UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO

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1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO Virtualización de Servidores Universidad Contemporánea Alejandro Reséndiz Ortiz 2011 Virtualización de Servidores Universidad Contemporánea Memoria Que como parte de los requisitos para obtener el titulo de Ingeniero en Tecnologías de la Información y Comunicación Presenta Alejandro Reséndiz Ortiz Asesor de la UTEQ Manuel Uribe Saldaña Asesor de la Empresa Osvaldo Breña de Jesús Querétaro, Mayo de

2 Querétaro, Qro., a 09 de mayo de C. ALEJANDRO RESÉNDIZ ORTIZ Matrícula: Candidato al grado de Ingeniero em Tecnologías de La Información y Comunicación P r e s e n t e. AUTORIZACIÓN DE IMPRESIÓN DE REPORTE FINAL El que suscribe, por medio del presente le informa a Usted, que se le autoriza la presentación de su memoria de la Estadía profesional, titulada: VIRTUALIZACIÓN DE SISTEMAS, realizado en la empresa: UNIVERSIDAD CONTEMPORÁNEA. Trabajo que fue revisado y aprobado por el Comité de Asesores, integrado por: LIC. OSVALDO BREÑA DE JESÚS Asesor de la Empresa M.C.C. MANUEL URIBE SALDAÑA Profesor Asesor Se hace constar el NO adeudo de materiales en las siguientes áreas. LIC. MA. CONCEPCIÓN MACÍAS RODRÍGUEZ Biblioteca UTEQ ING. ALDO JIMÉNEZ ING. ALBERTO ENCISO GAXIOLA DOMINGUEZ Lab. Informática Lab. de Tecnología A t e n t a m e n t e ING. RODRIGO MATA HERNÁNDEZ Director de la División C.c.p. <<Nombre>>.- Subdirector de Servicios Escolares Archivo 2

3 Resumen El proyecto de virtualización (visto como un medio para crear una versión virtual de un dispositivo o recurso, como un servidor, un dispositivo de almacenamiento, una red o incluso un sistema operativo; donde se divide el recurso en uno o más entornos de ejecución) es la solución planteada por el departamento de TI de la Universidad Contemporánea (UCO), para solventar la problemática en el rendimiento de servicios, aplicaciones y la necesidad de nuevos servidores (nuevos sistemas), con la finalidad de brindar a los usuarios finales un mínimo del 95% de satisfacción en la realización de sus transacciones dentro de la red y a los colaboradores, brindarles las herramientas necesarias, para incrementar la productividad y ser más competitivos. Para la realización de éste proyecto habrá que implementar 11 pasos descritos en el alcance, partiendo desde: Investigación de la tecnología, Selección de proveedores certificados, Compra del equipo, Instalación física, Instalación de software VM WARE, Instalación de SAN, Respaldos de configuraciones e información de los sistemas actuales y bases de datos, Virtualización de equipos activos, Configuración de recursos de la máquinas virtuales, Migración (Funcionamiento entre máquinas virtuales y SAN), hasta las Pruebas e implementación en la Universidad Contemporánea en tiempo real. La implementación de éste proyecto genera la actualización de la infraestructura actual (modernización tecnológica), ahorro en los costos de producción y mantenimiento (al ser más eficiente y economizar energía eléctrica); mayor dinamismo en el control de los sistemas, en base a la optimización de recursos (hardware) asignables a cada servidor virtual. (Palabras clave: Virtualización, Tecnología, UCO, Universidad Contemporánea) 3

4 Abstract The virtualization project (seen as a means to create a virtual version of a device or resource such as a server, a storage device, network or even an operating system which divides the resource into one or more execution environments) is the solution proposed by the IT department of the Universidad Contemporánea (OCU) to solve the problems in the performance of services, applications and the need for new servers (new systems), in order to provide end users with a minimum 95% of satisfaction in conducting their transactions within the network and partners, provide the necessary tools to increase productivity and be more competitive. For the realization of this project will be implemented 11 steps in the range, starting from: Investigation of technology, selection of certified suppliers, purchase of equipment, physical installation, software installation VM Ware, SAN installation, and configuration backups current information systems and databases, active equipment Virtualization, Configuring virtual machine resources, Migration (Operation between VMs and SAN), to testing and implementation in real-time Contemporary University. The implementation of this project generates the upgrade of existing infrastructure (technological modernization), savings in production and maintenance costs (to be more efficient and save electricity), more dynamic control systems based on optimization resources (hardware) assigned to each virtual server. (Keywords: Virtualization, Technology, UCO, Universidad Contemporánea) 4

5 Dedicatorias Un ciclo llega a su fin, dejando atrás incontables experiencias, nuevas personas que compartieron el camino hacia la meta, nuevos amigos que motivaron y tendieron la mano para trabajar en equipo, dando cada quien lo mejor de sí, para dar resultados por arriba de lo esperado. Quiero agradecer a mi esposa (Rosalba) y mis dos hijas (Marcela y Rebeca), porque aunque no siempre estuve apoyándolas, ellas fueron siempre mi principal inspiración para mantener las ganas y el deseo de seguir adelante, mostrándome la fuerza de voluntad y dándome el cariño necesario para retomar ánimos y poder alcanzar éste logro. De igual modo agradezco a la Universidad Contemporánea, por la oportunidad que me brindó, por las facilidades y todo el apoyo, para desarrollarme y poder aportar a éste gran equipo de trabajo. Agradezco a mi familia, que incondicionalmente siempre me respalda, por ayudarme a valerme por mi mismo y afrontar cada reto y cada situación, como un verdadero adulto y procurando siempre lo mejor para los que quiero. No puedo pasar por alto a todos mis hermanos que conocí dentro del deporte que tanto amo, con los que compartí muchos días, muchas noches, risas, alegrías, regaños y muchas otras cosas, que nos han llevado a ser mucho más que amigos, en ellos encontré la confianza y el apoyo desinteresado que busca el lado humano de cada personas. Aquí hago mención especial a mi entrenador Raúl, quien una vez más tomo un rol muy especial, siendo para mí como mi padre, quien me aconsejó y me guió para sacar lo mejor de mí y ponerlo al servicio de nuestro equipo. Tengo una deuda que espero poder pagar. Es necesario que siempre como hombres tengamos sueños que nos impulsen y nos motiven a dar el todo por el todo para lograr lo que cada noche soñamos. La perseverancia y la dedicación hacen que podamos perfeccionar nuestros talentos. Muchas gracias a todos, por alentar mi sueño, incluso a las personas que dudaron que llegaría hasta aquí. Conozco mis límites y nunca dejaré que otros me quiten mis sueños. 5

