PLAN DE CONTINGENCIA BASADO EN ALTA DISPONIBILIDAD Y VIRTUALIZACIÓN JOSÉ DAVID COLLAZOS BRAHAM

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1 PLAN DE CONTINGENCIA BASADO EN ALTA DISPONIBILIDAD Y VIRTUALIZACIÓN JOSÉ DAVID COLLAZOS BRAHAM UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERIAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, FÍSICA Y DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN PEREIRA 2012 i

2 PLAN DE CONTINGENCIA BASADO EN ALTA DISPONIBILIDAD Y VIRTUALIZACIÓN JOSÉ DAVID COLLAZOS BRAHAM Trabajo de grado para optar por el título de Ingeniero de Sistemas Director JUAN DE JESÚS VELOZA MORA Ingeniero Eléctrico UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERIAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, FÍSICA Y DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN PEREIRA 2012 ii

3 Nota de aceptación: Firma del Presidente del Jurado Firma del Jurado Firma del Jurado 3

4 DEDICATORIA Quiero dedicarle este trabajo de grado a mi familia, en especial a mi madre que se ha sacrificado muchas veces y me ha brindado un apoyo incondicional para ver mi sueño hecho realidad. 4

5 AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer de una manera muy especial al Ingeniero Andrés Felipe Marín Cardona, con quien tuve el gusto de trabajar hace algún tiempo atrás y quien supo brindarme el apoyo que pocas veces encontré durante el tiempo que estuve en la universidad. Además, debo decir que se comportó como un amigo en momentos difíciles y eso fue realmente valioso para mí. Quiero agradecer también al Ingeniero Juan de Jesús Veloza Mora, quien se atrevió a ayudarme como director de este trabajo de grado en el momento propicio, cuando más dificultades tenía en la universidad para seguir adelante. También quiero agradecerle a mis compañeros y a las personas que nunca dejaron de creer en mí a pesar de los tropiezos. Por último, pero no menos importante, está el agradecimiento a la vida misma por haberme mostrado el camino correcto cuando estuve equivocado. 5

6 CONTENIDO Pag. Contents CONTENIDO...6 LISTA DE TABLAS...8 LISTA DE FIGURAS...9 RESUMEN INTRODUCCIÓN PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS MARCO DE REFERENCIA MARCO CONCEPTUAL Virtualización Alta disponibilidad Plan de contingencia MARCO HISTÓRICO ESTADO DEL ARTE VIRTUALIZACIÓN DE WORKSTATIONS VIRTUALIZACIÓN DE SERVIDORES HARDWARE ESPECIAL PARA LA VIRTUALIZACIÓN VIRTUALIZACIÓN DE SERVIDORES Y CLOUD COMPUTING HERRAMIENTAS DE ALTA DISPONIBILIDAD EN LA VIRTUALIZACIÓN VMWARE ESXI VMware HA (VMware High Availability)

7 6.2 XENSERVER Essencials for Hyper-V EverRun VM POWERVM PowerHA SystemMirror for AIX PowerHA SystemMirror for IBMi Trivoli ORACLE VM MICROSOFT HYPER-V SERVER Sistemas operativos (huéspedes) soportados por Microsoft Hyper-V Server RED HAT ENTERPRISE VIRTUALIZATION Requerimientos del sistema CARACTERIZACIÓN DEL PROCESO DE VIRTUALIZACIÓN PARÁMETROS PARA ESCOGER LA HERRAMIENTA DE VIRTUALIZACIÓN ADECUADA PLAN DE CONTINGENCIA BASADO EN ALTA DISPONIBILIDAD Y VIRTUALIZACIÓN PLAN DE RESPALDO PLAN DE EMERGENCIA PLAN DE RECUPERACIÓN CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA

8 LISTA DE TABLAS Pag. Tabla 1. Ediciones de VMware vsphere 27 Tabla 2. Requerimientos para computador con XenServer 32 Tabla 3. Requerimientos para computador con XenCenter 33 Tabla 4. Ediciones de XenServer 34 Tabla 5. Características de PowerVM 37 Tabla 6. Requerimientos para Microsoft Hyper-V Server 2008 (Host) 41 Tabla 7. Características de Red Hat Virtualization Hypervisor 44 8

9 LISTA DE FIGURAS Pag. Figura1. VirtualBox-Ubuntu en Windows 7 18 Figura 2. VMware Workstation-Windows XP en Ubuntu 18 Figura 3. Anillos de privilegios 19 Figura 4.Virtualización completa 20 Figura 5.Paravrtualización 21 Figura 6.Virtualización de servidores 23 Figura 7.Cloud computing 24 Figura 8. VMware HA 32 Figura 9.XenServer-everRun-alta disponibilidad 37 Figura 10.Funcionamiento de Oracle VM 40 Figura 11. Funcionamiento de Red Hat Virtualization 45 Figura 12. Visión general de la virtualización 48 9

10 RESUMEN Este trabajo de grado se da a conocer un concepto que para muchos puede resultar nuevo, pero que en realidad existe desde hace mucho tiempo, teniendo como empresa pionera a IBM hace más de 30 años. Además del concepto de virtualización y alta disponibilidad, se comparte aquí información acerca los productos de virtualización de las empresas más influyentes en este sector de TI. Cabe anotar que aunque existen más productos de virtualización en el sector, en este trabajo se describen los más destacados y representativos de la industria de la virtualización. Se destaca la importancia de la virtualización dentro de una organización por medio de la inclusión de la misma como elemento principal en un plan de contingencia para mantener la continuidad del negocio. 10

