UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA COORDINACIÓN DE POST-GRADO MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN

Transcripción

1 UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA COORDINACIÓN DE POST-GRADO MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN PROPUESTA DE ALTA DISPONIBILIDAD PARA EL SISTEMA DE TELEFONÍA IP DEL INSTITUTO DE PREVISIÓN Y ASISTENCIA SOCIAL PARA LOS TRABAJADORES DEL MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN (IPASME). CASO: SEDE ADMINISTRATIVA PRINCIPAL Autora: ING. AIMARÁ VARGAS Tutora: ING. EUVIS PIÑA Barquisimeto, Diciembre de 2011

2 Introducción Capítulo I, El problema Capítulo II, Marco Teórico Capítulo III, Marco Metodológico Capítulo IV, Propuesta del Estudio Capítulo V, Conclusiones y Recomendaciones

3 El Problema Evolución de los Sistemas de Telefonía Búsqueda y prueba de nuevas tecnologías Orientación a bajos costos, alta prestaciones y extensas funciones TELEFONÍA IP SISTEMA DE TELEFONÍA IP DE LA SEDE ADMINISTRATIVA PRINCIPAL DEL IPASME Alternativa para usuarios y empresas a todos los niveles y a gran escala

4 El Problema SISTEMA DE TELEFONÍA IP DE LA SEDE ADMINISTRATIVA PRINCIPAL DEL IPASME CENTRAL IP PROPIETARIA HIPATH EXTENSIONES CENTRAL IP BASADA EN SOFTWARE LIBRE PROPUESTA POR GARGÍA, K. (2009) 200 EXTENSIONES O MÁS NO ALTA DISPONIBILIDAD + TELEFONÍA IP?

5 Interrogantes Hasta que punto las soluciones de Telefonía IP planteadas actualmente en la sede administrativa principal del IPASME garantizan una alta disponibilidad del servicio? Cual es la factibilidad técnica, operativa, económica e institucional de plantear el diseño de un Sistema de Telefonía IP de Alta Disponibilidad para la sede administrativa principal del IPASME? Cuáles serían los posibles escenarios de Alta Disponibilidad aplicables al actual Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME? Como se puede diseñar un Sistema de Telefonía IP de Alta disponibilidad que cubra los requerimientos de la sede administrativa principal del IPASME en cuanto al tiempo efectivo del servicio?

6 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN General Plantear una propuesta de alta disponibilidad para el Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del Instituto de Previsión y Asistencia Social para los trabajadores del Ministerio del poder popular para la Educación (IPASME).

7 Objetivos Específicos 1. Diagnosticar la necesidad de la incorporación de alta disponibilidad al Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME. 2. Determinar la factibilidad técnica, operativa, económica e institucional de incorporar alta disponibilidad al Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME. 3. Estudiar los escenarios de Alta Disponibilidad aplicables al actual Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME. 4. Diseñar una propuesta de Alta disponibilidad para el Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME. 5. Mostrar mediante un escenario de pruebas la Alta Disponibilidad del servicio de Telefonía IP presentado en el diseño propuesto.

8 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA 64 UNIDADES A NIVEL NACIONAL PERSONAS ATENDIDAS ANUALMENTE PROCESOS ADMINISTRATIVOS CENTRALIZADOS Barquisimeto Maracaibo Sede Administrativa Barcelona Barinas Amazonas

9 ALCANCES Y LIMITACIONES Plantear el diseño detallado de una propuesta de Alta Disponibilidad para la central IP basada en software libre del Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME Construcción de un escenario de pruebas basado en máquinas virtuales, donde se muestre el funcionamiento a nivel de software de la propuesta diseñada

10 MARCO TEÓRICO Antecedentes Internacionales Almería, España. Méndez, F. (2009) Diseño e Implementación de un Sistema VoIP de Alta Disponibilidad y Alto Rendimiento

