esta investigación es de tipo descriptiva porque se realizó un análisis sistemático del problema detectado con el propósito de describirlo. 23

30 En este trabajo de tesis se pudo apreciar los niveles de ahorro que puede obtener una empresa si implementa la virtualización de servidores sin necesidad de sacrificar la estabilidad de su plataforma tecnológica. El autor de este trabajo de tesis realizó un cuadro comparativo entre todas las tecnologías de virtualización en cuanto al número máximo de máquinas virtuales que se pueden crear con cada uno de estos productos siendo la virtualización a través de zonas de Solaris la que obtuvo mayor cantidad de nodos disponibles por servidor, lo que a su vez representa un mayor ahorro económico al poder reducir costos de mantenimiento por equipo. La autora Ojeda, Mariangel (2010), en su tesis: la virtualización es tecnología accesible para pequeñas y medianas empresas con VMWare, de la Universidad Central de Venezuela, para optar al título de Licenciada en Computación, indica en su trabajo de grado que se debe mejorar la eficacia y disponibilidad de los recursos y aplicaciones de TI gracias a la virtualización. Se debe empezar por eliminar el antiguo modelo "un servidor, una aplicación" y ejecute varias máquinas virtuales en cada máquina física. Libere a los administradores de TI, que ya no tendrán que dedicar tanto tiempo a administrar servidores en lugar de a innovar. Aproximadamente el 70% de un presupuesto normal de TI en un centro de datos no virtualizado se dedica a mantener la infraestructura existente; así pues, queda poco para innovar. De este trabajo de tesis se concluyó que un centro de datos automatizado basado en la plataforma de virtualización por zonas de Solaris, probada en entornos de producción, permite responder a la dinámica del mercado con mayor rapidez y eficacia que nunca. Zonas Solaris proporciona recursos, aplicaciones (incluso servidores), donde y cuando se necesitan. 24

31 Los contendores de Solaris suelen ahorrar entre un 50 y un 70% en costes globales de TI al consolidar sus pools de recursos y proporcionar máquinas que ofrecen alta disponibilidad. Seguidamente, el autor Hernández, Camilo. (2010) en su tesis Soluciones de almacenamiento de Netapp para la virtualización de los servidores, para optar al título de Licenciado en Computación en la Universidad Central de Venezuela. Expresa en su trabajo de grado que la virtualización de servidores abrió el camino para quienes vuelven a plantearse cómo diseñar e implementar sus soluciones de TI. Ya sea que esté buscando nuevas formas de reducir costos, incrementar la escalabilidad o mejorar los acuerdos de nivel de servicio (SLA). La planificación estratégica resulta esencial para poder completar la transformación de su centro de datos. Los servicios profesionales de Netapp aprovechan metodologías, herramientas y prácticas recomendadas de eficacia comprobada a fin de asesorar a su empresa y de evaluar, implementar y administrar la solución de virtualización más adecuada para su centro de datos. El autor concluye que Netapp desarrolla soluciones innovadoras de almacenamiento y gestión de datos que aceleran el avance de los negocios y proporcionan una destacada rentabilidad. Las virtualización de servidores para incrementar la eficiencia y escalabilidad de las operaciones. En esta tesis de grado se presentaron las diferentes tecnologías que a nivel de Storage se pueden implementar para lograr la consolidación de servidores en los centros de datos. Entre los productos más destacadas se encontraba el arreglo de discos 2187 de IBM los cuales van a ser utilizados en la solución de virtualización a implementar en el data center del banco de Venezuela. 25

32 El autor presentó un cuadro comparativo en donde se pudieron apreciar los diferentes productos que a nivel de virtualización de storage se cotizan actualmente en el mercado siendo el modelo 2187 el que brinda mejor relación costo beneficio. Por otra parte en este trabajo de tesis se indiciaron las mejores prácticas para la configuración de Arreglos IBM en ambientes vitalizados, los cuales fueron de gran ayuda para el departamento de Storage del banco de Venezuela al momento de realizar la configuración y adecuación del mismo. Bases Conceptuales Las Bases conceptuales de la investigación según Ortiz (2008): Es importante señalar en el proyecto la estrecha relación entre teoría, el proceso de investigación y la realidad o entorno. La investigación puede iniciar una teoría nueva, reformar una existente o simplemente definir con más claridad, conceptos o variables ya existentes. Por tanto los fundamentos teóricos o el marco de referencia, es donde se condensara todo lo pertinente a la literatura que se tiene sobre el tema a investigar. Debe ser una búsqueda detallada y concreta donde el tema y la temática del objeto a investigar tengan un soporte teórico, que se pueda debatir, ampliar, conceptualizar y concluir. Ninguna investigación debe privarse de un fundamento o marco teórico o de referencia. (p.23) Servidores Según el portal AlesterConsultores (2012) un servidor es una computadora que, formando parte de una red, provee servicios a otras computadoras denominadas clientes. También se suele denominar con la 26

33 palabra servidor a una aplicación informática o programa que realiza algunas tareas en beneficio de otras aplicaciones llamadas clientes. Algunos servicios habituales son los servicios de archivos, que permiten a los usuarios almacenar y acceder a los archivos de una computadora y los servicios de aplicaciones, que realizan tareas en beneficio directo del usuario final. Este es el significado original del término. Es posible que un ordenador cumpla simultáneamente las funciones de cliente y de servidor. Figura 1: Servidor Sun Enterprise M9000 Tomado del portal de Oracle. 27

34 Tipos de servidores Los servidores pueden ser configurados para diferentes usos entre los cuales se tiene: Servidor de impresiones: Según el portal de Dell (2010) el servidor de impresión controla una o más impresoras y acepta trabajos de impresión de otros clientes de la red y poniendo en cola los trabajos de impresión. Servidor de correo: Según el portal TechCom.com (2012) el servidor de correo almacena, envía, recibe, enruta y realiza operaciones relacionadas con para los clientes de la red. Servidor proxy: Según el portal Infortic.com (2012) el servidor proxy proporciona servicios de seguridad y permite administrar el acceso a internet en una red de computadoras permitiendo o negando el acceso a diferentes sitios Web. Servidor del acceso remoto (RAS): Según el portal TechCom.com (2012) el servidor de acceso remoto controla las líneas de módem de los monitores u otros canales de comunicación de la red para que las peticiones conecten con la red de una posición remota, responde llamadas telefónicas entrantes o reconoce la petición de la red y realiza la autentificación necesaria y otros procedimientos necesarios para registrar a un usuario en la red. Servidor web: Según el portal TechCom.com (2012) el servidor web almacena documentos HTML, imágenes, archivos de texto, escrituras, y 28

35 demás material Web compuesto por datos (conocidos colectivamente como contenido), y distribuye este contenido a clientes que la piden en la red. Servidor de base de datos: Según el portal Infortic.com (2012) el servidor de base de datos provee servicios de base de datos a otros programas u otras computadoras, como es definido por el modelo clienteservidor. Servidor de Seguridad: Según el portal TechCom.com (2012) el servidor de seguridad tiene instalado un software especializado para detener intrusiones maliciosas, normalmente tienen antivirus, antispyware, antimalware, además de contar con cortafuegos redundantes de diversos niveles y/o capas para evitar ataques. Hardware de un servidor Según La Real Academia Española (2012) se define al hardware como el conjunto de los componentes que conforman la parte material (física) de una computadora, a diferencia del software que refiere a los componentes lógicos (intangibles). Sin embargo, el concepto suele ser entendido de manera más amplia y se utiliza para denominar a todos los componentes físicos de una tecnología. El hardware permite definir no sólo a los componentes físicos internos (disco duro, placa madre, microprocesador, circuitos, cables, etc.), sino también a los periféricos (escáner, impresoras). 29

36 El hardware suele distinguirse entre básico (los dispositivos necesarios para iniciar el funcionamiento de un ordenador) y complementario (realizan ciertas funciones específicas). En cuanto a los tipos de hardware, se pueden mencionar periféricos de entrada (permiten ingresar información al sistema, como el teclado y el mouse), periféricos de salida (muestran al usuario el resultado de distintas operaciones realizadas en la computadora. Ejemplo: monitor, impresora), los periféricos de entrada/salida (módems, tarjetas de red, memorias USB), la unidad central de procesamiento o CPU (los componentes que interpretan las instrucciones y procesan los datos) y la memoria de acceso aleatorio o RAM (que se utiliza para el almacenamiento temporal de información). Software de servidor Según el portal Alegsa.com (2012) el software de un servidor es aquel que controla la computadora y administra los servicios y sus funciones como así también la ejecución de otros programas compatibles con éste. Ejemplos de familias de sistemas operativos: Windows, Unix, Linux, DOS, Mac OS, etc. Un sistema operativo permite interactuar con el hardware de computadoras, teléfonos celulares, PDAs, etc. y ejecutar programas compatibles en éstos. Permite controlar las asignaciones de memoria, ordenar las solicitudes al sistema, controlar los dispositivos de entrada y salida, facilitar la conexión a redes y el manejo de archivos. El software depende de la necesidad y del uso que se le quiera dar al servidor, ese queda a elección del usuario. Los sistemas operativos forman una plataforma para que otros sistemas o aplicaciones la utilicen. Aquellas aplicaciones que 30

37 permiten ser ejecutadas en múltiples sistemas operativos son llamadas multiplataforma. La mayoría de los sistemas operativos actuales son también multiusuario, aunque existen los monousuario (por ejemplo, DOS). También pueden clasificarse en multitarea o monotarea. Cada programa que se ejecuta en un sistema operativo, ya sea aplicación o servicio de fondo, es llamado proceso. Los sistemas operativos pueden ser centralizados, si permiten utilizar recursos de una sola computadora, o distribuido si permiten utilizar recursos de más de una computadora al mismo tiempo. Todos los sistemas operativos deben incluir un soporte para uno o más sistemas de archivos. Es importante, que los servidores estén conectados a un Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI), para evitar posibles cortes de corriente, éste puede comportarse como un estabilizador de corriente para las subidas y bajadas de tensión. Los servidores, deberían de estar en una habitación separada, o en una ubicación lo más separada posible de los trabajadores, para impedir, que por descuido se pulse cualquier botón del mismo (parada o reset), o se desenchufe de la corriente y/o SAI. La temperatura donde se ubique el servidor, se mantenga entre los 19 y 24 grados, y que el aire, este limpio de partículas de polvo o similares. Para configurar un servidor existen diferentes niveles de raid, los mismos que deben ser elegidos de acuerdo a la necesidad del negocio. 31

38 Tecnología RAID Acrónimo de "Redundant Array of Independent Disks" (matriz redundante de discos independientes), según el portal de Dell.com (2012) RAID es un método de combinación de dos a más discos duros para formar una única unidad lógica en la que se almacenan los datos deforma redundante. Para el sistema operativo aparenta ser un sólo disco duro lógico. La tecnología RAID (excepto en el nivel 0) protege los datos contra la caída de un disco duro. Si se produce un fallo, RAID mantiene el servidor activo y en funcionamiento hasta que se sustituye la unidad defectuosa. Todos los sistemas RAID suponen la pérdida de parte de la capacidad de almacenamiento de los discos para almacenar los datos de paridad y conseguir la redundancia. Tipos de Tecnología RAID Por Software. El RAID lo realiza una aplicación software al 100% La gestión RAID la hace el procesador del sistema Ralentización de otras aplicaciones instaladas Productividad más baja del usuario Costes más altos de gestión y reconfiguración No ofrece protección para el sistema operativo Por Hardware. La gestión RAID la realiza una controladora hardware dedicada 32