11 INTRODUCCIÓN La virtualización surgió como la necesidad de hacer particiones lógicas a los mainframe para utilizar más eficientemente su capacidad de procesamiento, haciendo que fuera posible ejecutar varias aplicaciones al mismo tiempo en máquinas que eran realmente costosas en esa época. El activo principal de las empresas hoy en día es la información debido a que es finalmente de ésta que dependen la mayoría de las transacciones que realiza una empresa. Siendo la información tan importante para el desarrollo de la empresa, los sistemas informáticos juegan un papel vital dentro de la misma, al punto que una falla en los sistemas informáticos de la empresa ocasionaría serios contratiempos con los clientes, como lo es la pérdida de tiempo y/o dinero. La virtualización y la alta disponibilidad son lineamientos que se siguen para garantizar la continuidad del negocio, lo que a su vez ayudará a fortalecer lazos de confianza con los clientes. La importancia de estudiar este fenómeno de la virtualización radica en que a través de ésta se pueden obtener muchos beneficios para la empresa, entre los que se encuentran el ahorro de dinero (Consolidación de servidores) y la posibilidad de atender a los clientes de una manera permanente (alta disponibilidad). 11

12 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Qué pasa si hay una falla repentina en los sistemas informáticos de la compañía? Una falla en el sistema puede provenir de dos fuentes principalmente; la falla no planeada (unplanned downtime 1 ), y la falla planeada (planned downtime). La falla no planeada (que es la más peligrosa y una de las motivaciones principales de este proyecto) se da por malfuncionamiento del hardware o de software, por errores humanos, tanto del usuario como del administrador del sistema, sabotaje, desastres naturales, cortes de energía, etc. En general, la falla no planeada puede suceder en cualquier momento y sin previo aviso, por lo que es difícil de controlar y causa desastres cuando se presenta. Por otro lado, la falla planeada es, como su nombre lo indica, una interrupción que se lleva a cabo con conocimiento previo y para la cual tanto usuarios como administrador del sistema se encuentran preparados. Algunas razones por las cuales se necesita provocar una falla planeada son: mantenimiento de hardware y/o software, actualizaciones, actualización de equipos, etc. Cuando se presentan estas fallas, la empresa se enfrenta una situación de riesgo que involucra posible pérdida de datos importantes y de no tener un plan de contingencia adecuado puede traer consecuencias como la pérdida de información relacionada con solicitudes de servicio, con órdenes de compra, correos de proveedores/clientes, y lo que es más importante, posible pérdida de negocios. 1 High Availability Concepts and Best Practices (http://barry1.cityu.edu.hk/han3/7/6/9/0/0/0/0/www.cs.cityu.edu.hk/cslab/manuals/oracle9i/rac.901/a898 67/pshavdtl.htm) 12

13 2. JUSTIFICACIÓN La virtualización es un proceso que le permite a las compañías tener un ahorro considerable de dinero porque con esta se aprovechan mejor los recursos existentes a través de procesos como la consolidación de servidores 2, que rompe el esquema de tener un servidor para cada servicio o aplicación de la empresa. Por supuesto, al tener menos servidores también se reducen los costos de la energía eléctrica y los costos que implica tener este tipo de equipos en condiciones físicas apropiadas (cooling). Por otro lado, la alta disponibilidad, que se puede conseguir por medio de la virtualización es un valor agregado para departamento de IT de la compañía porque se encarga de mantener asequibles los servicios y aplicaciones alojados en un servidor a través de la utilización de máquinas virtuales que son monitoreadas constantemente para que en el momento en que se presente un fallo, estas máquinas virtuales se puedan reiniciar de inmediato y de esta manera alejar la posibilidad de pérdidas irreparables en la información de la compañía. Los fallos inesperados de los sistemas de cómputo dentro de la empresa desencadenan en pérdida de oportunidad de negocio y por lo tanto pérdida de dinero. Es por eso que resulta de vital importancia tener un haz bajo la manga para poder reaccionar ante estas circunstancias. Se pretende mostrar por medio de este trabajo que la virtualización ayuda a minimizar las consecuencias de estos fallos inesperados

14 3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL Dar a conocer un plan de contingencia básico para empresas basado en virtualización y alta disponibilidad, que permita un mejor aprovechamiento de los recursos existentes OBJETIVOS ESPECÍFICOS Explorar herramientas para virtualización y alta disponibilidad. Caracterizar el proceso de virtualización con una herramienta conocida. Establecer los parámetros para un proceso de virtualización exitoso considerando la alta disponibilidad como elemento crucial del proceso. 14

15 4. MARCO DE REFERENCIA 4.1 MARCO CONCEPTUAL El manejo de los datos de una compañía es una de las tareas que más responsabilidad requiere por parte del departamento de TI, es por eso que se buscan diferentes alternativas para mantener los datos de la compañía a salvo y de esta manera lograr que haya disponibilidad de la información en el momento en que se necesite. La virtualización es una nueva tendencia en el entorno empresarial que pretende mejorar en gran medida la disponibilidad de la información, así como el mejor aprovechamiento de los recursos existentes Virtualización La virtualización 3 es un proceso mediante el cual se pueden instalar y utilizar varias máquinas virtuales en una sola maquina física. Las máquinas virtuales comparten los recursos de la máquina física y de esta manera se aprovechan todos los recursos existentes. Adicionalmente, cada una de las máquinas virtuales puede correr un sistema operativo diferente con sus respectivas aplicaciones, según la necesidad. Cabe anotar que cada máquina virtual utiliza los recursos que necesita en el momento que los necesita sin generar conflictos con otras máquinas virtuales instaladas en la misma máquina física Alta disponibilidad La alta disponibilidad se trata de que los servicios y/ o aplicaciones estén disponibles la mayor cantidad de tiempo posible para evitar pérdidas de información o inconvenientes para prestar determinado servicio. La alta disponibilidad se mide como el tiempo que el sistema (aplicaciones y/o servicios) está disponible y se representa como un porcentaje