6 Índice Contenido Resumen... 3 Abstract... 4 Dedicatorias... 5 Índice... 6 I. Introducción... 8 II. Antecedentes... 8 III. Justificación IV. Objetivos V. Alcances VI. Justificación Teórica Modelo de Máquina Virtual Modelo de Máquina Paravirtual Modelo de Virtualización a nivel de Sistema Operativo VII. Plan de actividades Análisis Desarrollo Implantación / Capacitación Pruebas Finalización Del Proyecto Virtualización Cronograma De Realización Del Proyecto VIII. Recursos materiales y humanos Cotización Recursos Humanos diagrama del departamento a cargo del proyecto nombres y puestos IX. Desarrollo del Proyecto Las Opciones de Virtualización

7 vmware server microsoft virtual server Xen La elección El Proyecto equipo Instalación proceso de instalación de un host o servidor vmware esx proceso de instalación de vsphere proceso de instalación mvware converter Configuración X. Resultados Obtenidos XI. Análisis De Riesgos XII. Conclusiones XIII. Recomendaciones XIV. Referencias Bibliográficas

8 I. Introducción Bajo la premisa de innovación tecnológica y a modo de consolidar y simplificar operaciones, optimizar los servicios en base al alto desempeño del hardware de los servidores (cargas de trabajo) y con la idea de reducir los costos a mediano y largo plazo la Universidad Contemporánea optó por la implementación de la virtualización de servidores. Ésta medida conlleva muchas ventajas implícitas en el modelo tecnológico propuesto por el fabricante (VMWARE), como la alta disponibilidad de las máquinas virtuales (servidores), la tolerancia a fallos, la redundancia en sistemas y almacenamiento, la seguridad, etc. II. Antecedentes La Universidad Contemporánea (UCO) es una institución que cuenta con más de veinte años de experiencia en el medio educativo. Fue fundada por el Ing. Federico Malpica Cárdenas en 1989, y a través de los años se ha convertido en una de las mejores opciones de educación en Querétaro y en el Bajío. Actualmente ofrece programas formativos de preparatoria, nueve licenciaturas completas (Administración, Administración Turística, Contaduría y Finanzas, Derecho, Diseño Gráfico Multimedia, Gastronomía, Mercadotecnia, 8

9 Negocios Internacionales y Psicología); y dos maestrías (en Educación y en Negocios). Además, cuenta con cursos y talleres de educación continua. Tiene aproximadamente 110 colaboradores administrativos de tiempo completo; 150 docentes de tiempo parcial; 700 estudiantes en Preparatoria; y 700 estudiantes en los niveles de licenciatura y maestría. UBICACIÓN: La Universidad Contemporánea está ubicada en el centro de la ciudad de Querétaro, entre algunos de los centros financieros y comerciales más importantes del estado, con vías de comunicación que hacen fácil trasladarse a ella desde prácticamente cualquier punto de la ciudad. Como punto de referencia, se encuentra en la calle de Ignacio Pérez Sur, misma que está entre las dos avenidas más importantes de la ciudad: Ignacio Zaragoza y Constituyentes, haciendo escuadra con avenida Carrizal. A un costado de la institución, se localiza la Torre Médica Tec 100. Ignacio Pérez No. 54 Sur, Col. Centro, C.P Querétaro, Qro., México Tel. (442) LADA sin costo

10 Figura 1. Croquis de localización de la Universidad Contemporánea Estructura orgánica. La UCO se divide en las siguientes áreas: Rectoría Vicerrectoría Académica Subdirecciones de Preparatoria Dirección de licenciaturas Dirección de las Escuelas en Administración y Psicología Dirección de la Escuela en Administración Turística Dirección de la Escuela en Contaduría y Finanzas Dirección de la Escuela en Derecho Dirección de la Escuela en Diseño Gráfico Multimedia Dirección de la Escuela en Gastronomía 10

11 Dirección de la Escuela en Mercadotecnia Dirección de la Escuela en Negocios Internacionales Dirección de Desarrollo Integral Dirección de Posgrado y Educación Continua Coordinación de Posgrado Coordinación de Educación Continua Coordinación de Incubadora Dirección de Vinculación Dirección Administrativa Dirección de Finanzas y Contraloría Dirección de Desarrollo Institucional Coordinación General de Fundación Contemporánea A continuación se muestra la distribución del área administrativa y la ubicación del departamento de TI. 11

12 Figura 2. Organigrama de localización del departamento de TI y sus Integrantes De tal modo que para su funcionamiento, cuenta con 3 segmentos de red diferentes (Académico, Operativo, Inalámbrico), en los que conviven y comparten recursos y aplicaciones los usuarios académicos (alumnos) y los administrativos (empleados) y externos (usuarios eventuales que requieren de algún servicio). 12