39 Independencia de la plataforma o sistema operativo Alto Rendimiento Total integridad de datos y sistema operativo Controlador RAID específico Gestiona Hot Swap y Hots paret Swap de discos (cambio en caliente) Raid interno. Raid interno. Los componentes que integran el RAID están ubicados en el mismo chasis que alberga la placa base del servidor: Controladora RAID Módulo de discos (backplane) Discos Raid externo. Las operaciones RAID se llevan a cabo mediante un controlador situado en el subsistema de almacenamiento RAID externo, que se conecta al servidor mediante un adaptador de bus de host SCSI o Fiber Channel. Historia de la virtualización Contrario de lo que la mayoría piensa, el tema de la vitalización no es nada nuevo. Durante la década de los 60 los equipos de informática de muchas empresas y entidades tenían un problema similar: contaban con súper-computadoras o mainframes de alto rendimiento que deseaban particionar lógicamente, o utilizar para múltiples tareas simultaneas (lo que hoy conocemos como multitasking, trabajar más de una aplicación o proceso simultáneamente). Es por esto que IBM desarrolló un método para crear múltiples particiones lógicas (similar a lo que se conoce hoy como 33

40 maquinas virtuales ) las cuales trabajaban independientemente una de las otras, y cada una utilizando los recursos provistos por el mainframe. Ya para la década de los 80 y con la llegada de las relativamente económicas maquinas x86, comenzó una nueva era de micro computadoras, aplicaciones cliente-servidor, y computación distribuida; en donde los enormes y potentes mainframes con mil y una tareas y utilidades en una sola caja gigantesca se comenzaron a cambiar por relativamente pequeños servidores y computadoras personales de arquitectura x86, con una caja diferente para cada uso, lo que se convirtió rápidamente en el estándar de la industria. Debido a esto, una vez más, el tema de la virtualización vuelve a quedar prácticamente en el olvido y no es hasta finales de la década de los 90 que gracias al alto desarrollo del hardware volvemos a caer en un predicamento similar al que estábamos en los años 60: el hardware existente es altamente eficiente, y utilizar cada caja para una sola aplicación seria un desperdicio de recursos, espacio, energía y dinero; y tampoco es conveniente asignarle múltiples usos o instalar varias aplicaciones en un solo servidor convencional, por más de una razón (ej. estas aplicaciones podrían ser conflictivas entre sí, o podrían requerir diferentes configuraciones e inclusive diferentes sistemas operativos, o tener diferentes requerimientos de seguridad, entre otras variables que podrían causar problemas al ejecutar estas funciones simultáneamente). Es por esto que vuelve a resurgir la idea de dividir el hardware, de manera tal que funcione como múltiples servidores independientes pero compartiendo los recursos de un mismo servidor físico. Y es de aquí que nace lo que hoy todos conocemos como Virtualización. 34

41 Virtualización Según Eddie (2009) la virtualización es una tecnología que te permite instalar y configurar múltiples computadoras y/o servidores completamente independientes (conocidas como virtual machines o maquinas virtuales ) en una sola caja física, ya sea una computadora, servidor, appliance, entre otros. A pesar de que estas máquinas virtuales comparten todos los recursos de un mismo hardware, cada una trabaja de manera totalmente independiente (con su propio sistema operativo, aplicaciones, configuraciones, etc.). En otras palabras, en lugar de utilizar 5 servidores físicos, cada uno de ellos corriendo una aplicación que sólo utiliza el 10% de los recursos de su servidor; se puede instalar 5 máquinas virtuales, cada una con su propia aplicación y configuraciones específicas, en un solo servidor y utilizar el 50-60% de los recursos del mismo. Cabe señalar que cada una de estas máquinas virtuales, con la debida configuración, deberá funcionar exactamente igual que un servidor o PC física (podrá conectarse a una red, ingresarlo a un dominio, aplicarle políticas de seguridad, conectarte de manera remota, darle restart de manera independiente, entre otra.). Al final se obtendrá una implementación: Más económica porque requiere menos hardware, electricidad, enfriamiento, espacio, infraestructura, y tiempo de administración. Menos compleja por las mismas razones mencionadas en el punto anterior. Consume menos energía y espacio. Más segura ya que con los niveles de seguridad adecuados, una red virtual cuenta con menos puntos de ataque físicos, lo que la hace más 35

42 segura. En adición a esto, la vitalización es una excelente estrategia de seguridad al momento de elaborar un backup plan o un disaster recovery plan. Más fácil de administrar ya que con el debido conocimiento de virtualización y evitando el conocido temor al cambio, administrar una red virtual es más sencillo que administrar una red regular. Técnicas de virtualización tipos: Según Eddie (2009) la virtualización se divide en sí en dos formas o Virtualización de plataforma que involucra la simulación de máquinas virtuales. Virtualización de recursos que involucra la simulación de recursos combinados, fragmentados o simples. La virtualización de la plataforma, se realiza mediante la intervención de un sistema operativo hospedero (host) el cuál se hará cargo de crear un sistema simulado para los huéspedes (Guests). Estos guests correrán tal y como si lo estuvieran haciendo sobre un hardware verdadero. Normalmente se les simula por parte del host una máquina de forma tal que los guests puedan correr. Sin embargo a veces no se les simula la máquina sino que se les modifica el kernel para que puedan correr de forma compartida en el host. 36

43 Virtualización de plataforma. Según Escalante E. (2009) el sentido original del término virtualización, nacido en 1960, es el de la creación de una máquina virtual utilizando una combinación de hardware y software llamado virtualización de plataforma. El término máquina virtual tiene su origen en el experimento del sistema de paginación (paging system) de IBM. La creación y administración de las máquinas virtuales también se refiere a la creación de seudo máquinas y de virtualización de servidores más recientemente. La virtualización de plataforma es llevada a cabo en una plataforma de hardware mediante un software "host" ("anfitrión", un programa de control) que simula un entorno computacional (máquina virtual) para su software "guest". Este software "guest", que generalmente es un sistema operativo completo, corre como si estuviera instalado en una plataforma de hardware autónoma. Típicamente muchas máquinas virtuales son simuladas en una máquina física dada. Para que el sistema operativo "guest" funcione, la simulación debe ser lo suficientemente robusta como para soportar todas las interfaces externas de los sistemas guest, las cuales pueden incluir (dependiendo del tipo de virtualización) los drivers de hardware. Según Jones T. (2012) IBM reconoció la importancia de la virtualización en la década de 1960 con el desarrollo del mainframe System/360 Model 67. El Model 67 virtualizó todas las interfaces hardware a través del Monitor de Máquina Virtual (VMM - Virtual Machine Monitor). En los primeros días de la computación, el sistema operativo se llamó supervisor. Con la habilidad de ejecutar sistemas operativos sobre otro sistema operativo, apareció el término hypervisor (término acuñado en la década de 1970). 37

44 El VMM se ejecutaba directamente sobre el hardware subyacente, permitiendo múltiples máquinas virtuales (VMs). Cada VM podía ejecutar una instancia de su propio sistema operativo privado al comienzo este era CMS, o Conversational Monitor System. Las máquinas virtuales han continuado avanzando, y hoy se pueden encontrar ejecutándose en el mainframe System z9. Lo que proporciona compatibilidad hacia atrás, incluso hasta la línea System/360. Virtualización de los recursos. Según Escalante E. (2009) el concepto básico de la virtualización de plataforma se extendió a la virtualización de recursos específicos del sistema como la capacidad de almacenamiento, nombre de los espacios y recursos de la red. Los términos resource aggregation, spanning o concatenation (name spaces) se utiliza cuando se combinan componentes individuales en un mayor recurso o en un recurso de uso común (resource pools). Por ejemplo: Conjunto Redundante de Discos Independientes (RAID - Redundant Array of Inexpensive Disks) y volume managers combinan muchos discos en un gran disco lógico. La virtualización de almacenamiento (Storage Virtualization) refiere al proceso de abstraer el almacenamiento lógico del almacenamiento físico, y es comúnmente usado en SANs (Storage Area Network). 38

45 Channel bonding y el equipamiento de red utilizan para trabajar múltiples enlaces combinados mientras ofrecen un enlace único y con mayor amplitud de banda. Red privada virtual (en inglés Virtual Private Network, VPN), Traducción de dirección de red (en inglés Network Address Translation, NAT) y tecnologías de red similares crean una red virtual dentro o a través de subredes. Sistemas de computación multiprocessor y multi-core muchas veces presentan lo que aparece como un procesador único, rápido e independiente. Clúster, grid computing y servidores virtuales usan las tecnologías anteriormente mencionadas para combinar múltiples y diferentes computadoras en una gran metacomputadora. Particionamiento es la división de un solo recurso (generalmente grande), como en espacio de disco o ancho de banda de la red, en un número más pequeño y con recursos del mismo tipo más fáciles de utilizar. Encapsulación es el ocultamiento de los recursos complejos mediante la creación de un interfaz simple. Por ejemplo, muchas veces CPUs incorporan memoria caché o segmentación (pipeline) para mejorar el rendimiento, pero estos elementos no son reflejados en su interfaz virtual externa. Interfaces virtuales similares que ocultan implementaciones complejas se encuentran en los discos, módems, routers y otros dispositivos "inteligentes" (smart). 39

46 Aplicación de la Virtualización por plataforma. Según el portal de la Universidad del Cauca (2010) en la emulación o simulación la máquina virtual simula un hardware completo, admitiendo un sistema operativo "guest" sin modificar para una CPU completamente diferente. Este enfoque fue muy utilizado para permitir la creación de software para nuevos procesadores antes de que estuvieran físicamente disponibles. Por ejemplo: Qemu, Virtual PC, Bochs y PearPC. La virtualización más compleja consiste en la emulación de hardware. Con esta técnica, en el sistema anfitrión se utiliza una máquina virtual que emula el hardware, como muestra la Figura 2. Figura 2: Virtualización por hardware Virtualización nativa y virtualización completa: Según el portal ideasmultiples.com (2010) en la virtualización la máquina virtual simula un hardware suficiente para permitir un sistema operativo "guest" sin modificar (uno diseñado para la misma CPU) para correr de forma aislada. Típicamente, muchas instancias pueden correr al mismo tiempo. Este enfoque fue el pionero en 1966, predecesores de la familia de máquinas virtuales de IBM. Algunos ejemplos: VMware Workstation, VMware Server, Parallels Desktop, Adeos, Mac-on-Linux, Win4BSD, Win4Lin Pro y z/vm. 40

47 El host emula lo suficientemente bien el hardware como para que los guests puedan correr de forma nativa (sin cambios en el kernel) y además de forma completamente aislada. Según el portal ideasmultiples.com (2010) la virtualización completa, también llamada virtualización nativa, es otra interesante técnica de virtualización. Este modelo utiliza una máquina virtual que media entre el sistema operativo invitado y el hardware nativo (ver Figura II.5). "Mediar" es la palabra clave aquí porque la VMM está entre el sistema, el sistema operativo invitado y el hardware real. Algunas instrucciones protegidas deben capturarse y manejarse dentro del hypervisor ya que el hardware subyacente no es propiedad de un sistema operativo sino que es compartido a través del hypervisor. Estos guests normalmente pueden correr varios en la misma máquina y compartir eficientemente sus recursos. Se considera una emulación un poco más avanzado. El caso más conocido es el VMWare. Figura 3: Virtualización completa 41