16 4.1.3 Plan de contingencia Cuando se habla de plan de contingencia generalmente se confunde con plan de continuidad de negocios, pero en realidad un plan de contingencia es parte de un plan de continuidad de negocios. En general un plan de continuidad de negocios contiene varios planes, dentro de los que se encuentra el plan de contingencia. El plan de continuidad del negocio es un conjunto formado por planes de actuación, planes de emergencia, planes financieros, planes de comunicación y planes de contingencias destinados a mitigar el impacto provocado por la concreción de determinados riesgos sobre la información y los procesos de negocio de una compañía. El plan de contingencia por su parte se puede definir como un conjunto de actividades de soporte que involucran recursos físicos y humanos y que se ejecutan en el momento que se presenta un desastre en el departamento de sistemas de la empresa. Entiéndase por desastre la interrupción prolongada de los recursos informáticos y de comunicación de una organización, que no puede remediarse dentro de un periodo predeterminado aceptable y que necesita del uso de un sitio o equipo alterno para su recuperación. Entre los desastres más comunes que pueden afectar al departamento de TI de una empresa se encuentran los siguientes: Terrorismo (17.5%) Incendios (17.5%) Huracanes y tornados (14%) Terremotos (10.5%) Interrupción del suministro de energía eléctrica (9.5%) Errores en el software (8.8%) Inundaciones (7.0%) Errores en hardware (5.3%) Interrupción del servicio de la red (3.5%) Rotura de tuberías (3.5%) Otros (2.9%) 16

17 4.2 MARCO HISTÓRICO Aunque ahora es una de las tendencias más predominantes en el sector TI, la virtualización 4 es una técnica que se empezó a desarrollar en los años sesenta por parte de la empresa IBM como una manera lógica de particionar mainframes en máquinas virtuales independientes para poder aprovechar todo su potencial de cálculo y para garantizar la fiabilidad de los resultados, debido a que con esto se evitaba que las personas estuvieran interfiriendo con los procesos que otros estaban desarrollando. Algunos de los primeros sistemas que usaron virtualización son el IBM 7044(la maquina física era M44 y tenía varias máquinas lógicas 44X para los procesos), el CTSS(Compatible Time Sharing System) desarrollado por el MIT (Massachusetts Institute of Technology) en el IBM 7044, y el proyecto Atlas de la Manchester University(1962). El Model 67(sucesor del IBM 7044) virtualizó todas las interfaces hardware a través del VMM (Virtual Machine Monitor), un monitor de máquinas virtuales, llamado posteriormente en la década de los setenta hipervisor debido a la habilidad que poseía de correr sistemas operativos dentro de otros, y que era ejecutado encima del hardware de la máquina anfitriona. A principio, los sistemas operativos huésped eran llamados Conversational Monitor Systems (CMS). Otro uso importante que se le ha dado a la virtualización es el procesador simulado P-code (Pseudo-code), un lenguaje de máquina que se ejecuta en una máquina virtual en lugar de hacerlo en el hardware, lo que permitió la portabilidad de muchos programas y en la actualidad se puede todavía se puede encontrar esta forma de virtualización, tal es el caso de JVM(Java Virtual Machine) En los años ochenta y noventa la virtualización fue dejada a un lado para empezar a trabajar con aplicaciones cliente servidor y servidores x86 que se convirtieron en un estándar desde entonces. Cuando VMware(actual líder en aplicaciones para virtualización) empezó a trabajar la virtualización en los años noventa con las máquinas estándar (x86), se encontró con inconvenientes con algunas (17) de las instrucciones que hacen parte de esta del set de instrucciones de esta arquitectura porque se presentaban errores en el sistema operativo o se cerraban las aplicaciones. Esto obligó a VMware a utilizar una técnica que hiciera transparente la ejecución de las instrucciones que presentaban problemas así como de cualquier otra instrucción

18 Es así como se llegó a una máquina virtual que se adaptaba al hardware y era compatible con el software. 18

19 5. ESTADO DEL ARTE Hoy en día la virtualización se presenta tanto en el software propietario como en el software libre. Algunos de los productos más representativos que se utilizan en la actualidad en el sector de la virtualización son: Xen VMware PowerVM Microsoft Hyper- V Server 2008 Oracle VM La virtualización se puede ver desde dos puntos de vista principalmente; virtualización de servidores y la virtualización de workstations. Para esta investigación se aborda principalmente lo concerniente a virtualización de servidores, puesto que es lo más necesario en el ámbito empresarial. 5.1 VIRTUALIZACIÓN DE WORKSTATIONS Consiste en montar sobre un sistema operativo diferentes máquinas virtuales que permitan desarrollar tareas específicas correr aplicaciones de sistemas operativos diferentes al sistema operativo base. Esto se hace a través de un software de virtualización que es instalado en el sistema operativo anfitrión. Es por medio de éste software que se crean y administran las máquinas virtuales. Algunos productos representativos de este sector son: Virtual box 19

20 Figura1. VirtualBox-Ubuntu en Windows 7 Fuente: VMware Workstation 20

21 Figura 2. VMware Workstation-Windows XP en Ubuntu Fuente: 5.2 VIRTUALIZACIÓN DE SERVIDORES La virtualización de servidores consiste en poner en una sola máquina varios servidores que antes funcionaban en varios servidores físicos. Esto a simple vista ya supone un ahorro de energía, espacio, fuerza de trabajo y además facilita la administración de recursos informáticos en la organización que opte por la virtualización. En los sistemas x86 se usa la protección de segmentos en el procesador, ésta funciona a través de anillos de privilegios (0-3) que son usados de la siguiente manera: Anillo cero (0): Es el anillo con mayor grado de privilegios y es donde se ejecuta el sistema operativo. Anillos uno y dos (1y2): Son usados por el sistema operativo para proveer servicios. Anillo tres (3): En este anillo se ejecutan las aplicaciones del usuario. Figura 3. Anillos de privilegios Fuente: 21

22 Se conocen en la actualidad distintos tipos de virtualización que se pueden resumir como sigue: Virtualización completa Se utiliza un software especial (hipervisor) que funciona como mediador entre el sistema operativo huésped y el hardware de la máquina. Es posible encontrar virtualización completa de dos formas; una de ellas es la traducción binaria, en la cual se van traduciendo las instrucciones mientras se ejecutan las aplicaciones del sistema operativo huésped. La otra es la virtualización completa asistida por hardware, en la cual no hay necesidad de traducción binaria, en lugar de eso las instrucciones se ejecutan directamente en el hardware proporcionando mejor rendimiento, lo que a su vez obliga a que el hardware esté especialmente diseñado para virtualización (Intel y AMD ya producen procesadores de este tipo). Entre los exponentes de la virtualización completa están VMware y Oracle VM Figura 4.Virtualización completa (Fuente: 22

