PDF de programación - Laboratorios de computación multiplataforma aplicando tecnologías de virtualización

Laboratorios de computación multiplataforma aplicando tecnologías de

virtualización



Área de investigación: Informática



Walter Marcelo Fuertes Díaz
Escuela Politécnica del Ejército
Ecuador
[email protected]

Janny Vilac
Escuela Politécnica del Ejército
Ecuador

David Gallo
Escuela Politécnica del Ejército
Ecuador




Laboratorios de computación multiplataforma aplicando tecnologías de

virtualización



RESUMEN

Uno de los problemas que persisten en los laboratorios de computación de las universidades es la
falta de gestión de tecnología que permita satisfacer la demanda de requerimientos de software al
inicio de cada semestre académico. Esto provoca la sobrecarga de trabajo del personal
informático en esta época y la subutilización de hardware, software y almacenamiento. Frente a
este escenario, la presente investigación propone la aplicación de técnicas de consolidación de
servidores y virtualización de aplicaciones, que permiten disminuir costos de inversión de
hardware, mantenimiento y gestión técnica. Para llevarlo a cabo, se implementó una interfaz
gráfica de usuario vía Web creada para automatizar la gestión de los laboratorios mencionados, lo
que posibilita la instalación de cualquier sistema operativo y la configuración de software
especializado a medida, previamente instalado en imágenes de máquinas virtuales dentro del
servidor de la universidad, cuya particularidad le otorga la distinción de multiplataforma. Para
validar esta solución, se realizaron diversas pruebas en tiempo real, evaluando el rendimiento de
la red, el consumo de CPU y memoria, la disminución de tiempos de respuesta y los tiempos de
conexión. Los resultados muestran un progresivo incremento de la satisfacción de los
administradores de laboratorios de computación, lo que corrobora la funcionalidad de esta
investigación.

Palabras clave: Consolidación de servidores, gestión de
multiplataforma, rendimiento computacional, virtualización de aplicaciones.

ABSTRACT

One of the problems that remain at the university’s computer labs is the lack of management
alternatives, to satisfy the great demand of service at beginning of each semester. This causes a
workload to the IT department workers and a deficient technical staff concentration, and an
underutilization of hardware, software and information storage. To face this problem, this
research proposes the application of server consolidation and applications virtualization
techniques, this strategy allows the reduction of hardware, maintenance and technical
management costs. To perform this project, it was necessary to develop via Web graphical user
interface that was created to manage the labs already mentioned. This facilitates the installation
of any operative system (OS) and the configuration of specialized software, pre-installed in
virtual machines within university server, giving them a multi-platform distinction. To validate
this solution, real time tests were performed to evaluate parameters like network performa nce,
CPU and memory, energy consumption, decrease in response and connection times. The results
show a progressive increment of the computers labs manager satisfactions, which proves the
functionality of this research.

Key words: Server consolidation, infrastructure management, multi-platform laboratories,
computing performance, application virtualization.

infraestructura,

laboratorios




INTRODUCCIÓN


Los laboratorios computacionales de las universidades tienen como misión fundamental proveer
los equipos, herramientas de software y medios necesarios para el desarrollo del proceso de
enseñanza/aprendizaje de la Informática y Computación, en todas las especialidades y áreas del
conocimiento 0. Sin embargo al inicio de cada semestre académico, los administradores de los
laboratorios se ven abocados en destinar varias horas para satisfacer los requerimientos de
hardware y software de las diferentes asignaturas o módulos de las Carreras y Departamentos, lo
cual ocasiona pérdidas de tiempo y subutilización de recursos. Por tal motivo, quienes dirigen
estos laboratorios se han visto motivados en buscar alternativas de gestión de bajo costo y
mantenimiento para complacer la demanda de docentes y estudiantes.

Frente a este escenario, la presente investigación propone la aplicación de técnicas de
consolidación de servidores y virtualización de aplicaciones y de escritorio, que permiten
disminuir costos de inversión de hardware, mantenimiento y gestión técnica. En esencia, la
virtualización es una tecnología potencial que permite proporcionar escenarios multiplataforma
bajo ciertos requerimientos por parte de usuarios 00.