48 Paravirtualización: Según el portal ideasmultiples.com (2010) en la paravirtualización la máquina virtual no necesariamente simula un hardware, en cambio ofrece un Interfaz de Programación de Aplicaciones especial que solo puede usarse mediante la modificación del sistema operativo "guest". La llamada del sistema al hypervisor tiene el nombre de "hypercall" en Xen y Parallels Workstation. La Paravirtualización es otra técnica popular que cuenta con algunas similitudes con la virtualización completa. Este método utiliza un hipervisor para compartir el acceso al hardware subyacente pero integra código que está al tanto de la virtualización en el propio sistema operativo (ver Figura 4). Esta aproximación evita la necesidad de recompilar y capturar ya que los propios sistemas operativos cooperan en el proceso de virtualización. Figura 4: Paravirtualización La Paravirtualización precisa que los sistemas operativos alojados sean modificados por el hypervisor, lo que es una desventaja. Pero la Paravirtualización ofrece un rendimiento próximo al de un sistema no virtualizado. Del mismo modo que con la virtualización completa, es posible soportar varios sistemas operativos diferentes de manera concurrente. 42

49 El kernel de los guests tiene que ser modificado para permitir acceder al API del host y poder manejar y acceder a los recursos del host (disco, red, usb, etc). Ejemplos de Paravirtualización incluyen el VMWare ESX Server y el XEN. Virtualización en el nivel del sistema operativo: Según el portal techweek (2007) la virtualización en el nivel del sistema operativo, utiliza una técnica diferente a las que hemos visto. Esta técnica virtualíza los servidores encima del propio sistema operativo. Este método soporta un solo sistema operativo y simplemente aísla los servidores independientes (ver Figura 5). Figura 5: Virtualización a nivel de Sistema Operativo La virtualización en el nivel del sistema operativo requiere cambios en el núcleo del sistema operativo, la ventaja es un rendimiento igual a la ejecución nativa. Por qué virtualizar Con un grado de versatilidad comparable, un servidor virtual requiere una inversión tecnológica en infraestructura muy inferior a un servidor dedicado. Dependiendo de si una máquina física se virtualíza para conseguir 43

50 dos máquinas virtuales o diez, por decir unas cifras, la inversión inicial es dos o diez veces inferior que un servidor dedicado. A esta cantidad, también hay que sumar la cifra procedente del ahorro del consumo eléctrico y de mantenimiento que supone un número cualquiera de servidores virtuales frente a su equivalente en dedicados. La consolidación de servidores no es la única aplicación de la virtualización. Debido a la posibilidad de realizar snapshots (puntos de restauración), ofrece numerosas ventajas en pruebas de testing y desarrollo, porque la monitorización de las pruebas de estrés congela el proceso de una máquina virtual en cualquier momento. Incluso puede considerarse una garantía de continuidad de negocio, ya que todo el contenido de un equipo virtual puede trasladarse a otro fácilmente, si se produce un incidente en el hardware. Ventajas de la Virtualización Según el portal PC WORLD digital (2012) la virtualización de servidores está ganando adeptos al hilo de la promesa de ahorros y mejoras en la gestión que supone. Con equipos cada vez más potentes y generalmente infrautilizados, los mecanismos para crear máquinas virtuales que saquen mayor partido a la base de equipos están ganando en popularidad. La creciente factura energética que deben abordar a medio plazo los grandes CPDs no hace más que empujar en esa dirección. XenSource, VMWare y Parallels entre otros son algunas de las firmas que están destacando en este mercado emergente. Ventajas de la virtualización 1.- Ahorro energético.- Hoy que están tan en boga, por desgracia, los problemas medioambientales, hay que comentar que, efectivamente, en entornos virtualizados se ahorra considerablemente en energía en las CPD. 44

51 Se llegan a consolidar un número muy importante de servidores que dejan de consumir energía. Se pueden consolidar, asimismo, el número/volumen de SAIS necesarios. 2.- Ahorro de espacio.- En entornos con poco espacio en el CPD, edificios históricos que no se pueden ampliar y otras circunstancias similares en las que cada vez se piden más y más servicios pero el espacio es muy limitado, se pueden sustituir los grandes servidores antiguos que ocupan muchas U de nuestros racks por pequeños sistemas con 1 ó 2 U con mucha más potencia. 3.- Ahorro de adquisición y mantenimiento de servidores.- Bien planificada, una virtualización, a la larga, significa un importante ahorro económico en la adquisición de servidores. Del mismo, modo simplifica el escenario de mantenimiento, al reducir el número de servidores críticos en la empresa. Al aprovecharse mucho más la capacidad hardware de los equipos, se puede tener un rápido despliegue de pilotos y VM (máquinas virtuales) de prueba sin desembolso económico en hardware. 4.- Facilidad de gestión.- Al disponer de un sistema Virtual Center, se podrá simplificar enormemente la facilidad de manejo del entorno. Desde un sólo punto de administración se puede ver el estado de todos los servidores físicos y virtuales y ver de modo inmediato las alertas y advertencias sobre problemáticas existentes. 5.- Transportabilidad.- Rápidamente se puede llevar una VM de un Host a otro. Ya sea (idealmente) a través de VMotion, DRS o HA o bien manualmente. Es importante que se procure que la inmensa mayoría de las VM sean transportables directamente sin manipulación alguna y, en caso contrario, documentarlo claramente. 45

52 6.- Rápida recuperación del entorno.- Importantísimo, donde en un escenario físico se podría tardar días o semanas en recuperar completamente el escenario, en un entorno virtual es cuestión de minutos/horas. 7.- Reconocimiento de los diferentes mundos.- Se puede tener virtualizados y en producción, sistemas Windows, Linux, Novell, Solaris, BSD... La misma realidad física que se tiene en entornos no virtualizados, sin demasiadas exclusiones (AS/400, Apple sobre PPC...) 8.- VDI.- Se abre, en la actualidad, un nuevo escenario de posibilidades en el que algunas empresas están empezando a virtualizar los escritorios de los usuarios. Esta tecnología se denomina, genéricamente, Virtual Desktop Infrastructure y permite que un usuario realice una conexión local o remota a su escritorio que no es una sesión de Terminal Server o Citrix Metaframe, sino una VM completa que sustituye a su equipo de sobremesa. 9.- Entornos de Desarrollo, Integración y producción efectivos.- La teoría de tener diferentes entornos de Producción, Desarrollo e Integración, en la práctica es muy difícil de llevar a cabo. Desventajas de la Virtualización Muchos ya están convencidos y pregonan las ventajas de la virtualización de sistemas, a medida que las máquinas virtuales se propagan por los escritorios y servidores corporativos, se ponen de manifiesto las limitaciones de esta nueva técnica, sin embargo no todo son ventajas en la virtualización, ni mucho menos. Una serie de artículos en ACM Queue y Computer World los enumeran y explican: 46

53 Menores ventanas para mantenimiento.- Por la menor disponibilidad de los equipos físico. Rendimiento inferior. Un sistema operativo virtualizados nunca alcanzará las mismas cotas de rendimiento que si estuviera directamente instalado en el hierro. Dado que el hipervisor introduce una capa intermedia en la gestión del hardware para gestionar las peticiones de acceso y la concurrencia al mismo, el rendimiento de la máquina virtual se ve afectado. No se dispone de aceleración de vídeo por hardware. Por lo que aplicaciones con efectos 3D como compiz-fussion y juegos que utilizan las librerías OpenGL o DirectX no funcionarán en la máquina virtual. Como excepción, Parallels y VMWareFussion ofrecen soporte para versiones concretas de OpenGL y DirectX sobre Mac OS X, pero conviene probar el rendimiento gráfico antes de decidirse por alguna. El sistema operativo anfitrión se vuelve de rol crítico.- Hasta ahora se estaba acostumbrado a utilizar un sistema para todas las necesidades. Pero, cuando varios servidores o entornos de producción virtualizados dependen de la estabilidad de su anfitrión, por lo tanto será necesario reforzar la seguridad y estabilidad. Funcionamiento de la virtualización Según el portal vmware (2012) la plataforma de virtualización de VMware se basa en una arquitectura preparada para la empresa. Utiliza software como VMware Sphere y VMware ESXi para transformar o Virtualizar los recursos de hardware de un ordenador x86 (incluidos CPU, RAM, disco duro y controlador de red) para crear una máquina virtual 47

54 completamente funcional que puede ejecutar su propio sistema operativo y aplicaciones de la misma forma que lo hace un ordenador real. Cada máquina virtual contiene un sistema completo, con lo que se eliminan los posibles conflictos. La virtualización de VMware inserta directamente una capa ligera de software en el hardware del ordenador o en el sistema operativo host. Contiene un monitor de máquina virtual o hypervisor que asigna los recursos de hardware de manera dinámica y transparente Hardware y software requeridos para Virtualizar Si bien es cierto que la virtualización de sistemas es una técnica vieja, los requisitos de hardware mínimos estaban fuera del alcance de entornos domésticos. Sólo desde hace poco se puede virtualizar en nuestros PCs de sobremesa con soltura al mismo precio de un PC con prestaciones medioaltas. Actualmente los microprocesadores de nueva generación de Intel y AMD incorporan doble núcleo e instrucciones específicas para virtualización. Estas nuevas instrucciones son de las que utiliza el software de virtualización para generar los elementos hardware virtuales CPU, RAM, HD. La novedad es que las velocidades actuales de discos duros, tarjeta de red, bus de la placa base y memoria RAM permiten velocidades de transferencia internas con la CPU que favorecen la ejecución de múltiples sistemas en uno. Sin meterse a un despliegue profesional, con una CPU de dos o cuatro núcleos, 1 a 4 GB de RAM, disco duro de 300 a 500 GB y tarjeta de red Gigabit Ethernet es suficiente para montar un servidor de máquinas virtuales doméstico. Los procesadores AMD Opteron son los que incorporan tecnología AMD SVM (Secure Virtual Machine). 48

55 Software para virtualización de sistemas Si ya se dispone de un equipo adecuado, la segunda parte consiste en elegir la plataforma de virtualización que más se adapte a las necesidades. Software de virtualización gratuito Open Source: QEmu para Windows, Solaris, Linux, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, Mac OS X, ZETA, BeOS. Virtual Box para Windows, Linux, Mac OS X. XEN para Linux, Unix-like, BSD, OpenSolaris. OpenVZ para Linux. Software de virtualización gratuito (Freeware) VMWare Server para Windows y Linux. VMWare Player para Windows. Microsoft Virtual Server 2005 para Windows. Software de virtualización de pago Parallels Desktop para Mac OS X. Parallels Workstation para Windows y Linux. VMWare Fusion para Mac OS X. VMware Workstation para Windows y Linux. Sistemas Operativos para virtualización de pago A diferencia de los anteriores estos se instalan directamente sobre el servidor sin necesidad de un sistema operativo anfitrión. 49