13 Tras años de trabajar bajo el mismo esquema, tanto los servidores (hardware) como las configuraciones heredadas y el almacenamiento (software), van mermando la velocidad de respuesta de los sistemas y servicios, generando descontento por parte de los usuarios, viéndose afectada la productividad de la empresa y la calidad de recursos para los alumnos. Todos los servidores (20) que mantienen activos los servicios y aplicaciones de la UCO, se encuentran en el SITE ubicado en el 2do nivel, en la sala de Cómputo A. Por motivos del crecimiento tecnológico y el surgimiento de nuevos sistemas operativos e informáticos, la tendencia del equipo actual es quedar obsoleto antes de llegar su edad adulta, viéndose afectado el rendimiento y eficiencia de éstos, propiciando gastos muy elevados si se quisiera renovar el equipo por separado. Actualmente en la empresa se cuenta con: 20 servidores físicos Sistemas Operativos Varios (Windows 2000 Server, 2003 Server, Mandriva, Redhat, etc.) Problemas de almacenamiento (poco espacio en Disco Duro) Deterioro del funcionamiento de aplicaciones Saturación de espacio físico en el Site 13

14 Dado que algunos equipos no son de características Servidor, hay problemas graves, con las fallas eléctricas. No se cuenta con un plan de contingencia para catástrofes (recuperación de servidores críticos). Se cuenta con la siguiente infraestructura: Banco de baterías UPS Racks Infraestructura de red Sistema de aire acondicionado III. Justificación Poder brindar servicios de calidad a los alumnos (1400) y a los empleados y profesores (260), bajo un esquema innovador que permita a la UCO competir directamente con escuelas como ITESM, UVM, y manejar una tendencia futurista actual para abrir opciones educativas a distancia con la infraestructura propia que permita una mayor derrama económica, al ganar lugar en éste mercado y estar un tecnológicamente al día. 14

15 Para solventar la inversión al proyecto, habrá que resaltar el ahorro en el consumo de energía, primero por la disminución de equipos físicos de 20 servidores a un arreglo de 3 servidores, una SAN y los dispositivos de red necesarios. Además el sistema permite la optimización de recursos en función a la demanda de recursos, dado que fuera de clases, fines de semana y vacaciones, los servidores tienen menos demanda, pueden cargarse a un solo servidor y apagar el otro, para economizar y explotar los recursos adecuadamente. IV. Objetivos Respecto al uso de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC); se persigue mejorar la calidad laboral, los procesos educativos y administrativos. Aplicando las bondades de la virtualización: Modernizar al 100% el SITE, al reemplazar los equipos activos por la infraestructura de virtualización. Consolidar 100% los servidores, facilitando su gestión Alta disponibilidad 98%, Ahorrar hasta 40% de Energía en el SITE Asegurar el 99% de Calidad de la Información, bajo el uso de todos los recursos de hardware. 15

16 V. Alcances Con la finalidad de mejorar, optimizar y brindar nuevas herramientas de tecnologías de la información y comunicación (TIC) a la Universidad Contemporánea se desarrollará el proyecto en base a los siguientes pasos: 1. Investigación de la tecnología 2. Selección de proveedores certificados 3. Compra del equipo 4. Instalación física 5. Instalación de software VM WARE 6. Instalación de SAN 7. Respaldos de configuraciones e información de los sistemas actuales y bases de datos 8. Virtualización de equipos activos 9. Configuración de recursos de la máquinas virtuales 10. Migración (Funcionamiento entre máquinas virtuales y SAN) 11. Pruebas e implementación. 16

17 VI. Justificación Teórica Los entornos de virtualización se pueden aplicar para multitud de propósitos. Por ejemplo, la virtualización se puede utilizar para mantener entornos múltiples de software dentro de una misma máquina para realizar pruebas o simplemente para que un usuario de escritorio pueda ejecutar distintos sistemas operativos. La tecnología de virtualización se aplica desde hace años en plataformas de servidores comerciales como VM/370 de IBM o el zos. En la actualidad podemos encontrar tres modelos de virtualización (MacAllister, 2007): el modelo de máquina virtual; el modelo paravirtual; y la virtualización a nivel de sistema operativo. Modelo de Máquina Virtual El modelo de máquina virtual está basado en la arquitectura cliente/servidor, donde cada cliente funciona como una imagen virtual de la capa hardware. Este modelo permite que el sistema operativo cliente funcione sin modificaciones. Además permite al administrador crear diferentes sistemas clientes con sistemas operativos independientes entre sí. 17

18 La ventaja principal de este modelo radica en el desconocimiento por parte de los sistemas huésped del sistema hardware real sobre el que está instalado. Sin embargo, realmente todos los sistemas virtuales hacen uso de recursos hardware físicos. Estos recursos son administrados por un sistema denominado hypervisor que coordina las instrucciones CPU. El hypervisor es denominado comúnmente monitor de máquina virtual (VMM) y es el encargado de validar todas las peticiones e instrucciones de los sistemas virtuales a la CPU, supervisando todas las ejecuciones que requieran cambios de privilegios. Dos sistemas típicos de servidores virtuales son VMware (Rosenbblum, 1999; VMware, 2007) y Microsoft Virtual Server (Purush et al 2004). Modelo de Máquina Paravirtual El modelo de máquina paravirtual (PVM) se basa, como el modelo anterior, en la arquitectura cliente/servidor, incluyendo también la necesidad de contar con un sistema monitor. Sin embargo, en este caso, el VMM accede y modifica el código del sistema operativo del sistema huésped. Esta modificación se conoce como porting. El porting sirve de soporte al VMM para que pueda realizar llamadas al sistema directamente. Al igual que las máquinas virtuales, los sistemas paravirtuales son capaces de soportar diferentes sistemas operativos instalados en el hardware real. Modelos de máquinas paravirtuales son UML y XEN (Abraham et al, 2003). 18

