Laboratorio de Cloud Computing con AWS

Laboratorio de Cloud Computing con AWS Objetivo General Conocer de manera práctica algunos de los servicios ofrecidos por un proveedor Cloud Computing de Infraestructura como Servicio (IaaS) a través de una caso de uso basado en el despliegue de una aplicación Web escalable bajo demanda sobre la infraestructura de Amazon Web Services (AWS). Pasos del laboratorio 1. Configuración de la cuenta en AWS a. Ingrese a aws.amazon.com b. Vaya a Inicio de sesión en Amazon Web Services (AWS), siguientes los siguientes pasos, ingresando el correo y contraseña de la cuenta creada de AWS creada previamente. En caso que no la haya creado, la puede crear seleccionando I am a new User. c. Observe el listado de servicios disponibles en AWS. En la página principal de la consola de administración se observa el listado de los servicios ofrecidos por AWS. Cabe decir que AWS aumenta el número de servicios ofrecidos y las consolas de administración de cada servicio. Identifique algunos servicios: EC2, Cloudwatch, SQS y servicios nuevos como: Lambda, Kinesis. 2. Despliegue de un servidor virtual (Instancia) en la solución de AWS a. En el listado general de servicios se debe seleccionar el servicio de servidores virtuales Amazon Elastic Cloud (EC2). b. Navegue por la página, observe que en el menú de la izquierda se presentan las opciones de EC2: El listado de Instancias, AMIs (Amazon Machine Images), las opciones de almacenamiento (EBS). En la parte central de la consola se encuentra el detalle de cada opción dentro de EC2. c. Seleccione la opción Instances en el menú localizado en la parte izquierda. d. Seleccione la opción Launch Instance para iniciar el proceso de ejecutar un nuevo servidor. e. Por defecto se encuentra en la opción: Quick Start. Puede navegar por la página y ver las diferentes AMIs que las empresas y la comunidad disponen para los usuarios de AWS. Con esta información, se pueden resolver las siguientes preguntas: i. Qué tipos de AMIs existen en Quick Start? ii. Puedo escoger una AMI que tenga instalado una aplicación como OPENERP? iii. Si existe, Cuál es el costo por hora de dicha AMI? f. Seleccione el tipo de AMI que se desea desplegar. En este caso, que corresponda a cualquier AMI que se encuentre basada en RedHat de 64 bits. Tener en cuenta que dependiendo de la AMI y del tipo de virtualización, se pueden escoger los tipos de Instancias. AMIs con características HVM solo se pueden desplegar en instancias de la nueva generación. 1 1 http://docs.aws.amazon.com/awsec2/latest/userguide/virtualization_types.html

g. Seleccione el tipo de servidor o instancia de AWS. En este caso solo se requiere un servidor, puede ser de tipo Micro y en cualquier zona de disponibilidad 2, para escoger una zona de disponibilidad se debe cambiar en la parte superior derecha. i. Cúantos tipos de instancias existen? ii. Investiga cuáles son las instancias de propósito general y las orientadas a Almacenamiento. iii. Cuántas generaciones de instancias en AWS existen? iv. Cúal es la diferencia entre una t2.micro y una t1.micro? h. Configuración avanzada de la instancia. Se configura el número de instancias. Se dejan por defecto los valores de Network, Subnet y Rol. El concepto de Rol ayuda a los desarrolladores de aplicaciones a configurar las credenciales sin necesidad de configurarlas directamente en la aplicación. En este momento no configuramos ningún Rol pero es un concepto útil a la hora del desarrollo de aplicaciones. Podemos habilitar el monitoreo detallado de CloudWatch, sin embargo esta es una opción que genera un costo extra, pero permite observar mayor número de métricas. Si decidimos que la instancia se despliegue en hardware no compartido, podemos cambiar la opción de Tenancy. i. Qué es una instancia SPOT? ii. Para que puede ser usado la opción User Data. Dentro de las opciones avanzadas. iii. Qué es una VPC? iv. Cuáles son las ventajas y desventajas se tiene el uso de una VPC? Además existe el campo User Data, el cual es útil a la hora poder pasar parámentros de configuración a las instancias. i. Configure el almacenamiento persistente (se deben dejar los valores por defecto). Las instancias gratuitas no permiten encriptar el almacenamiento, sin embargo es una opción que permite mejorar la seguridad en las instancias. i. Cuál es la diferencia entre usar un Volumen de tipo de propósito general (SSD) o uno de IOPS provisionado? ii. En la opción Add New Volume, si da click observe que se crea un EBS (Elastic Block Storage), este sirve para almacenar información persistente, de lo contrario si se elimina la máquina el volumen Root se elimina con esta (almacenamiento efímero). j. Ingrese los valores que faciliten futuras búsquedas. En este caso añadimos la clave name al valor: Taller AWS. Seleccionar Next: Configure Security Group. k. Creación del Grupo de Seguridad (Se puede hacer antes de lanzar una instancia). Se debe permitir el acceso a los protocolos HTTP, HTTPS, ICMP, SSH, como se muestra en la figura. i. Para el puerto de la aplicación SSH, configure que se pueda acceder únicamente desde la IP actual. ii. Para el puerto de la aplicación http y https configure que se pueda accedesr desde cualquier parte. 2 http://docs.aws.amazon.com/awsec2/latest/userguide/using regions availability zones.html