56 VMware ESX Server 3. Virtuozzo basado en el mencionado Open VZ. Virtual IronVFe Trigence Application Environment. Solaris Containers para Open Solaris que se desmarcan un poco de las opciones anteriores. QEMU (emulación) Según Jones T. (2012) QEMU es otro emulador, como Bochs, pero tiene algunas diferencias que son bienvenidas. QEMU soporta dos modos de operación. El primero es el modo de emulación de sistema completo. Este modo es similar a Bochs ya que emula todo un ordenador personal (PC) con su procesador y periféricos. Este modo emula varias arquitecturas, como x86, x86_64, ARM, SPARC, PowerPC y MIPS, con velocidad razonable utilizando traducción dinámica. Utilizando este modo es posible emular los sistemas operativos Windows (incluyendo XP) y Linux sobre Linux, Solaris y FreeBSD. También se soportan otras combinaciones de sistemas operativos. QEMU también soporta un segundo modo llamado User Mode Emulation. En este modo, que sólo puede ser alojado en Linux, puede lanzarse un binario para una arquitectura diferente. Esto permite, por ejemplo, que se ejecute en Linux sobre x86 un binario compilado para la arquitectura MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages). Entre las arquitecturas soportadas por este modo se encuentran ARM, SPARC, PowerPC y otras que están en desarrollo. 50

57 VMware (virtualización completa) Según el portal de VMware es una solución comercial para la virtualización completa. Entre los sistemas operativos alojados y el hardware existe un hipervisor funcionando como capa de abstracción. Esta capa de abstracción permite que cualquier sistema operativo se ejecute sobre el hardware sin ningún conocimiento de cualquier otro sistema operativo alojado. VMware también virtualíza el hardware de entrada/salida disponible y ubica drivers para dispositivos de alto rendimiento en el hipervisor. El entorno virtualizado completo se respalda en un fichero, lo que significa que un sistema completo (incluyendo el sistema operativo alojado, la máquina virtual y el hardware virtual) puede migrarse con facilidad y rapidez a una nueva máquina anfitrión para balancear la carga. z/vm (virtualización completa) Según Jones T. (2012) aunque el IBM System z estrena nombre, realmente tiene una larga historia que se origina en la década de El System/360 ya soportaba virtualización utilizando máquinas virtuales en Es interesante observar que el System z mantiene la retrocompatibilidad hasta la antigua línea System/

58 En el System z, se utiliza como hipervisor del sistema operativo a z/vm. En su interior está el Programa de Control (CP - Control Program), que proporciona la virtualización de los recursos físicos a los sistemas operativos alojados, incluyendo Linux (ver Figura 8). Esto permite que varios procesadores y otros recursos sean virtualizados para un número de sistemas operativos alojado. Figura 6: Virtualización a nivel de SO utilizando z/vm z/vm también puede emular una LAN virtual para aquellos sistemas operativos hospedados que quieren comunicarse entre sí. La emulación se realiza por completo en el hipervisor, con lo que se obtiene una gran seguridad. Xen (Paravirtualización) Según Jones T. (2012) Xen es la solución de fuente abierta proporcionada por XenSource para obtener paravirtualización a nivel de sistema operativo. Recuerde que en la paravirtualización el hipervisor y el sistema operativo colaboran en la virtualización, se requieren cambios en el 52

59 sistema operativo pero se obtiene un rendimiento próximo a la ejecución nativa. Como Xen precisa colaboración (modificaciones en el sistema operativo alojado), solo pueden virtualizarse en Xen sistemas operativos parcheados. Desde el punto de vista de Linux, que es de fuente abierta, se trata de un compromiso razonable porque se consigue un mejor rendimiento que con la virtualización completa. Pero desde el punto de vista de un soporte amplio (que incluya otros sistemas operativos que no sean de fuente abierta), se trata de un claro inconveniente. Es posible ejecutar Windows como SO alojado en Xen, pero solo en sistemas hardware que soporten la tecnología Vanderpool de Intel o Pacifica de AMD. Otros sistemas operativos soportados por Xen son: Minix, Plan 9, NetBSD, FreeBSD y OpenSolaris. User-mode Linux (paravirtualización) Según Jones T. (2012) User-mode Linux (UML) permite que un sistema operativo Linux ejecute otros sistemas operativos Linux en el espacio del usuario. Cada sistema operativo Linux alojado existe como un proceso en el sistema operativo Linux anfitrión (ver Figura II.9). Lo que permite a varios núcleos Linux (con sus propios espacios de usuario asociados) ejecutarse en el contexto de un solo núcleo Linux. 53

60 Figura 7: User-mode Linux. Desde el núcleo Linux 2.6, UML se encuentra en la rama principal del núcleo, pero debe ser activado y recompilado antes de utilizarse. Estos cambios proporcionan, entre otras cosas, virtualización de dispositivos. Lo que permite a los sistemas operativos alojados compartir los dispositivos físicos disponibles, como los dispositivos de bloques (floppy, CD-ROM, y sistemas de ficheros), consolas, dispositivos NIC, hardware de sonido y otros. Puesto que los núcleos alojados se ejecutan en el espacio del usuario deben estar compilados para este uso (aunque puede tratarse de diferentes versiones del núcleo). Existirá un núcleo anfitrión (que se ejecutará sobre el hardware) y uno o varios núcleos alojados (que se ejecutarán en el espacio de usuario del núcleo anfitrión). Es posible anidar estos núcleos, de manera que un núcleo alojado actúe como anfitrión de otro. 54

61 Linux-VServer (virtualización a nivel de sistema operativo) Según Jones T. (2012) Linux-VServer es una solución de virtualización a nivel de sistema operativo. Linux-VServer virtualíza el núcleo Linux de manera que varios entornos de espacio de usuario, también llamados Virtual Private Servers (VPS), se ejecutan de forma independiente sin tener conocimiento del resto. El aislamiento del espacio de usuario se consigue gracias a diferentes modificaciones del núcleo Linux. Con Linux-VServer también se utiliza un tipo de chroot para aislar el directorio raíz de cada VPS. Recordemos que una chroot permite que se especifique un nuevo directorio raíz, además se utilizan otras funciones (llamadas Chroot-Barrier) para que un VPS no pueda escapar desde su confinamiento en el directorio raíz. Cada VPS cuenta con su propia raíz y lista de usuarios y contraseñas. Linux-VServer está soportado en los núcleos Linux v2.4 y v2.6, pudiendo funcionar sobre diferentes plataformas: x86, x86-64, SPARC, MIPS, ARM y PowerPC. OpenVZ (virtualización a nivel de sistema operativo) Según Jones T. (2012) OpenVZ es otra solución de virtualización a nivel de sistema operativo, como Linux-VServer, pero tiene algunas diferencias interesantes. OpenVZ es un núcleo modificado para la virtualización que soporta espacios de usuario aislados, VPS, con un conjunto de herramientas de usuario para la administración. 55

62 Para planificar los procesos, OpenVZ utiliza un planificador de dos niveles. Primero se determina qué VPS debe obtener la CPU. Después, el segundo nivel del planificador escoge el proceso a ejecutar basándose en las prioridades standard de Linux. OpenVZ también incluye los llamados beancounters. Un beancounter consiste en un número de parámetros que definen la distribución de recursos para un VPS. Esto proporciona cierto nivel de control sobre un VPS, definiendo la cantidad de memoria y el número de objetos para la comunicación entre procesos (IPC) disponibles. Una característica única de OpenVZ es la habilidad de establecer un punto de control y migrar un VPS desde un servidor físico a otro. Establecer un punto de control significa que el estado de un VPS en ejecución se congela y se guarda en un fichero. Este fichero puede llevarse a un nuevo servidor para restaurar la ejecución del VPS. Entre las arquitecturas soportadas por OpenVZ se encuentran: x86, x86-64 y PowerPC. Solaris Zonas (virtualización a nivel de sistema operativo) La tecnología de partición de zonas de Solaris se utiliza para virtualizar servicios del sistema operativo y proporcionar un entorno aislado y seguro para ejecutar aplicaciones. Según la Guía de administración de sistemas: Zonas de Solaris y administración de recursos y contenedores de Solaris elaborado por Sun 56

63 Microsystem (2007), una zona es definida como "un entorno de sistema operativo virtualizado creado en una única instancia del sistema operativo Solaris. Cuando se crea una zona, se genera un entorno de ejecución de aplicaciones en el que los procesos están aislados del resto del sistema." Este aislamiento evita que los procesos que se están ejecutando en una zona sean controlados o se vean afectados por los procesos que se están ejecutando en otras zonas. Incluso un proceso que se está ejecutando con credenciales de superusuario no puede ver ni afectar a la actividad que se esté realizando en otras zonas. Una zona también proporciona un nivel abstracto que separa las aplicaciones de los atributos físicos del equipo en el que se han implementado. Entre los ejemplos de este tipo de atributos, se incluyen las rutas de dispositivos físicos. Las zonas pueden utilizarse en cualquier equipo en el que se ejecute Solaris 10. El máximo de zonas que puede haber en un sistema es de El número de zonas que puede admitir de forma eficaz un único sistema lo determinan los requisitos de recursos totales de la aplicación que se ejecuta en todas las zonas. Existen dos tipos de modelos de sistema de archivos root de zonas no globales: disperso y completo. El modelo de zona root dispersa optimiza el uso compartido de objetos. El modelo de zona root completa permite la máxima configuración. Las zonas son idóneas para entornos que consolidan varias aplicaciones en un único servidor. Debido al coste y la complejidad de 57

64 administrar varios equipos, se recomienda consolidar varias aplicaciones en servidores más grandes y escalables. La siguiente figura muestra un sistema con tres zonas. Cada una de las zonas (apps, users y work) ejecuta una carga de trabajo no relacionada con las cargas de trabajo de las demás zonas, en un ejemplo consolidado. Este ejemplo ilustra que pueden ejecutarse diferentes versiones de la misma aplicación sin las consecuencias negativas de las diferentes zonas, para que cumplan los requisitos de la consolidación. Cada zona puede proporcionar un conjunto se servicios personalizados. Figura 8: Virtualización a través de zonas. Tomado del portal de Oracle. 58

65 Una zona no global sería similar a una caja. Una o varias aplicaciones pueden ejecutarse en esa caja sin interactuar con el resto del sistema. Las zonas de Solaris aíslan las aplicaciones y servicios utilizando unos límites flexibles y bien definidos. Las aplicaciones que se ejecutan en la misma instancia del sistema operativo Solaris se pueden administrar de forma independiente. De este modo, pueden ejecutarse diferentes versiones de la misma aplicación en zonas distintas, para cumplir los objetivos de la configuración. Un proceso asignado a una zona puede manipular, supervisar y comunicarse directamente con otros procesos asignados a la misma zona. El proceso no puede llevar a cabo estas funciones con procesos que están asignados a otras zonas del sistema o con procesos que no están asignados a ninguna zona. Los procesos asignados a diferentes zonas sólo pueden comunicarse a través de las API de red. A partir de Solaris 10 8/07, las redes IP pueden configurarse de modos distintos, en función de si la zona tiene su instancia IP exclusiva o comparte la configuración y el estado de la capa de IP con la zona global. Cada sistema Solaris contiene una zona global. La zona global tiene una doble función. La zona global es tanto la zona predeterminada para el sistema, como la zona que se usa para el control administrativo de todo el sistema. Todos los procesos se ejecutan en la zona global si el administrador global no crea zonas no globales, denominadas simplemente zonas. La zona 59