19 Modelo de Virtualización a nivel de Sistema Operativo La virtualización a nivel de sistema operativo se diferencia de las anteriores en que, en este caso, no existe un sistema cliente/servidor propiamente dicho. En este modelo el sistema principal exporta la funcionalidad del sistema operativo desde su propio núcleo. Por esta razón, los sistemas virtuales usan el mismo sistema operativo que el nativo (aunque en la mayoría de los casos pueden instalar distintas distribuciones). Esta arquitectura elimina las llamadas del sistema entre capas, lo que favorece una reducción importante en el uso de CPU. Además, al compartir los ficheros binarios y librerías comunes del sistema en la misma máquina, la posibilidad de escalado es mucho mayor, permitiendo que un mismo servidor virtual sea capaz de dar servicio a un gran número de clientes al mismo tiempo. Ejemplos sistemas que usan virtualización a nivel de sistema operativo son Virtuozzo y Solaris (Sun Microsystem, 2004; SWsoft, 2006). 19

20 VII. Plan de actividades Figura 3. Fases de implementación del proyecto de virtualización Análisis Preguntarse si realmente se necesita virtualizar: Realizar un listado de servidores y servicios, monitorizar el rendimiento de servidores. Averiguar que se puede virtualizar: Sistemas operativos, arquitecturas soportadas y recursos de hardware. Saber exactamente qué características se busca en la virtualización: Tolerancia a fallos, balanceo, disponibilidad, ahorro, etc. Selección de plataforma de virtualización adecuada. 20

21 Desarrollo Estudio de los sistemas más adecuados a la situación real. Especificación de requisitos de cada máquina virtual: Recursos mínimos y máximos, horarios de carga, S.O., nivel de crítico en funcionamiento con nivel alto de cargas de procesamiento. Organización inicial de máquinas virtuales en físicas. Implantación / Capacitación Creación de las primeras máquinas virtuales y migración de máquinas en producción. Pruebas de funcionamiento, rendimiento y fallos sobre los sistemas reales en funcionamiento por los usuarios finales. Monitorización de los nuevos recursos y retroalimentación en la organización inicial del proyecto adaptándose a los nuevos requisitos que surgen tras la puesta en funcionamiento. Pruebas Verificación de funcionalidad de cada máquina virtual Movilidad de maquinas virtuales entre servidores Optimización de recursos de cada maquina virtual Finalización Del Proyecto Virtualización Manuales técnicos 21

22 Cronograma De Realización Del Proyecto Figura 4. Descripción de actividades y fechas de desarrollo del proyecto Figura 5. Desarrollo del proyecto Calendario 22

23 VIII. Recursos materiales y humanos Cotización *Cotización realizada en dólares americanos Figura 6. Cotización de la compra del equipo Recursos Humanos Es muy importante especificar la importancia de todos los elementos que participan en el desarrollo del proyecto. El jefe del área, el contacto externo (proveedor), técnico especialista en virtualización, técnicos del departamento de TI y usuarios. Cada uno al desempeñar su rol, aportará el conocimiento y mano de obra para detallar el proceso de la virtualización. Todos tendrán participación activa en distintos niveles del proceso. 23

24 A continuación se muestran los departamentos involucrados: Junta Directiva Aprobación del proyecto Asignación de Recursos Evaluación de resultados Compras Cotización de tecnología con proveedores varios Finanzas Negociación del financiamiento y forma de pago Contrato Términos legales Tecnologías de la Información Análisis Planeación Desarrollo Implementación Pruebas Capacitación Control de la nueva tecnología Gestión y contacto con proveedor externo 24

25 diagrama del departamento a cargo del proyecto. Figura 7.Diagrama del departamento de TI, se muestran los participantes en el proyecto nombres y puestos. OMAR SÁNCHEZ: Coordinador del área; responsable directo. ALEJANDRO RESÉNDIZ Asistente Soporte Técnico; encargado desarrollo y control del proyecto 25

26 IX. Desarrollo del Proyecto. La implementación del proyecto de virtualización del servidores será desarrollado al interior de la Universidad Contemporánea, buscando centralizar los servidores (aplicaciones y servicios) en el departamento de TI, ubicado al interior de la sala de informática A, en el segundo piso. Ubicación del departamento de TI Figura 8. Croquis general de la UCO y ubicación del site en TI La implementación de la solución se desarrollará por completo en el site, dado que no se modificará la infraestructura actual de la red. 26

27 Las Opciones de Virtualización Como consecuencia del constante crecimiento de las necesidades de la Universidad Contemporánea, el área de Tecnologías de la Información se plantea realizar una reestructuración de los servidores que actualmente dan soporte a la UCO, con el objetivo de alcanzar un modelo de crecimiento que permita absorber las nuevas necesidades de desarrollo y aplicaciones (académicas y administrativas). Tras diversas reuniones y estudio de las posibilidades existentes en el mercado, se concluye que el modelo más adecuado para cubrir estas necesidades en un plan de futuro consistirá en adoptar un sistema de virtualización y consolidación de servidores. Para la elección del sistema a usar para implantar el modelo de virtualización dentro de la empresa, se realizó un estudio exhaustivo sobre las opciones más consolidadas en el mercado. Las pruebas realizadas sobre versiones de evaluación suministradas por los distintos distribuidores fueron: Replicación de servidores en producción. Creación de Imágenes de servidores con la herramienta Converter. 27