23 Paravirtualización En el caso de la paravirtualización, el sistema operativo huésped es modificado para que pueda ejecutar las instrucciones privilegiadas 5 sin ningún problema. La paravirtualización puede lograrse de dos maneras; la primera es modificar el sistema operativo huésped, lo que significa que se debe recompilar este sistema operativo de tal suerte que se incluyan APIs necesarios para ejecutar instrucciones de un alto nivel de privilegios(a nivel de sistema operativo anfitrión). La segunda manera de llevar a cabo la paravirtualizacion es instalando un paquete adicional de drivers que permite que las instrucciones que se generan en los dispositivos virtuales sean modificadas al pasar de la máquina virtual hacia el hardware del servidor físico. Este tipo de paravirtualizacion se da cuando los sistemas operativos huéspedes son propietarios y no pueden ser modificados. Sistemas operativos como Microsoft. Figura 5.Paravrtualización. (Fuente: 5 Instrucciones ejecutadas en el anillo de privilegios 0. Introducción 23

24 5.3 HARDWARE ESPECIAL PARA LA VIRTUALIZACIÓN Las dos compañías más importantes en la fabricación de procesadores(intel & AMD) también se han puesto el reto de enfrentar la virtualización y es por eso que se han dado la tarea de incorporar en su proceso las modificaciones necesarias para lograr obtener un mejor rendimiento en la virtualización. Intel por su parte, ha puesto en el mercado especialmente diseñados para la virtualización: los siguientes procesadores VT-x, diseñado para la virtualización en l arquitectura IA-32 VT-i, diseñado para la virtualización en la arquitectura Itanium Cabe anotar que estos procesadores corresponden al tipo de virtualización que se hace desde el hardware, incluyendo instrucciones especiales que faciliten el proceso de virtualización. AMD sacó al mercado los procesadores AMD Opteron que incluyen características especiales como indización de virtualización rápida y gestión energética eficiente con AMD-P 5.4 VIRTUALIZACIÓN DE SERVIDORES Y CLOUD COMPUTING 6 La virtualización de servidores se trata de que varias máquinas virtuales(con sus respectivos sistemas operativos y aplicaciones) corran sobre el mismo servidor físico compartiendo sus recursos de hardware pero con un funcionamiento independiente

25 Figura 6.Virtualización de servidores Fuente: El cloud computing se trata de la asignación de recursos/servicios que se encuentran en la nube (cloud 7 ) a usuarios que pagan por los mismos(regularmente se paga por mensualidades o por año 8 ). Se conocen tres tipos de nubes que son: Nubes públicas Redes administradas por el proveedor de servicios de internet que tenga la empresa. En una de estas nubes pueden estar las aplicaciones de varias empresas. Nubes privadas Redes que son administradas directamente por el departamento de TI de la empresa, por lo que supone un gasto inicial en cuanto a la adecuación de la misma así como su mantenimiento. Nubes híbridas Se trata de redes en las cuales parte de la administración la hace el departamento de TI de la empresa(aplicaciones críticas para el negocio) y el resto (aplicaciones menos importantes) lo administra el proveedor de servicios que tenga la empresa. 7 Esta palabra se refiere a internet

26 Existe también una clasificación para los recursos/servicios que los usuarios finales pueden obtener del cloud computing, dependiendo de cuáles son los requerimientos de las empresas: IaaS (Infrastructure as a Service Infraestructura como servicio) Se trata de proporcionar capacidades de cómputo y almacenamiento a través de la nube. Servidores y sistemas de almacenamiento son algunos de los recursos que se pueden encontrar en esta categoría. Ejemplos de este tipo de servicios son: GoGrid y Amazon EC2 PaaS (Platform as a Service Plataforma como servicio) Con PaaS, los usuarios pueden crear y probar sus aplicaciones directamente en la nube. Se trata de proveer entornos de programación, manuales y librerías que el usuario pueda necesitar para crear y probar aplicaciones en la nube. Ejemplos de este tipo de servicios son: plataforma Windows Azure y Google App Engine SaaS (Software as a Service Software como servicio) Aplicaciones listas para usar son ofrecidas al usuario para desarrollar tareas específicas. Ejemplos de este tipo de servicios son: Salesforce y Basecamp Figura 7.Cloud computing Fuente: 26

27 Se puede decir que la virtualización es la herramienta idónea para llegar al cloud computing 9, aunque no siempre esto sucede. 6. HERRAMIENTAS DE ALTA DISPONIBILIDAD EN LA VIRTUALIZACIÓN En la actualidad se encuentran en el mercado diferentes tipos de soluciones de alta disponibilidad, algunas de las cuales incluyen componentes hardware que complementan el software. La consolidación de servidores se aplica tanto para la virtualización como para la alta disponibilidad, finalmente lo que se pretende es dar una solución que tenga las dos propiedades. De hecho, tanto para la virtualización como para la alta disponibilidad, los recursos de la empresa tienden a verse como un cluster al servicio de la organización, esta organización de los recursos puede ser la tabla de salvación cuando se presenten downtimes provocados por daños de hardware o por fallas del personal al interior de la organización. Como ya se mencionó antes, existen soluciones que involucran hardware para lograr la alta disponibilidad en las empresas. Es así como nacen alianzas de grandes productores de hardware y de software para traer al mercado soluciones mucho más completas y confiables. La alta disponibilidad no sólo tiene que ver con las aplicaciones que tiene la compañía, también involucra lo que tiene que ver con seguridad de la información, porque de nada vale tener una infraestructura apropiada en el departamento de TI si no se cuenta con medidas de seguridad que protejan el activo más importante de todos que es la información. Es así como en los últimos años se ha incrementado la preocupación por la seguridad informática y han surgido los SGSIs(Sistemas de Gestión de Seguridad la Información) y se ha vuelto una prioridad para los administradores de sistemas estar informados y tratar de cumplir a cabalidad la norma ISO 27000, que es la que regula la seguridad informática. 9 data/assets/pdf_file/0004/136453/bue2010shalls2s10.15seduard osm.setcheverrys-stelecomsargentinau0.pdf 27