66 global es la única zona desde la que se puede configurar, instalar, gestionar o desinstalar una zona no global. Sólo es posible arrancar la zona global desde el hardware del sistema. La administración de la infraestructura del sistema, como dispositivos físicos, enrutamiento o reconfiguración dinámica (DR), sólo es posible en la zona global. Algunos procesos con privilegios adecuados que se ejecuten en la zona global pueden acceder a objetos asociados con otras zonas. Los procesos sin privilegios en la zona global podrían llevar a cabo operaciones no permitidas para los procesos con privilegios en una zona no global. Por ejemplo, los usuarios de la zona global pueden ver información sobre cada uno de los procesos del sistema. Si esta función presenta un problema para su sitio, puede restringir el acceso a la zona global. Se asigna un nombre a cada zona, incluida la zona global. La zona global siempre tiene el nombre global. Cuando se inicia la zona, el sistema también asigna a cada zona un identificador numérico exclusivo. La zona global siempre se asigna al ID 0. Cada zona también tiene un nombre de nodo completamente independiente del nombre de la zona. El nombre de nodo lo asigna el administrador de la zona. Cada zona tiene una ruta a su directorio root relativa al directorio root de la zona global. 60

67 Definición de términos Bare-metal: Según Rouse M. (2012) el término bare-metal se refiere a la arquitectura física subyacente de un ordenador. Ejecución de un sistema operativo en el bare-metal es otra forma de referirse a la ejecución de una versión modificada del sistema operativo en el hardware físico. Cloud Computing: (La computación en nube). Según Aponte L. (2012) en este tipo de computación todo lo que puede ofrecer un sistema informático se ofrece como servicio, de modo que los usuarios puedan acceder a los servicios disponibles "en la nube de Internet" sin conocimientos (o, al menos sin ser expertos) en la gestión de los recursos que usan. Cluster: según Oracle (2011) Cluster es el conjunto o conglomerado de computadoras construidos mediante la utilización de componentes de hardware comunes y que se comportan como si fuesen una única computadora. CPDs: según ITnews (2012) los CPDs son aquella ubicación donde se concentran todos los recursos necesarios para el procesamiento de la información de una organización. También se conoce como centro de cómputo en Iberoamérica o centro de cálculo en España o centro de datos por su equivalente en inglés data center. Controladores para-virtualizados: según RedHat (2012) los controladores para-virtualizados son controladores de dispositivo que operan en huéspedes de Linux completamente virtualizados. Estos controladores aumentan ampliamente el rendimiento de red y la E/S de dispositivo de bloque para huéspedes completamente virtualizados. 61

68 CPU virtualizado: según Oracle (2012) Un sistema tiene una cantidad de CPU virtuales (VCPU) relativas al número de núcleos de procesador físico. El número de VCPU es finito y representa el número total de VCPU que se pueden asignar a máquinas virtuales huéspedes. Dom0: Según el portal Xen (2012) Dom0 es también conocido como host o sistema operativo anfitrión. dom0 se refiere a la instancia host de Xen corriendo sobre el hypervisor el cual facilita la virtualización de sistemas operativos invitados. Domains: según el portal vmware (2012) DomU y domains son ambos dominios. Dominios se ejecutan en el Hypervisor. Los términos dominios tienen un significado similar a máquinas Virtuales y los dos son técnicamente intercambiables. DomU. Según Oracle (2012) DomU se refiere al sistema operativo invitado que se ejecutan en el sistema (Domains). Emulador: Según J&H (2011) un emulador es un software que permite ejecutar programas de computadora o videojuegos en una plataforma (arquitectura hardware o sistema operativo) diferente de aquella para la cual fueron escritos originalmente. Escalabilidad: Según IBM (2011) la escalabilidad es la propiedad deseable de un sistema, una red o un proceso, que indica su habilidad para extender el margen de operaciones sin perder calidad, o bien manejar el crecimiento continuo de trabajo de manera fluida, o bien para estar preparado para hacerse más grande sin perder calidad en los servicios ofrecidos. 62

69 Full virtualización: Según el portal de Debian (2012) se puede implementar virtualización en una de dos opciones: virtualización completa o paravirtualización. La virtualización completa proporciona total abstracción del sistema físico subyacente (bare-metal) y crea un nuevo sistema virtual en que los sistemas operativos el invitados puede ejecutarse. No son necesarias modificaciones en el sistema operativo invitado. Los sistemas operativos invitados y las aplicaciones en los invitados no tienen conocimiento del ambiente de virtualización y se ejecutan normalmente. Para-virtualización requiere una versión modificada del operativo Linux sistema. Flops: Según Oracle (2012) Flops se usa como una medida del rendimiento de una computadora, especialmente en cálculos científicos que requieren un gran uso de operaciones de coma flotante. Hypervisor: Según el portal vmware (2011) El hypervisor es la capa de software que abstrae el hardware desde el sistema operativo permitiendo múltiples sistemas operativos funcionar en el mismo hardware. Host. El sistema operativo host, también conocido como dom0 definido previamente. Kernel-based Virtual Machine. Según el portal Linux-KVM (2012) kvm es un módulo del kernel de virtualización completa que se incorporará en futuras versiones. KVM es en la actualidad disponible en la distribución de Linux Fedora y otras distribuciones de Linux. Máquinas virtuales: Según el portal de vmware (2012) una máquina virtual es una implementación software de una máquina física o un lenguaje de 63

70 programación (por ejemplo, el entorno en tiempo de ejecución Java o LISP). Las máquinas virtuales en el contexto de virtualización son sistemas operativos en hardware virtualizado. Snapshots: puntos de restauración del sistema. Striping: según EMC (2012) la técnica empleada para obtener altas velocidades de transferencia. Cada fichero es dividido en partes y leído en múltiples drives. (Creación de bandas). Para-virtualización. Según GlobalNet (2012) la para-virtualización utiliza un núcleo especial, a veces se denomina el núcleo xen kernel o kernel-xen xen para virtualizar otro entorno, mientras se utiliza las librerías de ordenadores y dispositivos. Una instalación de para-virtualizada tendrá acceso completo a todos los dispositivos en el sistema. Para-virtualización es significativamente más rápido que la virtualización completa puede ser efectivamente usada para balanceo de carga, aprovisionamiento, seguridad y ventajas de consolidación. Virtualización: Según Oracle (2012) la virtualización es un término general de informática aplicado a la ejecución de software (generalmente sistemas operativos), al mismo tiempo que se ejecutan otros programas en el sistema, y de manera aislada de ellos. La mayoría de las implementaciones de virtualización actuales, utilizan un hypervisor, esto es, una capa de software colocada sobre un sistema operativo de modo de poder abstraer un determinado hardware. El hypervisor permite que múltiples sistemas operativos sean ejecutados en el mismo sistema físico, al brindarle hardware virtualizado al sistema operativo huésped. 64

71 Cuadro 1: Operacionalización de variable Objetivos Específicos Variables Dimensiones Indicadores Instrumentos Ítems Realizar el diagnóstico tecnológico de la plataforma Unix - Solaris que presta servicios internos en la sede principal del banco de Venezuela Diagnóstico tecnológico de la plataforma Unix - Solaris Gerencia de Soporte Unix Infraestructura Software Servicio interno Guía de entrevista A 1,2,3,4,5 y 6 Determinar los requerimientos técnicos y operacionales para la virtualización de los servidores del Banco de Venezuela Requerimientos técnicos y operacionales para la virtualización Gerencia de Soporte Unix Hardware Software Conexión Servicio Interno Guía de entrevista B 1,2,3,4,5,6,7,8,y 9 Aplicar la metodología de virtualización propuesta por IBM para la virtualización de los servidores del Banco de Venezuela. Determinar las pruebas de funcionalidad del proceso de virtualización Determinar la estrategia de implementación de la virtualización de los servidores del Banco de Venezuela. Metodología de virtualización propuesta por IBM Pruebas funcionalidad de Estrategia de implementación de la virtualización Virtualización de Servidores Virtualización de Servidores Virtualización de Servidores Fases de la metodología Pruebas de funcionalidad Implantación del sistema Block de notas Ficha Resumen Ficha Resumen Ficha Resumen N/A N/A N/A 65

72 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO Consideraciones Generales Toda investigación científica posee como punto más relevante la veracidad, fiabilidad y objetividad de los datos recolectados, así como también las relaciones que se establecen entre los mismos, a través de los cuales se buscó obtener respuesta a los objetivos de la investigación. El Marco metodológico del presente estudio, intenta determinar los pasos para implementar la virtualización de los servidores de la plataforma Unix - Solaris del banco de Venezuela que prestan servicios internos. La investigación es de nivel descriptiva ya que se estableció el comportamiento de un hecho a profundidad. Dicha investigación se basa en un proyecto factible porque da una solución operativa al problema planteado para la consolidación de servidores. También se utilizó un diseño de investigación mixto, debido a que fue necesario, investigar y documentar todos los conceptos relacionados con esta investigación (investigación documental); así como obtener directamente de la realidad, los datos necesarios para estudiar y analizar el proceso de virtualización del banco de Venezuela (investigación de campo). De igual forma, se incluyeron los instrumentos para la recolección, presentación y análisis de los datos, como lo son las guías de entrevistas, bloc de notas y ficha resumen; todos estos relacionados con la población 66

73 finita a examinar, por muestra censal que consta de dos (2) individuos, lo cual se refiere a la totalidad de la población en cuestión. En consecuencia el análisis e interpretación de los resultados arrojó información importante. Se logró resaltar las evidencias más significativas y fundamentales que poseían la plataforma Unix - Solaris actual, lo que indicó la necesidad de la Implantación de la virtualización de servidores en el banco de Venezuela. Tipo de Investigación De acuerdo al problema planteado, como implementar la consolidación de servidores en la plataforma Unix - Solaris del banco de Venezuela través de la virtualización y en cumplimiento de cada uno de los objetivos, el tipo de investigación es un Proyecto Factible. Según el manual de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (FEDUPEL) (2008): El Proyecto Factible consiste en la investigación, elaboración y desarrollo de una propuesta o modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos o necesidades de organizaciones o grupos sociales; puede referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos o procesos El proyecto debe tener apoyo en una investigación de tipo documental, de campo o un diseño que incluya ambas modalidades. En consecuencia el presente trabajo es factible porque da una solución operativa al problema presente en la empresa Banco de Venezuela al evitar las caídas continuas de los sistemas informáticos internos en la sede principal al proporcionar una plataforma de alta disponibilidad, 67

74 actualizada y con grandes niveles de procesamiento incidiendo directamente en el aumento de la productividad de la empresa. Diseño de la Investigación Según Fidias A., (1999), define La Investigación Documental es aquella que se basa en la obtención y análisis de datos provenientes de materiales impresos u otro tipo de documentos. En otras palabras es un proceso basado en la búsqueda, recuperación, análisis, crítica e interpretación de datos secundarios, es decir, los obtenidos y registrados por otros investigadores en fuentes documentales: impresas, audiovisuales y/o electrónicas. De acuerdo a esto, se utilizaron diversas fuentes de información para comprender los motivos de la presente investigación, y conocer sus limitaciones, para así poder llevar a cabo un correcto desarrollo de los objetivos propuestos. Fidias A., (1999), define la Investigación de campo como aquella que consiste en la recolección de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna. Es decir, que el investigador obtiene la información pero no altera las condiciones existentes (Datos primarios). Para esta investigación, fue necesario, a través de los instrumentos de recolección de datos, recopilar directamente de la realidad del problema aquellos datos de los usuarios involucrados en la administración de la plataforma informática del banco de Venezuela, los cuales fueron 68