Dentro de este contexto, la Comunidad Científica ha incrementado su interés en la aplicación de la
virtualización adoptándola a las universidades y empresas de diverso número de usuarios, siendo
una alternativa viable de innovación tecnológica que permite la reducción de inversión de
hardware, software, costos de adecuaciones del entorno (TI) y reducción de la carga de trabajo de
los encargados de estas infraestructuras 00. Así por ejemplo, la consolidación de servidores ha
sido aplicada por 00 y 0 evaluando el uso inadecuado de los recursos de hardware en servidores y
el uso de esta técnica, como una opción para resolver dicho problema. En lo que se refiere a
virtualización de múltiples plataformas, el trabajo presentado en 0 presenta un esquema para
establecer políticas del diseño de una interfaz administrable multiplataforma. En este mismo
ámbito, los trabajos propuestos por 00 muestran una comparación entre las herramientas de acceso
remoto, exponiendo datos cuantitativos del consumo de recursos, seguridad y disponibilidad. En
relación a la necesidad de un laboratorio multiplataforma 000 establecen un modelo de interfaz
administrable basado en virtualización de aplicaciones. Sin embargo estos esfuerzos no han
resuelto el problema de la escalabilidad, eficiencia, dinamia y automatización de las necesidades
en los laboratorios computacionales de las universidades al inicio de cada semestre académico.

Para mecanizar esta solución y evaluar la efectividad de está solución, se diseñó e implementó una
interfaz gráfica de usuario vía Web, creada para automatizar la gestión de los laboratorios
mencionados, lo que posibilita la instalación de cualquier sistema operativo y la configuración de
software especializado a medida, previamente instalado en imágenes de máquinas virtuales dentro
del servidor central de la universidad (en lugar de en el disco duro del computador personal), cuya
particularidad le otorga la distinción de multiplataforma. Dentro de estas imágenes se encuentran
disponibles diversos programas de software, previamente solicitados por el usuario para ser
utilizados cuando sean requeridos por parte del administrador del laboratorio.

Para la construcción de la interfaz de usuario se utilizó Ingeniería de Software y lenguajes de
programación como PHP, Java Script, MySQL y HTML. Estos lenguajes de programación
permitieron interactuar de mejor manera con las herramientas de virtualización como VMware




Server y Virtual Box, que en sus nuevas versiones permiten el acceso al administrador de
máquinas virtuales vía Web.

Como contribución, se propone aplicar métodos, técnicas y herramientas para mejorar la
administración de Laboratorios de Computación aprovechando las tecnologías de virtualización y
la computación distribuida. Para validar esta solución, se realizaron diversas pruebas en tiempo
real, evaluando el rendimiento de la red, el consumo de CPU y memoria, la disminución de
tiempos de respuesta y los tiempos de conexión. Los resultados muestran un progresivo
incremento de la satisfacción de los administradores de laboratorios de computación, lo que
corrobora la funcionalidad de esta investigación.

El resto del artículo ha sido organizado de la siguiente manera. En la sección Marco Teórico, se
realiza una breve descripción sobre virtualización, sus técnicas y las herramientas Virtual Box y
VMware Server. La sección Configuración de la Plataforma de experimentación, se refiere al
diseño experimental utilizado y el método de implementación y configuración de la interfaz
administrable. La sección Evaluación de Resultados, muestra las pruebas realizadas y algunas
deducciones. La Sección V analiza los trabajos relacionados. Finalmente en la última sección, se
exponen las Conclusiones y Trabajo futuro.

MARCO TEÓRICO

Virtualización

La virtualización inicialmente se desarrolló para particionar grandes mainframes y así lograr una
mejor utilización de hardware. Actualmente es la forma de particionamiento lógico de un equipo
físico en múltiples máquinas virtuales, para compartir recursos de hardware, como CPU, memoria
y dispositivos de entrada y salida 0. Según Popek una máquina virtual (VM) es un duplicado de
una máquina real, eficiente y aislada. Duplicado, en razón de que la máquina virtual se debería
comportar de forma idéntica a la máquina real. Aislada, ya que se pueden ejecutar varias máquinas
virtuales sin interferencias y con diversas cargas de trabajo. Eficiente: porque debería ejecutarse a
una velocidad cerc