11 MARCO TEÓRICO Antecedentes Nacionales García, K. (2009) Diseño e Implantación de una Solución de Voz sobre IP Basado en Software Libre para las Unidades del IPASME Figueroa, W. (2008) Implementación de una Central Telefónica Privada de VoIP bajo Trixbox 2.2 de Alta Disponibilidad para la Gerencia de Direccionamiento Tecnológico de CANTV

12 MARCO TEÓRICO Bases Teóricas TELEFONÍA IP Definición Ramírez, T. y Díaz, J. (2007) SISTEMA AVAZADO DE COMUNICACIONES QUE UTILIZA EL PROTOCOLO DE INTERNET COMO MEDIO DE TRANSPORTE PARA CREAR UN SISTEMA TELEFÓNICO CON TODAS LAS FUNCIONES DE LA TELEFONÍA TRADICIONAL, PERO QUE ADEMÁS AGREGA NUEVAS FUNCIONALIDADES

13 MARCO TEÓRICO Bases Teóricas Arquitectura de un Sistema de Telefonía IP Red IP Terminales ó clientes Pasarelas ó gateways Méndez, Componentes F. (2009) Hardware PBX IP Servidores Centralita IP Software Propietarios Gratuitos (Asterisk)

14 MARCO TEÓRICO Bases Teóricas SISTEMAS DE ALTA DISPONIBILIDAD Definición Martínez, V. y Fuentes, A. (2008) Métodos para garantizar la Alta Disponibilidad Viera, E. (2008) Un Sistema de Alta Disponibilidad consiste en que el servicio que se está dando, está lo suficientemente redundado como para que nunca pueda verse interrumpido, ni siquiera, en caso de incidencia Acuerdo de Nivel de Servicio Administración de los sistemas Redundancia (Configuración de Clúster, Virtualización). Respaldo de Recursos críticos (componentes de Hardware, Software, Personal operativo) Balanceo de tráfico Estandarización

15 MARCO TEÓRICO Bases Teóricas Software de Alta Disponibilidad Méndez, F. (2009) Alta Disponibilidad en Servicios Alta Disponibilidad en Datos Replicación de Bloque de Datos Replicación de Bases de Datos

16 MARCO TEÓRICO Identificación de la Institución INSTITUTO DE PREVISIÓN Y ASISTENCIA SOCIAL PARA LOS EMPLEADOS DEL MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN (IPASME) 61 unidades médico asistenciales 64 Sedes a nivel nacional 02 destinos turísticos 3 sedes administrativas Sede Administrativa Principal

17 MARCO TEÓRICO Identificación de la Institución Responsable del Sistema de Telefonía IP

18 MARCO TEÓRICO Bases Legales Constitución de la República Bolivariana de Venezuela Artículo El Estado reconocerá el interés público de la ciencia, tecnología, el conocimiento, la innovación y sus aplicaciones y los servicios de información necesarios por ser instrumentos fundamentales para el desarrollo económico, social y político del país Ley Orgánica de Telecomunicacione s Artículo 12 De los derechos de los usuarios de los servicios de Telecomunicaciones: Acceder en condiciones de igualdad a todos los servicios de Telecomunicaciones y a recibir un servicio eficiente, de calidad e ininterrumpido

19 MARCO TEÓRICO Bases Legales Decreto Presidencial Política Institucional del IPASME Artículo 1. La Administración Pública Nacional empleará prioritariamente software libre desarrollado con estándares abiertos A tales fines, todos los órganos y entes da la Administración Pública Nacional iniciarán los procesos de migración gradual y progresiva hacia software libre Modernizar permanentemente los sistemas operativos y administrativos del IPASME mediante una estructura flexible y adecuada a las exigencias cambiantes del medio social, económico y político