75 convertidos a información analizada, para así poder determinar las necesidades reales de la plataforma propuesta. Por ende, la investigación se adaptó al diseño Mixto, ya que se debió realizar análisis de la problemática desde un punto de vista externo, generando una conclusión imparcial para los requerimientos, determinando y analizando diferentes criterios que ayuden a una buena evaluación. De esta manera se obtuvieron todos los datos necesarios para cumplir con los objetos del proyecto. De la misma manera, se recolectaron datos mediante, guías de entrevistas, fichas resumen, entre otros. Venezuela. Dicha investigación se llevó a cabo en la sede central del banco de Población Según Fidias A. (1999) La población o universo se refiere al conjunto para el cual serán válidas las conclusiones que se obtengan: a los elementos o unidades (personas instituciones o cosas) involucradas en la investigación. Es decir, es un conjunto sobre el cual abra unos estudios y se tomarán unas conclusiones. De igual forma, Mario Tamayo (2004) La población es totalidad de un fenómeno de estudio, incluye la totalidad de unidades de análisis o entidades de población que integran dicho fenómeno y que debe cuantificarse para un determinado estudio integrando un conjunto N de entidades que participan de una determinada característica, y se le denomina población por constituir la totalidad del fenómeno adscrito a un estudio o a una investigación (pág. 176) 69

76 Para esta investigación, se trabajó con una población finita, lo que Fidias A. (1999) define como: una agrupación en que se conoce la cantidad de unidades que la integran, pudiéndose decir, que es un conjunto numerado de individuos los cuales serán objeto de estudio, a diferencia de una población infinita, en la cual no se conoce la cantidad exacta de los elementos a ser parte del estudio. La población que formó parte de dicha investigación fue tomada de la vicepresidencia de Tecnología del Banco de Venezuela y está conformada por dos (2) personas, el Gerente de Soporte Unix y de Vicepresidente del Departamento de Tecnología. Estas dos personas fueron seleccionadas ya que ellas intervienen directamente en los procesos de gestión de incidencias en la Gerencia de Soporte Unix, planificaciones de nuevos proyectos y adquisición de nuevas tecnologías. De esta manera, la población es finita, ya que se conoce el número exacto de individuos los cuales serán objeto de estudio. Muestra La muestra es un subconjunto representativo de un universo o población, afirma Fidias A. (1999). En otras palabras es un grupo más pequeño que la población, pero con una cantidad representativa sobre las cuales se hacen pruebas y se puede tomar alguna decisión. En consecuencia a la definición antes citada, la población involucrada en esta investigación, generó una muestra de tipo censal, debido a que no se puede obtener una muestra representativa de una población tan pequeña. 70

77 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos Las técnicas de la recolección de datos, se refiere a las maneras en la cual se obtuvo la información requerida para lograr los objetivos de la investigación. Según el autor mencionado antes (1997): Las técnicas de recolección de datos son las distintas formas o maneras de obtener información. Son los medios materiales que se emplean para recoger y almacenar la información. (p.72) Ramírez T (2006) dice, que una técnica es un procedimiento más o menos estandarizado que se ha utilizado con éxito en el ámbito de la ciencia. De las técnicas más utilizadas están las técnicas sociales, la técnica de observación y sus variantes como la observación participante, la encuesta y la entrevista, y el instrumento es la técnica a aplicar lograr resultados en una investigación. (Pág. 137.) Según Sabino, C. (2005) define la entrevista como La conversación entre dos o más personas, en la cual uno es el que pregunta (entrevistador). Estas personas dialogan con arreglo a ciertos esquemas o pautas de un problema o cuestión determinada, teniendo un propósito profesional. (Pág. 241). En esta investigación la técnica de recolección de datos que se utilizó fue la entrevista. La entrevista presupone la existencia de personas y la posibilidad de interacción verbal dentro de un proceso de acción recíproca. Como técnica de recolección va desde la interrogación estandarizada hasta la conversación libre, en ambos casos se recurre a una guía de entrevista que puede ser un formulario o esquema de cuestiones que han de orientar la conversación. Una vez realizada la entrevista, se procedió a elaborar el análisis de resultados. 71

78 La estrategia a utilizar fue la entrevista la cual se realizó al Gerente de Soporte Unix del Banco de Venezuela (Anexo A), y al Vicepresidente de Tecnología (Anexo B). Ambos son los responsables en la toma de decisiones en el proceso de adquisición de nuevas tecnologías y garantes de brindar una plataforma estable y robusta. La entrevista se basó en la ejecución de tres preguntas cada una de estas personas con el fin de conocer las deficiencias de la plataforma Unix actual que posee el banco de Venezuela y los requerimientos tecnológicos con la que debe contar la solución propuesta. Validez y confiabilidad del Instrumento Para la aprobación de las guías de entrevista, fue creado un instrumento (Anexo C) el cual tenía como fin la validación por parte de un grupo de tres (3) expertos. Este método se denominó juicio de expertos. Los mismos debían verificar, la claridad, objetividad, precisión y pertinencia de cada instrumento. Los expertos elegidos fueron los siguientes: Expertos Prácticos: Luis Armando Mora Expertos Metodológicos: José Laya Análisis e Interpretación de los Resultados A continuación se expone el análisis de toda la información recopilada a través del instrumento de recolección de datos el cual se aplicó tanto al Gerente de Soporte Unix como al Vicepresidente de Tecnología del Banco 72

79 de Venezuela. La información recaudada a través de la guía de entrevista fue de vital ayuda para la toma de decisiones gracias a la calidad de información. La entrevista realizada tanto al gerente de Soporte Unix de Banco de Venezuela y el vicepresidente de tecnología brindó un análisis completo de la situación actual de la plataforma tecnológica del banco de Venezuela y de los requerimientos que a nivel de hardware, software y redes que demanda la infraestructura actual. La plataforma tecnológica actual que presta servicio al cliente interno del banco de Venezuela es muy obsoleta ya que la mayoría de los equipos fueron adquiridos hace mas de 10 anos y el proveedor ya dejo de producir este tipo de hardware por lo que la disponibilidad de piezas es casi nula lo que ha traído como consecuencia que se desate una especie de canibalismo entre los servidores que posee el banco para poder solventar este tipo de fallas. Otro punto importante es la carencia de una plataforma de contingencia al momento de presentarse una caída inesperada de cualquier servidor impactando enormemente los tiempos de servicios de las aplicaciones hasta que sea recuperado el servidor dañado desde cero. En cuento a los niveles de performance hay servidores que están subutilizados ya que las aplicaciones que ellos poseen solo se utilizan al momento de realizar pruebas para solventar una falla en producción o certificación de una aplicación nueva. Pero también hay servidores que están sobre utilizados en cuanto a consumo de CPU y memoria trayendo 73

80 como consecuencias caídas continuas de las aplicaciones y por ende impactando el servicios a los clientes internos. Otro punto importante a tomar en cuenta es que la plataforma actual no es escalable lo que imposibilita crecimiento continuo de la misma trayendo como consecuencia estancamiento a nivel de recursos. En cuanto al software se puedo evidenciar que la mayoría son bases de datos ya que el frontend de las aplicaciones esta bajo plataforma Windows. Los manejadores de base de datos son Oracle y las versiones van desde 8i hasta 11gR2. Su pedo constatar en la entrevista que la mayoría de las bases de datos no están siendo utilizadas a su máxima capacidad en comparación con otras que presentar caídas continuas por la demanda de recursos que no pueden ser suministrado por el hardware donde están instaladas. Por ultimo estas aplicaciones no cuentan con un esquema de alta disponibilidad o Cluster por lo que al momento de un fallo en uno de los servidores hay que realizar proceso de recuperación desde cero a través de la restauración de Backus hechos con anterioridad. La plataforma actual brinda una gran variedad de servicios a los empleados del banco de Venezuela, entre los cuales podemos mencionar Caja de Ahorro, Fideicomiso, Intranet, etc. También se pudo constatar en la entrevista que estos servicios presentan fallas continuas motivado a la caída inesperada de un servidores o de una aplicación imposibilitando de esta manera la restauración de los mismos al no contar con una infraestructura closterizada. 74

81 Los empleados del banco de Venezuela exigen una plataforma estable donde sus solicitudes puedan ser procesadas de forma rápida y eficiente con el fin de evitar retrasos en su gestión diaria. Además la garantía de contar con una plataforma estable genera un clima de trabajo agradable el cual se traduce en beneficio para el banco. En conclusión la vicepresidencia de tecnología del banco de Venezuela desea contar con una plataforma moderna, estable, potente y segura con el fin de brindar satisfacción a sus empleados y además contar con la posibilidad de crecer en el tiempo en relación a la exigencia de las nuevas tecnologías. Metodología implementada para la virtualización de servidores en el Banco de Venezuela. Según IBM (2009) a continuación se describe el proceso de virtualización de las plataformas tecnológicas basado en su documento Guide to Virtualization adoption en el cual se detallan de forma específica cada una de sus fases: Realizar inventario. Se requiere un inventario preciso de todos los componentes de la infraestructura de la empresa. Puede ser el caso que exista en la empresa un inventario actualizado pero también es posible que se carezca de uno. En ambos casos es necesario crearlo, en caso de no existir. En caso de que exista un inventario en la empresa o institución se requiere que tenga al menos los siguientes elementos. 75

82 Cantidad de servidores Marcas y modelos de servidores Sistemas operativos Aplicaciones Configuraciones de red Ubicación en el centro de cómputo Hardware Categorizar elementos. Para categorizar los servidores se debe identificar la función que éste desempeña dentro de la organización. Independientemente de las aplicaciones que este pueda estar ejecutando existen categorías bien identificadas en las que un servidor se clasifica. Algunas de las clasificaciones más importantes son por su rol dentro de la organización, algunos de ellos son servidores de archivos, de identidad, impresión, web, entre otros. Por su importancia dentro de la organización si son o no de misión crítica. Finalmente se puede realizar la categorización que más haga sentido al usuario o responsable del proyecto de virtualización. Considerando que esta clasificación permite identificar los equipos que deben ser virtualizados y el orden de conversión de cada uno de ellos. 76

83 Identificar candidatos La complejidad de este paso depende de la organización en la que se desea implantar la virtualización. Existen casos en los que la alta gerencia o el área de informática ya tienen identificados los elementos a virtualizar, también tienen definido el alcance del proyecto. Este escenario no representa mayor complejidad porque se obvia este paso y se procede al paso siguiente. Un escenario más complejo surge cuando se comienza un proyecto de virtualización desde cero. Aquí es necesario realizar algunos pasos que nos permitan identificar los candidatos a virtualizar: Analizar las cargas de trabajo Identificar los servidores críticos de la empresa Identificar los servidores con uso menor al 20% de sus recursos Establecer las prioridades de la empresa. Identificar los alcances del proyecto. Conversión de físico a virtual. Como se realice este paso depende de la solución de virtualización que se ha escogido previamente. Existen tres líderes del mercado en lo que a virtualización se refiere. Cada fabricante tiene ventajas y desventajas que los hacen idóneos para ciertos ambientes pero no óptimos para otros. Existen dos métodos comunes para realizar una conversión de físico a virtual. El primero de ellos es la creación de la máquina virtual desde el 77