iii. Para los puertos de ICMP, configurar que se pueda acceder desde una dirección específica de una máquina o una red. iv. Luego que la instancia haya sido configurada y lanzada, puede cambiar estos valores. Intente modificando las direcciones fuentes para el puerto de SSH por una dirección específica diferente a la suya o de su red e intente conectarse. l. AWS le ofrece la posibilidad de utilizar Discos de Estado Sólido (SSD) y mejorar el rendimiento de la instancia. Hasta el Agosto del 2014. La capa gratuita permite hasta 30GB de almacenamiento en SSD en total, incluyendo todas las instancias. m. Después de continuar con la página de Review y Launch. Se verifican los datos y demás configuraciones realizadas, de esta manera se puede validar que la AMI creada cumpla con las características deseadas. Se pueden realizar las respectivas modificaciones en cada una de las configuraciones. Al oprimir Launch aparecerá la sección de configuración de las credenciales que serán utilizadas para acceder al servidor. n. Seleccione la opción Create a new key pair, y crear una nueva key pair Esta llave se debe guardar, ya que va a ser utilizada para acceder a través de SSH. Ahora seleccione la opción Download Key Pair. Descargue el par de llaves en el equipo, más adelante deberán ser usadas al momento de acceder al servidor. Seleccione una carpeta en su equipo donde serán descargadas las llaves o en la carpeta en la que se guardan los archivos descargados. o. Verificación y ejecución del despliegue de la máquina virtual p. Listo, ahora a esperar a que el servidor se despliegue. En la parte inferior derecha se encuentra la opción View Instances q. Para ver el estado de la máquina virtual de clic en la opción Services > Instances del dashboard. r. Esperar hasta que la máquina virtual ya se esté ejecutando (state running y status checks 2/2 checks passed). A continuación se va a realizar la conexión a la instancia. Se puede usar la solución propuesta por AWS, como también usando herramientas para conectarse a través de SSH como Xshell o la Terminal de Linux/Mac OS. En el caso de usar el terminal se debe ejecutar usando el comando: ssh i <keypairname>.pem ec2 user@<ip pública>. La llave con extensión pem, debe tener unos permisos específicos, por lo tanto se puede correr el comando chmod 400 <keypairname>.pem En el otro caso los pasos son los siguientes: 3. Acceso a un servidor virtual (Instancia) en la solución de AWS

a. Ubicación del par de llaves de acceso Utilice el par de llaves que generó anteriormente para conectarse a la máquina virtual que acaba de crear. Siga los siguientes pasos para conectarse a la máquina virtual sin necesidad de instalar software adicional. En la parte superior se encuentra la opción Connect. En caso de que Java no esté instalado, en Chrome se debe acceder a http://www.java.com/en/download/chrome.jsp?locale=en. b. Acceso por SSH a la máquina virtual. Normalmente el usuario es ec2 user, root, si es una AMI ubuntu, el usuario tiene el mismo nombre (ubuntu). Si tiene problemas con Java, escoja la opción, ejecutar esta vez en google chrome, o su equivalente en Firefox. c. Cliente SSH Se abrirá una nueva ventana de un programa que le permitirá conectarse a su máquina virtual. Acepte y de click en Sí en todas las opciones que le aparecen.

d. Listo. Un servidor virtual ya ha sido desplegado bajo demanda en AWS.

4. Despliegue de una aplicación Web en un servidor virtual a. Instalación de Apache y PHP sudo yum install httpd php php mysql php gd php imap php ldap php odbc php pear php xml php xmlrpc b. Reinicio del servidor Web sudo /etc/init.d/httpd restart c. Configuración del sistema operativo para que inicie el servidor Web cuando el sistema operativo se inicia. sudo chkconfig levels 235 httpd on Este último comando no debería generar ninguna salida. d. Copiar la aplicación al servidor virtual e. Verifique que el directorio se creó adecuadamente y a continuación descomprima el archivo. f. Copie el contenido de Pagina al directorio /var/www/html y verifique que haya copiado efectivamente. 5. Para probar que la aplicación fue instalada correctamente siga los siguientes pasos: a. Identifique el nombre de DNS asignado a la máquina virtual o la IP pública, para esto selecciona la instancia creada y copie el el nombre de DNS o la dirección IP asignada. b. Abra una nueva pestaña en su browser y acceda al servidor usando la dirección asignada.