28 Creación de máquinas virtuales para pruebas sobre Linux y Windows de sistemas Windows 2003, Suse, Ubuntu, Windows Vista y Windows XP. Prueba de uso de aplicaciones sobre sistemas virtuales. Montaje de servidores web sobre máquinas virtuales. Los sistemas estudiados fueron: vmware server Las pruebas realizadas sobre este sistema demo de VMware fueron muy satisfactorias, pudiéndose generar máquinas virtuales de forma sencilla partiendo de instalaciones desde cero e incluso convertir máquinas en funcionamiento con la herramienta Converter. El rendimiento de los sistemas fue el esperado, presentando mejoras, aunque no muy significativas, con la instalación de las VMTools. Los test de mantenimiento, copia y cambio de ubicaciones de las máquinas virtuales se realizaron sin problemas significativos, a excepción de incompatibilidades con algunas aplicaciones que usan SQL Server. 28

29 microsoft virtual server El resultado de las pruebas de virtualización con Microsoft Virtual Server fueron muy positivas en cuanto a la instalación de los sistemas Windows, no obstante, los sistemas Linux que se desearon virtualizar dieron un resultado muy pobre. El rendimiento global de los sistemas probados fue muy inferior al producido con las otras soluciones. Xen Desarrollado por la Universidad de Cambridge se presenta como una herramienta muy competitiva junto con VMware. En la actualidad se puede conseguir con varias distribuciones Linux, la versión probada en el estudio realizado es la que se adjunta con la distribución RedHat Enterprise Advanced Platform. La herramienta dio resultados en rendimientos similares a VMware y Virtual Center, siendo su principal inconveniente la dificultad de aprendizaje, la imposibilidad de admitir drivers de los entornos emulados (si es posible con Virtual Server o VMware), falta de documentación y principalmente, imposibilidad de mover sistemas virtuales en caliente. Cabe aclarar que las pruebas se realizaron sobre un servidor de prueba y no con la infraestructura completa de virtuzalización. 29

30 La elección Tras el estudio de estos sistemas de virtualización, la consulta de referencias especializadas y otras evaluaciones propias, se decide optar por el sistema basado en el modelo de máquina virtual VMware ESX Server en su versión Las razones principales para esta elección fueron: ser el sistema que mejores resultados produjo en los test realizados frente a los otros sistemas estudiados; poseer gran cantidad de información disponible en diversos medios, por lo que se facilita su aprendizaje y búsqueda de soluciones ante conflictos; permite contar con un servicio de soporte externo de apoyo; y es además una herramienta con gran implantación en el mercado. Adicionalmente influye directamente el crédito otorgado por el proveedor, para la adquisición del equipo a emplearse. 30

31 El Proyecto equipo Tras estudiar las opciones compatibles con ESX Server se opta por: 2 HP ProLiant DL380 G7 Server series (arreglo en espejo) Especificaciones técnicas Número de procesadores Núcleo de procesador disponible Memoria máxima Ranuras de memoria Memoria Ranuras de expansión 2 6 ó 4 ó GB 18 ranuras DIMM DDR3 de RDIMMs PC R o DDR3 de UDIMMs PC E 6 red Controlador de (2) 2 puertos 1 GbE NC382i multifunción Tipo de fuente de alimentación Controlador de almacenamiento Formato (totalmente configurado) Software de gestión remota Redundante estándar en modelos de alto rendimiento, opcional en modelos base y de gama baja (1) Smart Array P410i integrado 2U Insight Control con ilo Advanced (ilo 3) Garantía (Piezas, mano de obra, a domicilio) 3/3/3 Figura 9. Imagen y caracterisiticas del servidor HP ProLiant DL 380 G7 31

32 1 HP ProLiant DL380 G5 Server series (Vm Center) Especificaciones técnicas Número de procesadores Núcleo de procesador disponible Memoria máxima Ranuras de memoria 2 6 ó 4 ó GB 18 ranuras DIMM Memoria Ranuras de expansión red Controlador de Tipo de fuente de alimentación Controlador de almacenamiento Formato (totalmente configurado) Software de gestión remota Garantía (Piezas, mano de obra, a domicilio) DDR3 de RDIMMs PC R o DDR3 de UDIMMs PC E 6 (2) 2 puertos 1 GbE NC382i multifunción Redundante estándar en modelos de alto rendimiento, opcional en modelos base y de gama baja (1) Smart Array P410i integrado 2U Insight Control con ilo Advanced (ilo 3) 3/3/3 Figura 10. Servidor HP ProLiant DL 380 G5 32

33 1 HP Storage Works p4300 G2 Especificaciones técnicas Unidad Unidad de almacenamiento Capacidad de almacenamiento Interfaz de host Funciones de disponibilidad Características de capacidad de gestión Sistemas operativos compatibles Admite agrupación en clúster Admite aprovisionamiento escaso Admite instantánea Admite clónico inteligente SAS grandes SAS ENT grande, puerto doble, 450 GB, 3G, rpm; (48) incluidos Mínimo de 7,2 TB 115,2 TB como máximo 4 puertos iscsi de 1 GbE; Ampliación opcional a (2) puertos iscsi de 10 GbE Fuentes de alimentación de intercambio directo redundantes; ventiladores redundantes; discos duros de intercambio directo redundantes, controlador de almacenamiento integrado con caché DDR2 con batería; disco RAID 5, 6 y 10; almacenamiento en clústeres de alta redundancia: Niveles RAID de red (por volumen) 0, 5, 6, 10, 10+1 y 10+2 para un máx. de cuatro copias de datos que permite que estén disponibles en caso de fallo del disco, controlador, nodo de almacenamiento, alimentación, red o sitio. Consola de gestión centralizada, gestión remota por HP Integrated ProLiant Lights Out 2, controlador de gestión de placa IPMI 2.0 Apple OS X; Citrix XenServer; HP-UX; IBM AIX; Microsoft Windows 2003; Microsoft Windows 2008; Novell NetWare; Oracle Enterprise Linux; Red Hat Linux; SUN Solaris; SUSE Linux; VMware; Almacenamiento en clústeres de alta redundancia SAN/iQ Thin Provisioning SAN/iQ Application Integrated Snapshots SAN/iQ SmartClone Medidas del producto (P x A x L) 17,52 x 44,80 x 71,71 cm Figura 11. Imagen y caracterisiticas de SAN HP Storage Works p4300 G2 33