84 principio, el segundo es utilizando un software de conversión de físico a virtual (P2V por sus siglas en inglés). Primer método: se crea una máquina virtual con idénticas características al equipo físico. Se carga el sistema operativo, actualización del sistema, antivirus y programas que pueda tener el equipo físico a manera de una copia en virtual del equipo. Este primer método es factible en casos en los que no se tiene la facilidad de usar el software de conversión como en máquinas muy antiguas, sistema operativo no soportado por la herramienta P2V, entre otras limitaciones. No es adecuado cuando se carece del software original que se entrega junto con el hardware. Lo que impide hacer una copia de las configuraciones en hardware y software del equipo. El segundo método es más apropiado en la mayoría de los casos, debido a que se hace un duplicado exacto del contenido del equipo. Este duplicado está acondicionado para operar de inmediato en el ambiente virtual. Este método no es factible en los casos en que por limitaciones técnicas del equipo o del software, no se puede usar la herramienta. Es poco recomendable en los casos que el software del equipo físico se encuentra dañado o contaminado, ya que estos defectos serán migrados al ambiente virtual. 78

85 Puesta en marcha de entorno virtual. Una vez que se tiene un conjunto de equipos servidores en su forma virtual se requiere configurar nuestro nuevo entorno virtual. Para lograrlo se proporcionan algunas reglas básicas. Realizar pruebas de operación y de estrés antes de pasar a producción. Utilizar servidores nuevos para alojar las máquinas virtuales. En caso de no contar con servidores nuevos utilizar los servidores más recientes con las prestaciones de memoria y disco duro más altas. Establecer un esquema de respaldos de los equipos virtuales y del equipo anfitrión. Realizar procedimientos para alta y baja de los equipos virtuales y el equipo anfitrión. Aseguramiento de la plataforma. Es necesario establecer políticas que permitan asegurar: El ambiente físico del servidor: para evitar reinicios y apagados accidentales o no programados. Así como el robo de máquinas virtuales completas en un medio de almacenamiento portátil. El ambiente de red del servidor: evitar el uso de carpetas compartidas entre equipos virtuales, también entre el equipo virtual y el físico, para evitar ataques de tipo blue pill. 79

86 Establecer mantenimiento periódico y predictivo del equipo servidor para evitar fallas que puedan sacar de operación al equipo anfitrión por horas o días enteros. Administración del entorno virtual. En este caso se puede optar por las herramientas de administración del fabricante o de terceros. En el caso de VMware Player y Virtual PC, las opciones se restringen al propio software que se usa para iniciar, parar o reiniciar el equipo, modificar algunos parámetros, entre algunas otras operaciones sencillas. Si el entorno virtual es grande o crece con el tiempo se recomienda migrar a un software de nivel empresarial para mantener a los equipos virtuales en operación. Escalamiento del entorno virtual. El paso final en el proceso de virtualización consiste en escalar a un ambiente de nivel empresarial, esto sucede cuando la empresa ha verificado las ventajas de la virtualización. Para realizarlo se requiere una inversión fuerte y un conocimiento más profundo tanto de la infraestructura de la organización como de la virtualización en sí. Los ocho pasos descritos permiten la virtualización de los equipos en cualquier proyecto. Estos pueden tener el alcance de una sola máquina, hasta varios cientos de ellas. La diferencia se basa en la profundidad del 80

87 análisis a realizar en la parte uno y de los procesos de inventariado y conversión de equipos en la parte dos. 81

88 CAPÍTULO IV PLATAFORMA ACTUAL Descripción de la situación actual. Para conocer más a fondo la complejidad de las instalaciones a continuación se describe la infraestructura de cómputo de la plataforma Unix que presta servicios internos en el Banco de Venezuela. El banco de Venezuela cuenta en su inventario de equipo de cómputo de nivel empresarial con dos Servidores SunFire, el SunFire Enterprise 25k y la legendaria pero obsoleta SUN Enterprise 10k, las cuales son mostradas en las figuras 11 y 12. Figura 9: SUN Enterprise 25k. Tomado de Banco de Venezuela 82

89 Figura 10: Servidor Sun Enterprise 10K. (Fuente Banco de Venezuela). También cuenta con 28 servidores V210 y 6 V490 ambos de alto rendimiento y prestaciones ampliadas, en la figura 13 se observa el arreglo de servidores en el gabinete de SUN. Figura 11: Servidores Sun Microsystem Tomado de Banco de Venezuela 83

90 Para el respaldo de la información crítica el banco de Venezuela se cuenta con un servicio de almacenamiento robótico (figura 12) que contiene 220 dispositivos de cinta LTO con capacidad de almacenamiento de 800GB cada uno. En la imagen de la figura 14 se observa el SUN StoreEDGE SL500 que realiza la función de respaldo automatizado. En conjunto con la solución de respaldo Netbackup con licencia para cada uno de los servidores V210 y V490, así como para los ocho dominios de la SUN Enterprise 25k. Figura 12: Robot de respaldo Sun Microsystem. Tomado de Banco de Venezuela Se cuenta además con una SAN también de SUN, con cajas fabricadas por Hitachi para el almacenamiento de los equipos y la duplicación de datos. La SAN se muestra en la figura

91 Figura 13: SAN de Fibra del Data Center del Banco de Venezuela. Tomado de Banco de Venezuela. En la figura 14 se observa el rack de almacenamiento iscsi de la SUN Enterprise 10k. Figura 14: Almacenamiento SCSI Tomado de Banco de Venezuela. 85

92 En la figura 15 se observan los elementos de comunicaciones que enlazan la red de respaldos y de comunicaciones de los equipos servidores de la Secretaría. Figura 15: Equipo de telecomunicaciones Tomado de Banco de Venezuela En el Centro de Cómputo del Banco de Venezuela se observa una gran cantidad de equipos servidores de distintas marcas, modelos y dimensiones, figura 16. Este fenómeno es identificable como proliferación de servidores. 86

93 Figura 16: Granja de servidores Tomado de Banco de Venezuela El Centro de Cómputo del Banco de Venezuela presenta cuatro problemas principales, estos son: Centro de datos antiguo: este centro de cómputo fue construido en la década de los ochenta, por lo que está próximo a cumplir su tercera década de funcionamiento. El centro se mantiene funcional gracias a que ha recibido mantenimiento y actualizaciones a lo largo de este tiempo. Existen factores como un sistema de refrigeración antiguo al tope de su capacidad y elevado consumo de energía eléctrica que tiene al 70% de capacidad los sistemas de respaldo de este importante centro de datos. 87

94 Aplicaciones heredadas: existe una gran cantidad de aplicaciones, algunas de ellas de hace muchos años, de las cuales no existe documentación alguna pero que siguen funcionando a pesar de algunas fallas constantes provocadas por el hardware del sistema. Proliferación de servidores: el más notorio de los fenómenos en el centro de cómputos del banco de Venezuela es la gran cantidad de servidores que se alojan en las instalaciones. Muchos de estos servidores sólo contienen una pequeña aplicación pero usan un servidor de nivel empresarial porque así lo consideró necesario el desarrollador. La plataforma Unix del banco de Venezuela que presta servicio interno está presentando fallas de forma continua trayendo como consecuencia la caída de los servicios a los empleados como es el caso del correo electrónico, Intranet, Caja de ahorros, Fideicomiso, base de datos de rentabilidad, etc. Las causas que motivan estas fallas se deben a muchos factores entre los cuales tenemos la obsolescencia del hardware actual trayendo como consecuencia retrasos al momento de realizar el reemplazo de un componente dañado ya que la casa matriz ya no está fabricando repuestos para estos equipos. En varias ocasiones se ha tenido que incurrir en la canibalizacion entre servidores para poder solventar fallas a nivel de hardware o solicitar préstamo de piezas a otras instituciones bancarias. Otra de las causas que impactan el servicio interno se deriva al momento de que ocurra una caída inesperada de un servidor, el banco no cuenta con una plataforma de contingencia y los empleados tienen que esperar a que la falla sea solventada para poder restablecer el servicio. 88

95 Estos procesos de recuperación son demasiado lentos ya que en la mayoría de los casos hay que reinstalar el sistema operativo y las aplicaciones previamente instaladas. Como se mencionó anteriormente muchos de estos equipos no están siendo utilizados en su totalidad lo que genera un consumo eléctrico innecesario aumentando los costos de infraestructura y afectando el medio ambiente por la demanda de recursos naturales para poder generar la energía que estos centros de datos requieren para su funcionamiento. Pero también hay un grupo de servidores que están sobresaturados en cuanto a consumo de CPU y memoria lo que impacta directamente en el tiempo de respuesta de las aplicaciones trayendo como consecuencia caída inesperada de los servicios por no contar una plataforma más robusta. 89

96 CAPÍTULO V PLATAFORMA PROPUESTA Descripción de la solución propuesta El propósito radica en diseñar un conjunto de entornos virtuales, los cuales se alojarán en un servidor Sun M9000, cuya plataforma base será el Sistema Operativo Solaris 10. Para la implantación de los entornos virtuales se utiliza la tecnología de Contenedores, para crear entornos prácticos completamente y aislados unos de otros. Para el acceso los usuarios utilizarán la infraestructura de red existente desde sus puestos de trabajo, para la interacción contarán con varias herramientas como son: clientes ssh, clientes sftp y clientes de visualización de entorno gráfico. Una vez que el empleado obtenga satisfactoriamente el acceso al entorno virtual, puede realizar prácticas de ejecución de comandos básicos, creación y ejecución de scripts, administración de usuarios Unix, gestión de servicios de Solaris, instalación y ejecución de aplicaciones. Todas estas posibilidades se realizarán con un nivel de restricción a opciones avanzadas del sistema operativo Solaris, con el fin de evitar la corrupción de la zona global. Para el diseño de la solución se propone la creación de 16 entornos virtuales de trabajo, a los cuales se les asignará un igual porcentaje de los recursos de hardware, cada uno de ellos poseerá su propio nombre de host, dirección ip, y sistema de archivos. 90

97 La figura 17 muestra un esquema de la arquitectura general, basada en un ambiente no virtualizado. Figura 17: Arquitectura general ambiente no virtualizado. Tomado de Banco de Venezuela. Todos los recursos de hardware del servidor M9000 serán compartidos por las 16 zonas. La distribución de estos recursos se especifica en la figura 19. Recurso Valor Almacenamiento Interno 16 discos de 300 GB c/u para un total de 4,5 TB. Memoria RAM Procesador Red HBA 4 CMU de 256 GB RAM c/u para un total de 1 TB 16 procesadores Ultra SPARC IV+ de 3.0 HGz c/u 16 tarjetas Quad Ethrnet de 1 GB para un total de 64 puertos de red 16 tarjetas Dual HBA de 8 GB para un total de 32 puertos HBA Cuadro 2: Planificación de recursos de Hardware 91

98 Almacenamiento Para restringir y establecer límites entre valores mínimos y máximos de almacenamiento, se utiliza el sistema de archivos ZFS de Solaris, el cual brinda la flexibilidad de establecer cuotas y valores reservados para cada conjunto de archivos (dataset), cabe recalcar que el uso de las características como instantáneas (snapshots) y clones, optimizan el uso de los recursos de almacenamiento, ya que no consumen espacio adicional dentro del pool ZFS. Para el diseño de los entornos virtuales se creó un conjunto de datos, dentro del pool el cual va a alojar el sistema de archivos root de cada zona. Además de alojar las zonas, alojará los conjuntos de datos hijos, que serán asignados a cada zona para el almacenamiento de datos, así como también permitirán al usuario observar el funcionamiento de ZFS. Con lo antes mencionado se clasifica el recurso de almacenamiento de la siguiente manera (Figura 18): Figura 18: Distribución del almacenamiento. 92