28 A continuación se examinan los productos de virtualización más reconocidos y su respectiva herramienta asociada a la alta disponibilidad. 6.1 VMWARE ESXI VMware ESXi (en la actualidad conocido como VMware vsphere Hypervisor) es un software de virtualización que se instala directamente sobre el servidor, evitando así los problemas de seguridad y ajustes (parches al sistema operativo, instalación y actualización de antivirus,) que se deben hacer cuando se crean las máquinas virtuales en servidores con un sistema operativo previamente instalado. VMwareESXi comparte características con VMware ESX que es el hipervisor relacionado con otro producto de VMware llamado VMware Infrastructure. La principal diferencia entre VMware ESXi y VMware ESX es que el primero ya no usa la consola de servicios que se encargaba de proporcionar una interfaz de administración dentro del host. Por medio de esta consola se implementaban algunos agentes de administración de VMware y también agentes de administración de terceros encargados del monitoreo de hardware y/o la administración del sistema. Además VMware ESXi tiene un tamaño e disco mucho menor (32Mb) comparado con VMware ESX (2 Gb) VMware vsphere es el sucesor de VMware Infrastructure. Este último tiene entre sus herramientas el VirtualCenter, Vmotion, DRS (Distributed Resourse Scheduler) y HA (High Availability) que son herramientas que se usan en conjunto con el hipervisor para finalmente proporcionar la alta disponibilidad. VMware ESXi (VMware vsphere Hypervisor) es gratuito, pero si se quiere obtener más funcionalidad (como HA por ejemplo), es necesario adquirir una de las ediciones de VMware vsphere y así obtener todos los beneficios de los productos Vmware asociados a la virtualización de servidores que se incluyan en dicha edición de VMware vsphere. De acuerdo a la edición de VMware vsphere que se adquiera, diferentes productos de VMware estarán disponibles. 28

29 Tabla 1. Ediciones de VMware vsphere Standard Advanced Enterprise Enterprise Plus Overview Product Components Server Secure consolidation always and no available planned infrastructure downtime and Powerful efficient resource management & Policy-based datacenter automation Processor Entitlement Memory/Physic al Server Per 1 CPU Per 1 CPU Per 1 CPU Per 1 CPU 256GB 256GB 256GB No Memory Limit Cores Processor vcpu Entitlement per way 4-way 4-way 8-way SUSE Linux Enterprise Server for VMware Centralized Management Compatibility 29

30 30 vcenter Compatibility (Sold Separately) vcenter Foundat ion vcenter Standar d vcenter Foundati on vcenter Standard vcenter Foundati on vcenter Standard vcenter Foundati on vcenter Standard Product Features Thin Provisioning Update Manager Data Recovery High Availability vmotion vstorage APIs for Data Protection Virtual Serial Port Concentrator Hot Add vshield Zones Fault Tolerance

31 vstorage APIs for Array Integration vstorage APIs for Multipathing Storage vmotion Distributed Resources Scheduler (DRS), Distributed Power Management (DPM) Storage Control Network Control I/O I/O Distributed Switch Host Profiles Fuente: 30d03192e29c294d4fdbf De todos estos productos de VMware, el que más nos interesa analizar en cuanto a alta disponibilidad es VMware HA. 31

32 6.1.1 VMware HA (VMware High Availability) VMware HA es una herramienta que se anticipa a los fallos provenientes del sistema operativo de las máquinas virtuales y/o los fallos de hardware en el servidor que alberga dichas máquinas virtuales. Si el daño se presenta en el sistema operativo una máquina virtual, ésta puede ser reiniciada en el mismo servidor, pero si el daño es en el hardware del servidor físico que alberga varias máquinas virtuales, entonces habrá la necesidad de reiniciar las máquinas virtuales en otro servidor físico. Características principales de VMware HA 10 Detección automática de fallos en el servidor Cada servidor virtualizado contiene un agente que contiene un heartbeat con los demás servidores en e l pool de recursos. Cuando no se puede detectar el heartbeat de alguno de los servidores virtualizados, entonces sus máquinas virtuales son reiniciadas en otro servidor para proporcionar alta disponibilidad. Detección automática de fallos en el sistema operativo De la misma manera que se examinan los heartbeats en los servidores físicos virtualizados,vmware HA examina los heartbeats entre las máquinas virtuales que se encuentran en un solo servidor físico para detectar cuál de los sistemas operativos de estas máquinas virtuales ha fallado y así reiniciar la máquina virtual en el mismo servidor. Alta disponibilidad escalable en varios servidores físicos VMware soporta hasta 32 nodos en un cluster para proveer alta disponibilidad de aplicaciones. Failover inteligente de máquinas virtuales en servidores con mejores recursos disponibles(requiere de VMware DRS- Distributed Resource Scheduler) A través de VMware HA en conjunto con VMware DRS se puede configurar el reinicio de máquinas virtuales de un servidor que falla en otro servidor con los recursos suficientes/apropiados para albergarlas. Comprobación de recursos VMware HA revisa continuamente el nivel de utilización y la capacidad de los servidores para poder utilizar lo que sobre para reiniciar máquinas virtuales provenientes de servidores que fallan. Mejor tratamiento al aislamiento de direcciones

33 Antes de clasificar un nodo en el cluster como fuera de servicio, se envían numerosos ping a diferentes direcciones para confirmar que efectivamente ese nodo esta fuera de servicio Monitoreo proactivo y comprobaciones Ayuda a identificar los posibles errores en la configuración de los clústeres. Figura 8. VMware HA Fuente: 6.2 XENSERVER XenServer es una herramienta que se instala sobre un sistema Linux de 64 bits y debe tener procesadores Intel VT o AMD V para poder ejecutar máquinas virtuales de sistemas operativos basados en Windows. XenServer necesita para su funcionamiento por lo menos dos servidores físicos con arquitectura x86; uno para el software de virtualización/ hipervisor XenServer, que es usado exclusivamente para el alojamiento de las máquinas virtuales, y otro computador de propósito general con Windows en el que se instala XenCenter (consola de administración). Los requerimientos básicos para poner en marcha XenServer son los siguientes: 33