c. Para probar la aplicación debe cifrar un texto mediante el algoritmo RC4 es necesario que vaya a la página http://www.fyneworks.com/encryption/rc4 encryption/ d. Cifre un texto cualquiera usando una clave de tres caracteres:

Ejemplos: e. Copie el texto cifrado y péguelo en la aplicación web que acaba de instalar: Utilizando la llave 123 Texto Ejemplo 1 Cloud computing Tiempo de ejecución: 20 segundo aprox. Texto Ejemplo 2 Cloud computing es un nuevo modelo Tiempo de ejecución: 50 segundos aprox. Texto Ejemplo 3 Cloud computing es un nuevo modelo de entrega de servicios computacionales que pueden ser accedidos bajo demanda Tiempo de ejecución: 90 segundos aprox. Texto Ejemplo 4 Cloud computing es un nuevo modelo de entrega de servicios computacionales que pueden ser accedidos bajo demanda y donde los usuarios deben pagar solamente por los recursos consumidos. Tiempo de ejecución: 2 minutos aprox. Texto Ejemplo 5 Cloud computing es un nuevo modelo de entrega de servicios computacionales que pueden ser accedidos bajo demanda y donde los usuarios deben pagar solamente por los recursos consumidos. Principalmente hay tres modelos de entrega de servicios: Infraestructura como Servicio (IaaS), Plataforma como Servicio (PaaS) y Software como Servicios (SaaS) Tiempo de ejecución: 4 minutos aprox.

f. Pruebe la aplicación unas 5 veces y a continuación diríjase a la pestaña Monitoring de la consola de administración de AWS. Revise la información ofrecida en las demás pestañas. Seleccione la métrica CPU Utilization. En la parte inferior de la pantalla podrá ver el uso del CPU de su instancia, puede seleccionar el rango de visualización (Zoom), el periodo con el que se muestrea la información (Period) y la estadística que se visualiza (Statistic).

g. Identifique los picos generados al descifrar sus ciphers. 6. Escalando la aplicación Web a. Creación de una Imagen del Servidor Web Puede crear una Imagen (Snapshot) de su máquina virtual, esta imagen será usada cada vez que se requiera una nueva instancia. Esto se utilizará para que su aplicación escale automáticamente. Para crear la imagen siga los siguientes pasos: Haga clic derecho en su instancia, y luego en Create Image. Al Image Name le puede colocar cualquier nombre y descripción por ejemplo RC4 Decipher y Web Servers AMI, RC4 decipher. Esto sirve para crear un template que será utilizado al momento de escalar la aplicación Web b. Verificar que el template ha sido creado exitosamente, en el menú izquierdo revisar en las AMIs. Se pueden ver el listado de las AMIs creadas por usted o las compartidas a otros usuarios. c. Configuración del balanceador de carga para la aplicación Web. Elastic Load Balancer (ELB) es un servicio web que incrementa la disponibilidad de las aplicaciones por medio de la distribución del tráfico entre varias instancias EC2. A continuación, se muestran los pasos a seguir para crear un Load Balancer. Ahora es necesario crear un nuevo balanceador de carga: Especifique un nombre para el balanceador de carga, y crear LB inside EC2 Classic. Ahora AWS permite crear el balanceador en la VPC (Virtual Private Cloud) que agregan otras funcionalidades 3, dado que la instancia escogida es una T2.MICRO se debe crear un ELB en una VPC. Como vamos a balancear un servidor web que usa el puerto por defecto de http, se debe especificar el puerto al cual se va a dirigir el tráfico. Seleccione HTTP como el protocolo de ping al puerto de http (80) y en el campo de Ping Path introduzca: /index.php. El resto dejarlo por defecto. Ahora debe añadir las subredes a balancear al balanceador de carga. Se debe agregarlas; Para ello, seleccione todas las subredes y oprima Continue. 3 http://aws.amazon.com/es/blogs/aws/new aws elastic load balancing inside of a virtual private cloud/

Luego se debe agregar el Security Group que se había creado previamente. Se agrega las instancias que en este momento están corriendo nuestra aplicación.