34 El acomodo del hardware, básicamente seguirá el siguiente esquema: Figura 12. Grafico general del funcionamiento general del sistema virtualizado 34

35 A continuación se muestra la red de comunicación armada para el funcionamiento del cluster de virtualización (Servidores, San y Switch): Figura 13. Configuración del cableado del anillo de comunicación de la virtualización El Servidor (HP ProLiant DL380 G5 Server series (Vm Center)) se instalará con sistema operativo Windows 2008 server R2 y el VM VSphere, que se encargará de gestionar el arreglo de servidores (2 HP ProLiant DL380 G7 Server series (VMware ESX 4.1.0)) y la SAN (HP Storage Works p4300 G2). 35

36 Este cluster de virtualización (hardware) mantendrá la operación de las plataformas virtuales (principales) que a continuación se describen: Figura 14. Descripción de los servidores, su uso y la prioridad de uso Figura 15. Ejemplo de asignación de recursos a una máquina virtual 36

37 El resto de servidores, se agregarán durante la fase de capación, como tareas a realizar por parte del personal previamente indicado. Instalación Una vez seleccionado el sistema y probadas sus funcionalidades básicas, se procedió a realizar un proceso de formación teórico-práctico junto con personal técnico especializado suministrado por nuestro proveedor. (El periodo de formación se pudo reducir a un mes gracias a la base de conocimientos adquiridos y a la recopilación de documentación realizada en la fase anterior de análisis y pruebas.) En primer lugar se realiza la configuración básica sobre la BIOS de cada servidor para adaptarla a los requisitos de la infraestructura VMware. A continuación se preparó la SAN (arreglo de discos) a través de la interfaz Navisphere para soportar la creación de los distintos sistemas virtuales previstos (particiones virtuales). Se creó una partición para el sistema de arranque (Boot) de cada Host. Además se reservó un espacio particionado para cada procesador de la cabina, con el objetivo de aumentar el rendimiento de acceso al almacenamiento. Una vez finalizada la configuración hardware, se pasó a la instalación de la plataforma de virtualización. En primer lugar se instaló el sistema ESX server en cada una de las particiones de arranque asignadas a los servidores DL380 37

38 G7 en la cabina de disco. A continuación se instalaron los servicios de licencia y virtual center. proceso de instalación de un host o servidor vmware esx 4.0 (Manual realizado con el software de prueba) Será una instalación simple sin configuración durante la instalación más que la básica. Deberíamos de tener en cuenta que antes de instalar VMware ESX sobre cualquier servidor físico, siempre deberemos habilitar la tecnología de virtualización de nuestro procesador, bien Intel VT bien AMD-V a nivel de la BIOS del servidor. Figura 16. Pantalla inicial de la instalación del ESX

39 Primero introducimos el dvd con el software ESX en el servidor a instalar y arrancará desde él, seleccionamos cualquiera de los dos métodos de instalación, en el sencillo, Install ESX in graphical mode. Figura 17. Pantalla de bienvenida a la instalación La instalación es un proceso bastante rápido, dar clic en Next. Figura 18. Pantalla de aceptación de licencia 39

40 Next Aceptamos la licencia I accept the terms of the license agreement y Figura 19. Pantalla de selección de idioma para la instalación Seleccionamos el idioma del teclado, Spanish y Next, Figura 20. Pantalla de búsqueda de drivers 40

41 Desde aquí podremos cargar drivers que necesitemos para instalar el servidor, para ello, deberíamos de bajarnos el CD con los drivers de ESX qué necesitemos de su web, en mi caso no necesito ningún driver extraño, así que le indico que no quiero drivers personalizados con el No y seguimos. Confirmamos que posteriormente puede que no podamos meter ciertos drivers en el servidor, Yes y Next. Figura 21. Pantalla de carga de controladores esperamos mientras carga drivers para proceder con la instalación 41

42 Figura 22. Pantalla de carga de controladores (final) Next, para continuar. Figura 23. Solicitud de licencia 42

43 Si nuestro licenciamiento de ESX va con números de serie en cada host ESX puede ser el momento de introducirlos, si usaremos un servidor de licencias (para nuestro caso real, éste será el método) o lo queremos en modo demo, pulsamos Enter a serial number later y Next. Figura 24. Pantalla de selección de adaptador de red Seleccionamos el adaptador que queremos usar para gestionar el host ESX, su red de gestión. Next. 43

44 Figura 25. Configuración de red Seleccionamos Use the following network settings e introducimos la dirección IP, máscara de red, puerta de enlace, servidores DNS y el nombre completo del servidor ESX (información de prueba)y Next. Figura 26. Elección del tipo de instalación 44

45 Standard setup y Next. Figura 27. Elección del dispositivo a instalar Seleccionamos el disco duro del servidor donde lo vamos a instalar, cuidado porque los datos que hay dentro de la partición los perderemos (en caso de tener algo alamacenado) y Next. Figura 28. Mensaje de advertencia 45