34 Computador con XenServer: Tabla 2. Requerimientos para computador con XenServer CPUs Una o más CPU(s) de 64 bits, mínimo 1.5GHz, se recomienda una CPU multi-núcleo de 2 GHz o más. To support VMs running Windows, an Intel VT or AMD-V 64-bit x86-based system with one or more CPU(s) is required. Para soportar máquinas virtuales que corran Windows, se requiere un sistema basado en la arquitectura x86 de 64 bits con procesador Intel VT o AMD-V Nota: Para correr máquinas virtuales con Windows se debe habilitar en el host el soporte de hardware para la virtualización en el host que ejecuta el XenServer. Esta es una opción que se encuentra en la BIOS. Es posible que esta propiedad esté deshabilitada, por lo que es conveniente consultar la documentación de la misma. Para soportar máquinas virtuales que corran sistemas Linux paravirtualizados se requiere un sistema basado en la arquitectura x86 de 64 bits con una o más CPUs RAM Mínimo 2 GB, se recomienda 4 o más GB Espacio en disco Almacenamiento local (PATA, SATA, SCSI) con un mínimo de 16 GB de espacio, se recomienda 60 GB. La instalación crea dos particiones de 4GB para el control de dominio del host XenServer Red Una NIC de 100Mbit/s o más rápida. Se recomienda una o más NICs Gigabite para operaciones P2V (Physical to Virtual), transferencias de datos (importar/exportar) y migración en caliente de máquinas virtuales. Se recomiendan varias NICs para establecer redundancia. Fuente: /QuickStartGuide_BasicVersion.pdf 34

35 Computador con XenCenter: Tabla 3. Requerimientos para computador con XenCenter Sistema Operativo Framework.NET Velocidad de la CPU RAM Espacio en disco Red Windows 7, Windows XP, Windows Server 2003, Windows Server 2008 o Windows Vista SP1 y SP2 Version 2.0, service pack 1 o superior Mínimo 750 MHz, se recomienda 1GHz o más. Mínimo 1 GB, se recomienda 2GB o más. Mínimo 100 MB NIC de 100Mb o más. Fuente: /QuickStartGuide_BasicVersion.pdf La versión gratuita de XenServer no ofrece alta disponibilidad por sí sola, hace falta adquirir por lo menos the advance edition. A continuación se muestran las propiedades del software de virtualización des servidores de la compañía Citrix: Tabla 4. Ediciones de XenServer XenServer Features Free Edition Advanced Edition Enterprise Edition Platinum Edition XenServer hypervisor IntelliCache Free virtual infrastructure Resilient distributed management architecture VM snapshot revert disk and XenCenter management 35

36 36 Conversion tools XenMotion live Migration Advanced management and automation Distributed virtual switching Heterogeneous pools High availability Memory optimization Performance alerting & reporting Dynamic workload balancing Host power management Live memory snapshot and revert Provisioning services (virtual) Role-based administration StorageLink Web selfservice with delegated admin Automated VM protection and

37 recovery Lab manager with selfservice portal Provisioning services (physical) Site recovery Los sistemas operativos huésped 11 que soporta XenServer son: Microsoft Windows 64-bit: Windows Server 2008 (SP1, SP2, R2, R2 SP1, R2 SP2); Windows Server 2003 (Standard, Enterprise, Datacenter Edition SP2), Windows 7 (SP1) Microsoft Windows 32-bit: Windows Server 2008 (SP1, SP2); Windows Server 2003 (Web, Standard, Enterprise, Datacenter SP0, SP1, SP2, R2); Windows Small Business Server (2003 SP1, SP2, R2); Windows XP (SP2, SP3); Windows 2000 SP4; Windows Vista (original and SP1); Windows 7 (SP1) Linux 64-bit: Red Hat Enterprise Linux (5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5); CentOS (5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5); Oracle Enterprise Linux (5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5); Novell SUSE Enterprise Linux (10 SP1, 10 SP2, 10 SP3, 11, 11 SP1) Linux 32-bit: Red Hat Enterprise Linux (3.6, 3.7, 3.8, 4.5, 4.6, 4.7, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5; CentOS (4.5, 4.6, 4.7, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5); Oracle Enterprise Linux (5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5); Novell SUSE Linux Enterprise Server (9 SP1, 9 SP2, 9 SP3, 9 SP4, 10 SP1, 10 SP2, 10 SP3, 11, 11 SP1); Debian Lenny (5.0); Debian Squeeze Essencials for Hyper-V Este es un conjunto de herramientas que complementan al trabajo en ambientes controlados por Microsoft Hyper-V. Sus componentes son: Storage Link

38 Permite el aprovechamiento de los recursos y funcionalidad de los sistemas de almacenamiento existentes, soportando productos de almacenamiento de terceros. Entre sus propiedades está el almacenamiento de imágenes de máquinas virtuales listas para ser convertidas y usadas por XenServer o Microsoft Hyper-V. También tiene funciones para recuperación de desastres (StorageLink Site Recovery). Lab Manager Stage Management Provisioning services Además del componente de alta disponibilidad que hace parte de las herramientas de virtualizacion de Citrix, están también Essentials for Microsoft Hyper-V y un producto de la compañía Marathon Technologies que se integra con XenServer para garantizar alta disponibilidad llamado everrun VM EverRun VM El argumento principal de esta herramienta es que virtualiza aplicaciones críticas y proporciona alta disponibilidad y redundancia. Figura 9.XenServer-everRun-alta disponibilidad Fuente: 1_10.pdf 38