20 OPERACIONALIZACIÓN DE LA VARIABLE VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES Alta Disponibilidad para el Sistema de Telefonía IP Análisis de los requerimientos en Alta Disponibilidad Métodos para Garantizar la Alta Disponibilidad Fiabilidad Recuperación Detección de errores Análisis de impacto de negocios Acuerdos de Nivel de Servicio Administración de Sistemas Redundancia Respaldo de recursos críticos Estandarización Esquemas de Alta Disponibilidad Características a nivel de Hardware Características a nivel de Software

21 MARCO METODOLÓGICO ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN Enfoque cuantitativo Usa la recolección de datos para probar hipótesis, con base en la medición numérica y el análisis estadístico. (Hernández, R. y Otros (2007)). NATURALEZA DE LA INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN DE CAMPO PROYECTO FACTIBLE MONOGRÁFICA DOCUMENTAL Manual para la Elaboración de Trabajo Conducentes a Grado Académico de Especialización, Maestría y Doctorado. UCLA (2002)

22 MARCO METODOLÓGICO DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN Estudio Diagnóstico: Determinación de la situación actual del Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME Estudio de Factibilidad: Determinación de la factibilidad técnica, operativa, institucional y económica Propuesta del estudio: - Estudio de esquemas de Alta Disponibilidad para el Sistema de Telefonía IP de la sede Administrativa principal del IPASME. - Descripción del diseño propuesto según el esquema seleccionado. - Evaluación del Diseño Propuesto

23 MARCO METODOLÓGICO Estudio Diagnóstic0 VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES ITEMS C1 C2 T Alta Disponibilidad para el Sistema de Telefonía IP Análisis de los requerimientos en Alta Disponibilidad Métodos para Garantizar la Alta Disponibilidad Fiabilidad Recuperación Detección de errores Análisis de impacto de negocios Acuerdos de Nivel de Servicio Administración de Sistemas Redundancia Respaldo de recursos críticos Estandarización 1,2 3,4, , 9, 10 1,2 3,4 5,6 7,8, 9, 10 Esquemas de Alta Disponibilidad Características a nivel de Hardware Características a nivel de Software 11, , , 22, 23

24 MARCO METODOLÓGICO Estudio Diagnótic0 Segmentos Usuarios Expertos Usuarios Administrativos Técnicas e Instrumentos de recolección de Datos Balestrini, M. (2002) N= Población total Población n= Muestra Técnicas de análisis documental Observación documental y resumen analítico. Técnicas vivas: Entrevistas - Instrumento: CUESTIONARIO 01 CERRADO TIPO LIKERT (TDA),(DA),(NEU),(ED),(TED), aplicado a los usuarios expertos. Encuestas - Instrumento: CUESTIONARIO 02 CERRADO TIPO LIKERT (TDA),(DA),(NEU),(ED),(TED), aplicado a usuarios administrativos Observación directa Instrumento: Tabla de recopilación de datos, aplicado por el investigador al escenario de estudio Total

25 MARCO METODOLÓGICO Estudio Diagnótic0 Validación de los Instrumentos Balestrini, M. (2002) JUICIO DE EXPERTOS: -Ing. Msc. Maritza Torres -Ing. Msc. Rafael Valero - Analista de Sistemas Junior Escalona Confiabilidad de los Instrumentos Díaz, H. (2006) Coeficiente Alpha de Cronbach Cuestionario 01: α = 0,8483 Cuestionario 02: α = 0,8605 Confiabilida d fuerte TÉCNICA DE ANÁLISIS DE DATOS Estadística descriptiva Tablas expresadas en distribución de frecuencias y porcentajes

26 MARCO METODOLÓGICO Estudio Diagnótic0 Análisis de Resultados DIMENSIONES INDICADORES Resultados Favorable Desfavorable CONCLUSIONES Análisis de los requerimientos en Alta Disponibilidad Fiabilidad Recuperación Detección de errores Análisis de impacto de negocios 29 % 71 % No se cumplen los requerimientos de Alta Disponibilidad Métodos para Garantizar la Alta Disponibilidad Acuerdos de Nivel de Servicio Administración de Sistemas Redundancia Respaldo de recursos críticos Estandarización 23 % 77 % No se cuenta con métodos para garantizar Alta Disponibilidad