46 OK para confirmar el borrado completo del disco. Figura 29. Elección de la zona horaria Seleccionamos nuestro horario para el servidor, la zona horaria y Next. Figura 30. Configuración de hora y fecha 46

47 Configuramos la hora del servidor, en este caso la pondremos como hora manual y Next. Figura 31. Datos de la cuenta administrador Ponemos una contraseña al usuario root de ESX y si queremos creamos más usuarios de gestión y Next. Figura 32. Resumen de la configuración 47

48 Damos a Next para comenzar la instalación. Figura 33. Proceso de instalación y configuración ahora esperamos unos minutos mientras se instala Figura 34. Termino de la instalación 48

49 Listo. Pulsamos en Finish para reiniciarlo y ya podremos virtualizar. Figura 35. Pantalla de host listo para funcionar Como nos indica, nos conectamos con un navegador a su IP para descargarnos el cliente para poder gestionarlo, o bien usar el WebAccess. 49

50 proceso de instalación de vsphere Los pasos para instalar: 1. Abrimos un navegador en un equipo con Windows y escribimos la dirección IP que hemos configurado en el servidor VMware ESXi. Con Firefox nos encontraremos con el siguiente fallo de seguridad y tendremos que hacer clic en o puede añadir una excepción Figura 36. Fallo de seguridad al acceder a la IP del ESXi 4 50

51 2. Ahora hacemos clic en el botón Añadir excepción Figura 37. Añadimos una excepción de seguridad 3. Por último, hacemos clic sobre el botón Obtener certificado y, a continuación, sobre Confirmar excepción de seguridad. Figura 38. Obtenemos el certificado y confirmamos la excepción 51

52 4. Así llegamos a la página de bienvenida del servidor VMware ESXi. Desde esta página vamos a obtener el programa que nos va a permitir la administración completa del servidor de forma remota. Hacemos clic en Download vsphere Client. Figura 39. Página de bienvenida del ESXi 4 5. El siguiente paso consiste en guardar el archivo. Figura 40. Guardamos el archivo Y lo ejecutamos una vez descargado. 52

53 6. Para instalar VMware vsphere Client sólo tenemos que seleccionar el idioma. Como no está disponible el español, he elegido inglés. Figura 41. Elegimos el idioma de la instalación Después bastará con ir haciendo clic sobre Next. 7. Una vez instalado ejecutamos VMware vsphere Client y nos aparece la ventana para establecer la conexión y en la que deberemos introducir la IP del servidor ESXi, el nombre de usuario y la contraseña. En principio, sólo existe el usuario root con la contraseña que establecimos anteriormente. Figura 42. Introducimos los datos de conexión en el vsphere Client 53

54 8. Al intentar conectar nos aparece un aviso de seguridad por culpa, otra vez, del certificado SSL. Para salir del paso hacemos clic sobre el botón Ignore. Si queremos solucionar el problema, deberemos hacer clic en View Certificate e instalar el certificado. Figura 43. Ignoramos la advertencia de seguridad 9. Lo primero que veremos al entrar al vsphere Client será un mensaje recordándonos el número de días del periodo de prueba que nos quedan. Sí, VMware ESXi 4 es gratis pero necesita de un número de licencia. Figura 44. Número de días de prueba que nos quedan 54

55 10. Por fin, ya nos encontramos con el VMware vsphere Client que nos va a permitir administrar nuestro servidor de forma muy sencilla. A continuación vamos a introducir el código de licencia y así nos despreocupamos el período de prueba. Con este fin en mente hacemos clic sobre Inventory. Figura 45. Hacemos clic en Inventory 11. En el panel de la izquierda de Inventory veremos la IP de nuestro servidor y a la derecha un conjunto bastante amplio de pestañas. Hacemos clic sobre la pestaña Configuration. Figura 46. Hacemos clic sobre la pestaña Configuration 55

56 12. Después hacemos clic sobre Licensed Features en la sección de Software y, a continuación, hacemos clic en el Edit (arriba a la derecha) que está a la altura de License Source. Figura 47. Hacemos clic en Licensed Features 13. Nos aparecerá la siguiente ventana en la que seleccionamos Assign a new license key to this host y hacemos clic sobre Enter Key Figura 48. Hacemos clic sobre Enter Key 56

57 14. Escribimos el código de licencia que nos ha proporcionado VMware y hacemos clic en OK. sobre OK. Figura 49. Escribimos el código de licencia 15. Vemos características de la licencia introducida y hacemos clic Figura 50. Vemos las características de la licencia 57

58 licencia. 16. Y podemos ver en la imagen como se ha añadido correctamente la Figura 51. Comprobamos que hemos introducido la licencia correctamente Si has seguido estos pasos, ya puedes empezar a crear máquinas virtuales a través del VMware vsphere Client o importar máquinas que ya tuvieses creadas o virtualizar máquinas físicas con el VMware vcenter Converter Standalone 4.0. Finalmente se procedió a la virtualización de los sistemas de los servidores. Para ello se usó la herramienta Converter. proceso de instalación mvware converter En este documento se muestra cómo habilitar el plugin de VMware Converter Enterprise. Esta extensión que se instala en el cliente de VMware Infrastructure nos permitirá virtualizar equipos físicos de la red mediante un sencillo asistente. Ideal para entornos con servidores ESX y estamos migrando nuestra empresa de entorno físico a virtual. 58

59 Figura 52. Visualización del cluster de virtualización Para acceder a este componente, abrimos el VMware Infrastructure Client y vamos a la pestaña Plugins > Manage Plugins Figura 53. Pantalla para agregar el plugin 59