39 6.3 POWERVM Esta solución está diseñada especialmente para servidores Blade e IBM Power Systems(procesadores Power5, Power6 y Power7). Los sistemas para los cuales está pensado PowerVM son: AIX(AIX 5.3, AIX 6.1 y AIX 7) IBMi(IBM i 6.1 e IBM i 7.1) Linux(Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 5 y RHEL 6 (cuando lo anuncia Red Hat) SUSE Linux Enterprise Server (SLES) 10 y SLES 11). Algunas de las características más importantes de PowerVM se resumen en la siguiente tabla: Tabla 5. Características de PowerVM Característica PowerVM Hypervisor Micro-Partición Dinámica de Partición Lógica Pools de Procesador Compartido Pools de Almacenamiento Compartido Gestor Integrado de Virtualización PowerVM Lx86 Beneficios Soporta entornos operativos múltiples en un solo sistema Permite hasta 10 MVs por núcleo del procesador El Procesador, memoria, y recursos I/O pueden moverse dinámicamente entre MVs Los MVs pueden usar recursos de procesador dedicados o compartidos (recortados o no) (capped or uncapped) Los recursos del procesador pueden moverse automáticamente entre MVs en base a las demandas de carga de trabajo Los recursos del procesador para un grupo de MVs puede recortarse (capped) reduciendo los costos de licencia de software Los recursos de almacenamiento para servidores Power Systems y VIOS pueden estar centralizados en pools para optimizar la utilización de recursos Simplifica la creación de MV y la gestión para servidores y hojas Power Systems Soporta la ejecución de muchas 39

40 Movilidad de la Partición Viva Compartición Activa de Memoria NPIV Herramienta de Planificación del Sistema aplicaciones x86 Linux en Linux sobre PowerVM Live AIX y Linux MVs pueden moverse entre servidores, eliminando el período de inactividad planificado La memoria fluye inteligentemente de una MV a otra para mayor utilización de memoria Simplifica la gestión y mejora el rendimiento de entornos Fibre Channel SAN Simplifica la planificación para y la instalación de servidores de Power Systems con PowerVM Fuente: ftp://ftp.software.ibm.com/la/documents/stg/power/virtualiz_spa.pdf La herramienta con la cual se logra la alta disponibilidad se llama Power HA, y está disponible para cada uno de los sistemas operativos con los cuales trabaja PowerVM PowerHA SystemMirror for AIX Esta solución incorpora Cluster Aware AIX, que es una herramienta que permite crear clústeres cuyos nodos tienen el sistema operativo AIX. Standard Edition Enterprise Edition PowerHA SystemMirror for IBMi Solución de alta disponibilidad y recuperación de desastres que se basa en los recursos de almacenamiento en clusters. Standard Edition Enterprise Edition Trivoli Herramienta de alta disponibilidad y recuperación de desastres para servidores con Linux. 40

41 6.4 ORACLE VM Esta solución puede tener como huéspedes Solaris y está compuesta por tres elementos: los sistemas Linux, Windows y Oracle VM Manager: aplicación web para la administración de los servidores Oracle VM Server: es un software de virtualización (hypervisor) basado en una actualización del software de virtualización Xen Oracle VM Agent: permite la comunicación entre Oracle VM manager y Oracle VM Server y facilita la labor de administración de las máquinas virtuales. Esta herramienta se instala con Oracle VM Server. Requerimientos para trabajar con Oracle VM Para su funcionamiento, Oracle VM necesita dos computadores con dirección ip fija; uno para instalar Oracle VM Server y otro para instalar Oracle VM Manager, el cual debe ser instalado en un computador cuyo sistema operativo sea uno de los siguientes: Oracle Enterprise 4 actualización 5 Red Hat Enterprise 4 o superior La alta disponibilidad con Oracle VM está disponible como un parámetro en el software de administración Oracle VM Manager. Otro aspecto importante de esta herramienta es que permite crear máquinas virtuales para sistemas que se instalan con un disco booteable y también permite crear máquinas virtuales a partir de imágenes de sistemas totalmente configurados y listos para trabajar. A estas imágenes se les conoce como templates 41

42 Figura 10.Funcionamiento de Oracle VM 6.5 MICROSOFT HYPER-V SERVER 2008 En el caso de Microsoft, existen dos 12 herramientas muy parecidas que tienden a ser confundidas por parte de los usuarios; Hyper-V, que es una herramienta que se encuentra disponible en Windows Server 2008, y Microsoft Hyper-V Server que es un producto para la virtualización de servidores que permite la consolidación de cargas de trabajo en un solo servidor físico y además es gratuito. Infortunadamente, ambas herramientas representan un punto de fallo debido a que ambas dependen del core de Windows Server 2008, y por tanto son candidatas de sufrir muchos ataques de virus que pueden desestabilizar el sistema. En el caso de Microsoft Hyper-V Server 2008, esta herramienta se instala en máquinas de 64 bits y con este hipervisor se instala una versión reducida del Microsoft Windows Server Algunas de las características más importantes de Microsoft 2008 son: Hyper-V Server Live migration: capacidad de mover máquinas virtuales en caliente de un servidor físico a otro. Admite la creación de clústeres En cuanto al traslado de máquinas virtuales en caliente, este se puede hacer entre servidores físicos cuyos procesadores pertenezcan a la misma

43 familia; es así como se puede ejecutar live migration entre servidores con Intel Core 2 a servidores con Intel Pentium 4 o de servidores con AMD Opteron a servidores con AMD Athlon. Es posible adicionar o quitar sistemas de almacenamiento en caliente(virtual Hard Disks-discos duros virtuales) Con el formato VHD es posible pasar máquinas virtuales desde Microsoft Hyper-V Server 2008 a Windows Server 2008 Hyper-v y vice-versa. Tabla 6. Requerimientos para Microsoft Hyper-V Server 2008 (Host) CPU Procesador x64 con Intel VT o AMD-V habilitado Medios DVD RAM ópticos Velocidad Mínimo 1.4 GHz, se recomienda 2 GHz o más. de la CPU RAM Mínimo 1 GB, se requiere memoria adicional para cada una de las máquinas virtuales. Lo máximo es 1 TB Espacio Mínimo 8 GB, se recomienda 20 GB o más. Se en disco necesitará espacio adicional por cada de las máquinas virtuales. Pantalla Super VGA (800x600) o mejor resolución Sistemas operativos (huéspedes) soportados por Microsoft Hyper-V Server Sistemas operativos para servidores Windows Server 2008 R2 (VM configured with 1, 2, or 4 virtual processors) Windows Server 2008 R2 Standard Windows Server 2008 R2 Enterprise Windows Server 2008 R2 Datacenter Windows Web Server R Windows Server 2008 x64 Edition (VM configured with 1, 2, or 4 virtual processors) Windows Server 2008 Standard x64 Windows Server 2008 Enterprise x64 Windows Server 2008 Datacenter x64 Windows Web Server 2008 x64 Windows Server 2008 HPC Edition x64 Windows Server 2008 Standard without Hyper-V x64 43