Se agregan los tags, se revisa la información y por último se crea el ELB. Listo ya se ha creado un nuevo balanceador de carga que será utilizado para balancear la carga de los usuarios a través del uso de varios servidores Web.

d. Instalación de las herramientas requeridas para realizar la configuración del escalamiento Automático Desde principios del 2014, AWS ofrece, en su consola de administración, la posibilidad de configurar todo lo relacionado con AUTOSCALING. Anteriormente, se debía configurar usando líneas de comando los grupos de autoescalado y las configuraciones de lanzamiento. e. Creación de un grupo de Auto Escalado Primero vamos a crear un Grupo de Auto Escalado, estos necesitan tener asociado una configuración de lanzamiento la cuál podemos crear como se muestran en los siguientes pasos. Se escoge la AMI la cuál va a ser usada por la configuración de lanzamiento, puede ser una AMI que creamos o una AMI del marketplace o proporcionadas por la comunidad, en este caso la que configuramos hace pocos minutos. Se asigna un nombre a la configuración de lanzamiento. El resto de entradas la dejamos por defecto. Se selecciona el Security Group Se revisa la información suministrada y por último se debe escoger el Key Pair que hemos creado: TallerAWS. A continuación continuaremos con la creación de Grupos de Auto Escalado. Dado que ya tenemos una configuración de lanzamiento, seleccionamos la configuración que acabamos de crea y seleccionamos Next Step. Dado que la instancia T2.MICRO (Nuevas generaciones de instancias en AWS 4 ) solo se puede ejecutar sobre una VPC, debemos configurar la red y Subnet a la cuál queremos que se vayan añadiendo nuestras nuevas instancias. Se debe configurar ELB (Elastic Load Balancer), para que las nuevas instancias puedan recibir tráfico desde el ELB. 4 http://aws.amazon.com/es/ec2/instance types/

Luego, vamos a configurar las políticas para escalar las instancias. Seleccionamos el número mínimo y máximo de Instancias que se pueden crear. Esto para limitar el grupo de Auto Escalado. Debemos agregar una Alarma para aumentar el número de instancias. Se debe pensar cuales son las métricas más efectivas para incrementar el número de instancias. En nuestro caso podemos decidir que si existe una utilización promedio de CPU en un 80% por más de un minuto se debe incrementar. Así como también se debe crear una alarma y una política para decrecer el número de instancias en EC2. En este caso si el promedio de utilización de CPU se encuentra en un 20% por más de un minuto. Como administradores nos gustaría recibir notificaciones de inconvenientes que suceden en nuestro grupo de Auto Escalado, por lo tanto podríamos establecer que notificaciones nos gustaría recibir. 1. Intente crear una alarma. Pero no cambie la alarma para la política de auto escalado. a. Una alarma que se ejecute al sobrepasar el limite de 1.000 Bytes durante dos periodo consecutivos de 1 minuto. 2. Las alarmas se pueden administrar a través del servicio de CloudWatch. Revise, que el estado de las alarmas en CloudWatch. a. En cuántos estados se pueden encontrar las alarmas? b. Revise el servicio de notificaciones una vez se ejecuten las alarmas.

Por último revisamos y creamos nuestro grupo de AutoEscalado. Taller Cloud Computing Amazon Web Services (AWS)

7. Probar la escalabilidad Automática Ahora tenemos un ELB, encargado de distribuir las peticiones a través del cluster de servidores WEB, por lo que accedemos usando la dirección del ELB y así probar un sistema escalable de cifrado. Cifre un texto con una contraseña de tres caracteres, preferiblemente el texto: Cloud computing es un nuevo modelo de entrega de servicios computacionales que pueden ser accedidos bajo demanda y donde los usuarios deben pagar solamente por los recursos consumidos. Principalmente hay tres modelos de entrega de servicios: Infraestructura como Servicio (IaaS), Plataforma como Servicio (PaaS) y Software como Servicios (SaaS) Abra cinco pestañas de la aplicación web y envíe a descifrar el texto cifrado al mismo tiempo: Ejecute el comando top en su máquina virtual top Debería tener ver algo similar a lo siguiente:

Cuando las alarmas sobre las configuraciones de lanzamiento se cumplan, el grupo de Auto Escalado se realiza ejecuta la política como se muestra acontinuación. Cuando se cumpla la alarma, se encenderá una nueva instancia El balanceador de carga reconocerá automáticamente las nuevas instancias. Revise las instancias reconocidas por el balanceador de carga. Para esto, vaya a Load Balancers elija el balanceador creado y revise en las pestañas de las instancias. Si aparece Out of Service puede ser que la instancia aún se está registrando o que debe seleccionar más zonas de disponibilidad para el balanceador:

8. Limpiando el ambiente en AWS Ahora se deben ejecutar los siguientes comandos: Se deben eliminar el grupo de Auto Escalado, de lo contrario va a hacer cumplir con las políticas de auto escalado, y mantener al menos una instancia encendida. Se debe eliminar el ELB, ya que este genera tiempo de procesamiento en EC2 y tráfico de red, al hacer ping a las demás instancias. Este ha sido un ejemplo básico de como se puede crear una aplicación Web escalable sobre un proveedor de Infraestructura como Servicio (IaaS) como es el caso de Amazon Web Services (AWS).