60 Vemos que tenemos disponibilidad de bajar e instalar el componente VMware Converter Enterprise Client, pulsando Download and install, Figura 54. Instalación del plugin esperamos mientras se descarga y se instala 60

61 Figura 55. Inicio del asistente de instalación del plugin Salta el asistente de instalación del VMwareConverter Enterprise Client, pulsamos en Next para instalarlo, Figura 56. Pantalla de instalación 61

62 Pulsamos en Install para que comience la instalación, Figura 57. Carga del plugin esperamos unos segundos mientras nos instala Figura 58. Finalización de la instalación del plugin 62

63 Pulsamos Finish para finalizar el asistente de instalación, Figura 59. Confirmación del status del plugin Ahora vemos que ya está instalado, pero lo tenemos que habilitar, para ello pulsamos en la pestaña Installed, 63

64 Figura 60. Habilitamos el nuevo plugin Y lo marcamos como habilitado pulsando en Enabled & OK, Figura 61. Menú contextual para ejecutar el converter 64

65 Y deberemos ver en la consola ya nuevas opciones del plugin, si no las vemos cerrar y volver abrir la consola del cliente. Desde aquí ya podremos virtualizar equipos físicos. Para ello, sobre un host ESX con botón derecho > Import Machine seguiremos un asistente para importar máquinas físicas en nuestro entorno virtual. Figura 62. Pantalla (wizard) Converter Este sería el asistente a completar, nos pedirá una máquina física remota para virtualizar, completamos los pasos y proceso finalizado. 65

66 Configuración Esta fase se presenta como la más crítica de la implantación final, tanto por las configuraciones sobre los sistemas existentes ya en producción, como por las modificaciones en la infraestructura de la UCO realizadas. En el caso de los servidores Operativo y Académico que son los que contienen servicios esenciales como: al Active Directory, servidor DHCP y DNS, respectivamente; al crear la máquina virtual correspondiente, se colocaron como servidor principal, dejando de respaldo el servidor físico y replicando entre ellos, hasta asegurar que ambos realizan las mismas tareas y poseen la misma información. Al cabo de dos días se apagaron los servidores físicos, para ver el funcionamiento de los servidores virtuales obteniendo resultados positivos, al lograr que los usuarios pudieran logearse en sus equipos y tener acceso a los servicios y recursos de la red (dirección ip, internet, impresoras, etc.), sin problemas y con mejores tiempos de respuesta en comparación con el modo anterior. Así se puede lograr la estandarización y la optimización de recursos necesarios, según las aplicaciones y las demandas de cada servidor. Posteriormente se colocó el respaldo de cada servidor en una partición dentro de la SAN, para emular el funcionamiento del sistema anterior, pero brindando ahora mayor seguridad e integridad de la información, debido al manejo y configuración de la red interna (cluster). 66

67 X. Resultados Obtenidos Dado que el funcionamiento de los equipos virtualizados genera un óptimo desempeño de los recursos y servicios empleados dentro de la Universidad Contemporánea. Logrando así los cometidos principales ya mencionados; a continuación se muestra una referencia del antes y el ahora: - Modernizar al 100% el SITE: Se reemplazaron los equipos (20 servidores) activos, por un cluster de virtualización, que alojará los servidores ya existentes y permitirá el crecimiento de nuevos sistemas y servicios. - Consolidar 100% los servidores Con la virtualización de todos los servidores (sistemas y servicios), se logró centralizar la administración de éstos recursos mediante una consola dedicada a la gestión, unificando el flujo de información hacia el site de TI. - Alta disponibilidad 98% Como ventaja del servicio de virtualización, se logró mejorar la disponibilidad de los servicios y sistemas, asegurando un servicio 24/7 los 365 días de año; incluso en tiempo de mantenimiento, se podrá mantener en funcionamiento los servicios, sin restringir a los usuarios. 67

68 Adicionalmente por cada falla en los servidores, o por las actualizaciones de los servidores, se podrá hacer recuperaciones en cuestión de minutos, haciendo casi imperceptible al usuario el reinicio de una máquina virtual o el reacomodo dentro del cluster, para asegurar un funcionamiento optimo de cada recurso. - Ahorrar hasta 40% de Energía en el SITE Con la virtualización de los servidores (20), se desconectó el hardware que alojaba los diversos servidores y servicios, logrando así el ahorro dentro del site de energía eléctrica en un comparativo de ¾ del equipo existente. (De los 20 equipos existentes, se eliminaron 15, los otros fueron sustituidos por el cluster de virtualización). - Asegurar el 99% de Calidad de la Información Dado el alto rendimiento y ágil procesamiento de información, se puede asegurar que el rendimiento del cluster, será completamente óptimo para atender las solicitudes de los sistemas y servicios que requieren los usuarios, de modo que se elevará el uso del hardware como se muestra en las siguientes imágenes: 68

69 Figura 63. Vista de las máquinas virtuales monatadas en el host 1 Figura 64. Grafica de uso de cpu en host 1 Uso total de cpu de un servidor del cluster (con 3 máquinas virtaules) Figura 65. Uso de cpu en VM1 del Host 1 Figura 66. Uso de cpu en VM2 del host 1 Uso de CPU asignado a cada máquina virtual 69

70 XI. Análisis De Riesgos riesgos: A continuación se muestra la imagen que describe el análisis potencial de Figura 67. Análisis de riesgos del proyecto XII. Conclusiones Durante el desarrollo del proyecto, se logró mejorar los servicios y estabilizar el funcionamiento general del departamento de TI, está herramienta además proporciona la facilidad de gestión centralizada, lo que reduce tiempo en la interconexión o desplazamiento para administrar el cluster o los recursos virtualizados, pudiendo acceder a todo desde una sola consola. 70

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