44 Windows Server 2008 Enterprise without Hyper-V x64 Windows Server 2008 Datacenter without Hyper-V x64 Windows Server 2008 x86 (VM configured with 1, 2, or 4 virtual processors) Windows Server 2008 Standard x86 Windows Server 2008 Enterprise x86 Windows Server 2008 Datacenter x86 Windows Web Server 2008 x86 Windows Server 2008 HPC Edition x86 Windows Server 2008 Standard without Hyper-V x86 Windows Server 2008 Enterprise without Hyper-V x86 Windows Server 2008 Datacenter without Hyper-V x86 Windows Server 2003 x86 (VMs configured with 1 or 2 virtual processors) Windows Server 2003 Standard x86 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 Enterprise x86 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 Datacenter x86 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 Web x86 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 R2 x86 (VMs configured with 1 or 2 virtual processors) Windows Server 2003 R2 Standard x86 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 R2 Enterprise x86 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 R2 Datacenter x86 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 R2 Web x86 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 R2 x64 (VMs configured with 1 or 2 virtual processors) Windows Server 2003 R2 Standard x64 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 R2 Enterprise x64 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 R2 Datacenter x64 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 x64 Edition (VMs configured with 1 or 2 virtual processors) Windows Server 2003 Standard x64 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 Enterprise x64 Edition with Service Pack 2 Windows Server 2003 Datacenter x64 Edition with Service Pack 2 Linux Distributions (VMs configured with 1, 2 or 4 virtual processor) SUSE Linux Enterprise Server 10 with Service Pack 3 (x86 Edition or x64 Edition) SUSE Linux Enterprise Server 11 (x86 Edition or x64 Edition) Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 5.2, 5.3, 5.4 and 5.5 (x86 Edition or x64 Edition) Sistemas operativos cliente Windows 7 x86 Edition (VM configured with 1, 2, or 4 virtual processors) 44

45 Windows 7 Professional x86 Edition Windows 7 Enterprise x86 Edition Windows 7 Ultimate x86 Edition Windows 7 x64 Edition (VM configured with 1, 2, or 4 virtual processors) Windows 7 Professional x64 Edition Windows 7 Enterprise x64 Edition Windows 7 Ultimate x64 Edition Windows Vista x86 (VMs configured with 1 or 2 virtual processors) Windows Vista Business x86 Edition with Service Pack 1 Windows Vista Enterprise x86 Edition with Service Pack 1 Windows Vista Ultimate x86 Edition with Service Pack 1 Windows Vista x64 Edition (VMs configured with 1 or 2 virtual processors) Windows Vista Business x64 Edition with Service Pack 1 Windows Vista Enterprise x64 Edition with Service Pack 1 Windows Vista Ultimate x64 Edition with Service Pack 1 Windows XP (VMs configured with 1 or 2 virtual processors) 6.6 RED HAT ENTERPRISE VIRTUALIZATION Esta es una herramienta para la virtualización cuyo cobro se hace por suscripción y está compuesta por los siguientes elementos: Red Hat Virtualization Manager para servidores Sistema de gestión de servidores que cuenta con características como: -Migración en caliente: se pueden trasladar máquinas virtuales de un servidor a otro sin que haya interrupción del servicio -Alta disponibilidad: las máquinas virtuales se reinician automáticamente en otro servidor cuando existe una falla. -Programador se sistemas: mediante esta herramienta se equilibran las cargas de trabajo entre los servidores utilizando la migración dinámica en caliente -Ahorro de energía: cuando hay menor demanda de trabajo, se concentran las máquinas virtuales en algunos de los servidores, permitiendo así desactivar los que quedan en desuso para ahorrar energía. -Gestor de mantenimiento: permite ejecutar tareas de mantenimiento en los servidores sin interrumpir el funcionamiento de las máquinas virtuales alojadas en ellos. -Gestor de imágenes: genera nuevas máquinas virtuales a partir de plantillas. 45

46 Red Hat Virtualization Hypervisor Hipervisor basado en KVM(Kernel base Virtual Machine) que puede instalarse directamente sobre el servidor(hardware) o puede ser instalado junto con el sistema operativo Red Hat Enterprise Linux 5.4 Las características del Hipervisor se resumen en la siguiente tabla: Tabla 7. Características de Red Hat Virtualization Hypervisor Anfitrión Cantidad máxima de CPU físicas Cantidad máxima de CPU lógicas RAM máxima Huésped TB Cantidad máxima de CPU 16 virtuales/huésped RAM /huésped Huéspedes soportados Características adicionales máxima 256 GB RHEL3, RHEL4, RHEL5, Windows 2003, Windows 2008, Windows XP(32-64 bit) Intercambio de páginas de memoria, agrupación de NICs (NIC bonding), E/S multitrayecto, administración de la energía, etc. Fuente: Requerimientos del sistema Hosts hipervisores Servidores x86 con una capacidad de 64 bits que soporten la tecnología de virtualización de hardware Intel VT o AMD-V y estén certificados para Red Hat Enterprise Linux 5.x. Deben ejecutar el Hipervisor básico de Red Hat Enterprise Virtualization (incluido con Red Hat Enterprise Virtualization) u opcionalmente Red Hat Enterprise Linux 5.4 o versión posterior (adquirido por separado). Servidor de gestión Servidor x86 que ejecute la versión en inglés estadounidense de Windows Server 2003 R2 con SP2,.Net 3.5 o versión posterior, con rol de Servidor de Aplicaciones instalado. No 46

47 es compatible con Windows Server Consola de gestión Escritorio o servidor x86 que ejecute Windows XP SP2 o versión posterior, Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2003 o versión posterior, e Internet Explorer 6-8. Figura 11. Funcionamiento de Red Hat Virtualization Fuente: 47

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