27 MARCO METODOLÓGICO Estudio Diagnótic0 Conclusiones del diagnóstico Recomendaciones del diagnóstico El Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME No incorpora elementos de Alta Disponibilidad que permitan garantizar la continuidad de los servicios prestados por dicho sistema Incorporar un esquema de Alta Disponibilidad al actual sistema de Telefonía IP de la institución, tomando en cuenta que: Debe integrarse con el actual sistema de Telefonía IP Aplicable a la Central asterisk Orientado a Software Emplear prioritariamente software libre Considerar la escalabilidad del sistema actual de Telefonía IP

28 MARCO METODOLÓGICO Estudio de Factibilidad Factibilidad Técnica Hardware Software Experiencia Técnica Factibilidad Operativa Impacto a nivel de usuarios Impacto a nivel de usuarios expertos Factibilidad Institucional Avalado por las políticas institucionales Factibilidad Económica Infraestructura tecnológica (equipos, cableado estructurado) Software Personal especializado

29 PROPUESTA DEL ESTUDIO Esquemas de Alta Disponibilidad Identificación de los principales Puntos de fallo del lado de la PBX Asterisk: 1. El servicio telefónico ofrecido por Asterisk 2. La información de los sistemas de ficheros de Asterisk

30 PROPUESTA DEL ESTUDIO Esquemas de Alta Disponibilidad Se incorpora la redundancia del principal punto de fallo: 1. El servicio telefónico ofrecido por Asterisk

31 PROPUESTA DEL ESTUDIO Esquemas de Alta Disponibilidad Software de Alta Disponibilidad en servicios: Proyecto LINUX HA

32 PROPUESTA DEL ESTUDIO Esquemas de Alta Disponibilidad Se incorpora la redundancia a los dos del principales puntos de fallo: 1. El servicio telefónico ofrecido por Asterisk 2. La información de los sistemas de ficheros de Asterisk

33 PROPUESTA DEL ESTUDIO Esquemas de Alta Disponibilidad Software de Alta Disponibilidad en datos

34 PROPUESTA DEL ESTUDIO Esquemas de Alta Disponibilidad Integración de Alta Disponibilidad en servicios y Alta Disponibilidad en Datos en una misma arquitectura de hardware

35 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Arquitectura del Hardware para cada uno de los nodos del clúster Descripción del producto Especificaciones técnicas mínimas requeridas Número de procesadores 1 Núcleo del procesador Dual Velocidad del procesador 3.2 GHZ Capacidad de memoria RAM instalada 4 GB Tipo de memoria DDR2 Cantidad de discos duros 2 Capacidad por disco 160 GB Velocidad del disco rpm Cantidad de adaptadores de red 2 Tecnología de los adaptadores de red Gigabit Ethernet Tipo de conector de red RJ-45 Cantidad de fuentes de poder 2 Tipos de fuentes de poder Redundantes Potencia de fuentes de poder 800 W Voltaje de fuentes de poder 100 a 240 V a 60 Hz

36 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Arquitectura del Software para cada nodo Central telefónica IP basada en Asterisk implantada en el IPASME Sistema operativo GNU/Linux Distribución Debian Versión 6.0 IMPORTANTE: Particionamiento igual en ambos nodos Separar una partición de tipo ext3 ó ext4

37 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en datos Instalación de drbd 8 y utilidades: Página Oficial Nodo 1 Nodo 2

38 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en datos Configuración en ambos nodos 1.- /etc/drbd.conf resource nombre_recurso { common { protocol C; } on nombre_del_nodo_1 { device /dev/drbd0; disk /dev/sdb1; address direcciónip_nodo_1; } on nombre_del_nodo_2 { device /dev/drbd0disk /dev/sdb1; address direcciónip_nodo_2; puerto_para_replicar; Elementos a configurar: Definición del recurso Protocolo de sincronización Para cada nodo: unidad virtual, partición a replicar, dirección IP y puerto para replicar.