99 Memoria Es importante recalcar que debido a que las zonas comparten el mismo kernel con la zona global, el consumo de RAM en los entornos virtuales representa un valor mínimo, a menos que se instalen aplicaciones con requerimientos mayores a los establecidos. Procesador Para la asignación de procesador se utiliza la tecnología de pools de recursos, los cuales van a ser combinados con las zonas. Se propone la creación de un conjunto privado de procesadores, para el uso de todos los ambientes virtuales; y un conjunto privado de procesadores, para el uso de la zona global y de la zona que aloja la aplicación de acceso remoto a entornos virtuales, lo que garantizará su buen funcionamiento. También se usa la herramienta FSS13, para asegurar que cada ambiente virtual, posea una porción de procesamiento mínimo, es decir tenga los mismos privilegios de procesamiento, al momento de tener en cada ambiente, cargas de trabajo activas. Y en el caso de que uno o varios entornos posean baja utilización, los recursos de procesamiento disponibles serán asignados a entornos activos dependiendo de su demanda. Con la implementación de estas características, se evita que un entorno monopolice los recursos de CPU, al ejecutar una o varias aplicaciones. Los recursos de CPU se encuentran distribuidos a lo largo de los entornos virtuales de la siguiente manera (Figura 19): 93

100 Figura 19: Distribución de CPU. Creación de zonas. Para la creación de las zonas se dispone de dos modelos: zona raíz total y zona raíz parcial. Una zona de raíz parcial, no incluye su propia copia privada de los binarios y librerías del sistema operativo. En su lugar, usan puntos de montaje de sistema de archivos loopback (LOFS). Las ventajas radican en que se ahorra memoria física, espacio en disco, y se simplifica la administración. Para la creación de los entornos virtuales de trabajo se escoge el modelo de zona de raíz total, debido a que poseen su propia copia de binarios y librerías, es decir contiene copias de los directorios /usr, /sbin, /platform y /lib. Con la finalidad de entregar al usuario un entorno independiente, que permita la lectura y modificación de archivos, que servirá para implementar aplicaciones de cualquier tipo. La figura 20 representa las zonas de raíz total alojadas en la misma instancia del sistema operativo Solaris. 94

101 Figura 20: Zona raíz total Diseñó de la topología. Los entornos virtuales se presentan ante el usuario como si fuesen estaciones de trabajo físicas, a las cuales se accede a través de un protocolo de acceso remoto, la Figura 21, muestra un esquema de la topología de los entornos virtuales en un ambiente no virtualizado. Es importante mencionar que los entornos virtuales se encuentran directamente conectados a la vlan interna de banco y para el uso de la red tienen asignado un rango de direcciones IP dentro de la subred /24. 95

102 Figura 21: Topología infraestructura no virtualizada. Tomado de Banco de Venezuela. La figura 22 representa la topología de los entornos virtuales en un ambiente virtualizado. Figura 22: Virtualización en Solaris 10 Tomado de Banco de Venezuela. 96

103 Instalación y gestión del sistema operativo base. Solaris provee varios métodos de instalación, en los que se incluye: asistente en modo gráfico, CLI y jumpstart. El asistente en modo gráfico es el método más fácil para la instalación de Solaris 10, usa una interfaz gráfica de usuario GUI, para presentar una serie de elecciones de configuración. El método CLI permite una instalación a través del modo de texto interactivo, es útil para instalar servidores que se encuentran conectados a una simple terminal en el puerto de consola. Por otro lado el uso de los métodos jumpstart es usado para la instalación de muchos sistemas a través de la red, se asegura que todos los sistemas tengan una base idéntica de instalación. Para la instalación del sistema operativo en el servidor M9000, se utilizo el método de instalación a través del modo de texto interactivo, con la finalidad de agilizar el proceso de instalación. Planificación de preinstalación instalación: Un número de tareas planificadas fueron realizadas antes de la 1. Escoger el método de instalación adecuado, el proceso básico de instalación es el mismo sin importar el método de instalación. 2. Decidir si se desea actualizar una instalación existente o realizar una instalación limpia del sistema operativo. 97

104 3. Analizar los dispositivos de hardware existentes, para determinar si Solaris 10 se ejecutará en el sistema. Debemos tener en cuenta que los recursos de RAM que se necesitan son: 4. Notas sobre la versión de Solaris 10 10/09, Requisitos de memoria. Pág. 19. Para sistemas de archivos root UFS: 384 MB mínimos de memoria 512 MB es la memoria recomendada Para sistemas de archivos root ZFS: 786 MB mínimos de memoria Para el rendimiento general del sistema ZFS, se recomienda 1 GB de memoria. 5. Determinar si los dispositivos de almacenamiento poseen capacidad suficiente, para instalar el sistema operativo, las aplicaciones y un espacio swap equivalente al doble de la memoria física. 6. Reunir la información de configuración del sistema necesaria. Esto incluye el nombre del host del sistema, direcciones IP, máscaras de subred, tipo de nombre de servicio, dirección IP del servidor de nombres, dirección ip de la ruta por defecto, zona horaria. Configuración Además de tomar una decisión sobre el tipo de instalación y la recopilación de datos básicos del sistema, es necesario entender la infraestructura sobre la cual va a operar el servidor. El asistente de instalación solicita varias preguntas de configuración que son usadas para determinar cómo se establece la configuración de los 98

105 parámetros claves del sistema. Muchos de estos parámetros involucran configuraciones de red y de software. Para la instalación del sistema operativo base se debe considerar los siguientes parámetros: Nombre del sistema (hostname): el nombre del sistema es usado para identificar al servidor en la red local, cuando se combina con nombre de dominio, el nombre del sistema permite identificarlo como único en el internet. Se usa un nombre descriptivo de acuerdo al propósito del servidor. Direccionamiento IP: Se requiere ingresar una dirección ip, una máscara de subred y una ruta por defecto, asignados por el administrador de la red. Normas de seguridad: kerberos es un protocolo de autenticación de red de forma centralizada para aplicaciones cliente/servidor. En esta sección se debe determinar si el sistema es parte de kerberos en ese caso, es necesario la dirección ip del servidor de administración, y la dirección del KDC primario (Key Distribution Center). DNS: Necesita la dirección IP del servidor de nombres DNS primario y secundario del dominio local. NIS o NIS+ (Network Information Service): NIS es usado para administrar grandes dominios al crear mapas de máquinas, servicios y recursos compartidos entre sistemas. Se requiere la IPdel servidor NIS. LDAP (LightweithDirectory Access Protocol): para autenticación y autorizacióncentralizada. Es usado para administrar información de directorios de organizaciones enteras, usando un repositorio 99

106 centralizado. Para usar LDAP se debe proveer el nombre del perfil y la dirección IPdel servidor LDAP. Zona horaria: requiere el ingreso de la zona horaria, especificada por la región geográfica, requiere el ingreso de la fecha y hora. Contraseña del usuario root: es una fase importante del proceso de instalación. La contraseña del usuario root puede contener caracteres alfanuméricos y especiales, para mantener un nivel de seguridad adecuado. Tipo de instalación Standard: instala el sistema desde una distribución estándar de Solaris. Se puede seleccionar entre la instalación inicial y la modernización. Tipo de sistemas de archivos UFS. Tipo de sistemas de archivos ZFS. Selección del conjunto de software: Los grupos de software son colecciones de paquetes de Solaris que admiten distintas funciones. Se selecciona para instalar la distribución completa más OEM, debido a que el servidor estará disponible para prácticas y experimentación. En el anexo se presentan los distintos grupos de software. Selección del disco y la disposición del mismo: En esta fase se escoge el disco sobre el cual se va a instalar el sistema operativo, es posible particionar el disco para usar solamente una porción del disco para el sistema de archivos de Solaris, y otras porciones libres destinadas a la instalación de otros sistemas operativos. Configuración de los parámetros de ZFS: Permite establecer un nombre para la agrupación de ZFS, así como un nombre para el conjunto de datos dentro de la agrupación para utilizarlo como directorio root del sistema de archivos. Permite establecer el tamaño 100

107 del área de intercambio (swap) y el área del tamaño de volcado (dump). Los parámetros de configuración para este proyecto se establecen de la siguiente manera: Identificación del sistema. Cuadro 3: Parámetros de identificación del sistema 101

108 Instalación del software Solaris Cuadro 4: Parámetros software Solaris Parámetros ZFS Cuadro 5: Parámetros de configuración de ZFS 102

109 Acceso desde los computadores. Oracle Secure Global Desktop (SGD) proporciona un acceso remoto seguro a ambientes de escritorios centralizados. SGD también le permite ejecutar aplicaciones a través de una conexión de red segura para proteger los datos privados. SGD, permite acceder a varias aplicaciones desde un solo lugar, el webtop. Para acceder a la web de escritorio, todo lo que se requiere es un navegador con Java habilitado. Características: Interface consistente: permite al usuario, iniciar una sesión desde cualquier computador, al simplemente ir al URL desde un navegador web, y tener acceso a todos los datos y aplicaciones asignadas. No necesita un software cliente: es decir no se necesita instalar aplicaciones en los escritorios del usuario. Movilidad de sesión: Los usuarios pueden pausar o resumir las sesiones de sus aplicaciones remotas, lo que incluye la habilidad de resumir la sesión desde otra estación de trabajo. Simplicidad y control de contenido: la administración centralizada de las aplicaciones se simplifica a través de SGD Performance: El protocolo AIP (Adaptive Internet Protocol), combinado con el protocolo AIR (Intelligent Array Routing) y varias características, que permiten un excelente rendimiento, aun sobre enlaces WAN de alta latencia. 103

110 SGD es ideal para unificar diversos ambientes en una aplicación de acceso a infraestructura, donde los dispositivos clientes tienen igual acceso a aplicaciones. Adicionalmente SGD optimiza el ancho de banda disponible e inteligentemente se adapta a los datos enviados a los dispositivos clientes. Lo que provee una consistente experiencia de usuario, sin importar si el usuario accede a las aplicaciones de forma local o vía internet. Diseñados para satisfacer altos niveles de seguridad. Ayuda a los administradores a asegurarse que solo usuarios autorizados puedan acceder a datos y aplicaciones, al ser integrado con estándares corporativos como contraseñas de UNIX. Por lo tanto se escoge SGD, como la solución de acceso remoto. Debido a que es una solución flexible que permite a un pequeño número de administradores, proveer acceso administrado centralmente, a múltiples entornos virtuales, para múltiples usuarios. Diseño de la arquitectura. La implementación de la seguridad de autenticación de usuarios, se realizará sobre el servidor de acceso, basándose en usuarios UNIX, para lo cual el administrador del software de acceso, deberá crear los usuarios previamente a la configuración de los entornos virtuales. Para el acceso a un entorno virtual, el usuario debe iniciar una sesión en SGD, el cual identifica si el usuario existe en la lista de usuarios UNIX, en el caso de coincidirlas credenciales, el panel del usuario muestra los entornos virtuales asignados previamente por el administrador. Desde el 104

111 panel el usuario puede acceder fácilmente al entorno virtual asignado (Figura 32). Figura 23: Proceso de autenticación de usuarios. Tomado de Banco de Venezuela. Aplicación de la Metodología de Virtualización de servidores Realizar inventario Para llevar a cabo el proceso de virtualización de la plataforma Unix del banco de Venezuela se siguió la metodología que propuesta por IBM la cual se describe de forma detallada a continuación: Como primer paso de realizó un inventario de todos los servidores que conforman la plataforma unix del banco de Venezuela que opera internamente en la institución y que se describe en la siguiente tabla: 105