39 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en datos Configuración en ambos nodos 2.- crear el espacio de metadatos y la unidad virtual: #drbdadm create-md nombre_recurso #drbdadm attach nombre_recurso 4.- Conectar el recurso creado #drbdadm connect nombre_recurso 3.- Iniciar el servicio en ambos nodos # /etc/init.d/drbd start

40 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en datos onfiguración en UNO de los nodos 1.- Montar la partición de réplica # mount /media/part_replica 3.- Comienza la sincronización #cat/proc/drbd 2.- Marcar el nodo primario # drbdsetup /dev/drbd0 primary -o

41 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en datos Definición de los datos a replicar 2.- Copiarlos a la partición de réplica 1.- Identificar todos los ficheros de arterisk 3.- Enlazar la ubicación original con la ubicación en la partición de réplica

42 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en servicios Instalación de los componentes de LINUX-HA Nodo 1 LINUX-HA Nodo 2

43 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en servicios Configuración en ambos nodos del clúster 1.- Configuración del fichero /etc/ha.d/authkeys 2.- Configuración del fichero /etc/ha.d/ha.cf

44 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en servicios Configuración en UNO de los nodos del clúster (nodo primario drbd) 1.- Iniciar el servicio Heartbeat en ambos nodos 2.- Configuración del fichero cib.xml por medio de la utilidad CRM(Cluster Resource Manager) de Pacemaker

45 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en servicios Configuración en UNO de los nodos del clúster (nodo primario drbd) Elementos a configurar: - Definición de 02 recursos: - Failver-ip (IP Virtual) - Failover-asterisk - Definición de 01 grupo de recursos: - Asterisk-group

46 PROPUESTA DEL ESTUDIO Descripción de la propuesta Soporte de Alta Disponibilidad en servicios

47 PROPUESTA DEL ESTUDIO Evaluación del diseño propuesto LINUX - HA + DRBD Máquina virtual ast1 Máquina virtual ast2 Equipo anfitrión

48 PROPUESTA DEL ESTUDIO Evaluación del diseño propuesto Apagado del nodo activo

49 PROPUESTA DEL ESTUDIO Evaluación del diseño propuesto Caída del servicio Asterisk en el nodo activo

50 CONCLUSIONES Quedó demostrado que existe la necesidad de incorporar Alta Disponibilidad al actual Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME Incorporar Alta disponibilidad al Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME, es viable en cuanto a la factibilidad técnica, operativa institucional y económica. Es posible plantear diversos esquemas de Alta Disponibilidad que se integren al actual Sistema de Telefonía IP objeto del estudio. Se pudo proponer un diseño de Alta Disponibilidad que se integre al actual Sistema de Telefonía IP del estudio en función de la optimización de hardware y el uso de tecnologías libres. De acuerdo a la evaluación hecha de la propuesta, se pudo comprobar que el diseño propuesto garantiza la disponibilidad del servicio en los casos más comunes de incidencia.

51 RECOMENDACIONES Implantar la propuesta de Alta Disponibilidad diseñada. considerar las múltiples soluciones para la virtualización de servidores, de manera que se puedan aprovechar mejor los recursos de hardware y puedan reducirse los costos de implantación. Estudiar y definir todos aquellos elementos a nivel de hardware que pudieran estar redundados dentro del sistema de Telefonía IP (tolerancia a fallos). Se puede pensar en desarrollar un diseño de Alto Rendimiento que pueda incorporarse al diseño de Alta Disponibilidad propuesto. Considerar la migración del Sistema de Telefonía IP de la sede administrativa principal del IPASME hacia una única plataforma basada en estándares abiertos.

52