PDF de programación - Infraestructura para el cloud

Infraestructura para el cloud

Nov 2012, 10

Infraestructura para el cloud
Alberto Molina Coballes
Cayetano Reinaldos Duarte

Resumen

Este documento describe las características del hardware utilizado para la implantación de un cloud priva-
do en los centros educativos participantes en el proyecto.

Tomando como referencia principal las recomendaciones para la implantación de un cloud privado con
OpenStack, se ha particularizado para las características y necesidades del uso en centros educativos, en los
que se prevé que se puedan utilizar hasta 150 instancias simultáneamente.

Este documento forma parte del proyecto de innovación Implantación y puesta a punto de la infraestruc-
tura de un cloud computing privado para el despliegue de servicios en la nube, cofinanciado por el Ministe-
rio de Educación, Cultura y Deportes y el Fondo Social Europeo, al amparo de la Resolución de 5 de abril de
2011, de la Secretaría de Estado de Educación y Formación Profesional, por la que se convocan ayudas des-
tinadas a la realización de proyectos de innovación aplicada y transferencia del conocimiento en la forma-
ción profesional del sistema educativo (BOE número 100 del 27 de abril de 2011).

Se permite el uso comercial de la obra y de las posibles obras derivadas, la distribución de las cuales se debe ha-
cer con una licencia igual a la que regula la obra original.
Creative Commons Attribution ShareAlike 3.0 License.
http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/legalcode

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Tabla de contenidos

1. Introducción ................................................................................................................ 1
2. Salas ........................................................................................................................... 2
Armario Rack .......................................................................................................... 2
Cableado estructurado ............................................................................................ 3
Sistema de refrigeración .......................................................................................... 4
Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI) ......................................................... 4
3. Servidores ................................................................................................................... 6
Tipos de servidores .................................................................................................. 6
Configuraciones mínima y recomendada ................................................................. 8
Nodo controlador ................................................................................................... 9
Supermicro-1012C-MRF .................................................................................... 9
Nodo de computación ........................................................................................... 10
Procesadores ................................................................................................. 10
RAM .............................................................................................................. 10
Discos duros .................................................................................................. 10
Interfaces de red ........................................................................................... 11
Supermicro-2022TG-H6RF ............................................................................... 11
Nodo de almacenamiento ..................................................................................... 12
Intel-SR2612UR .............................................................................................. 12
4. Redes ........................................................................................................................ 14
Elementos de la red .............................................................................................. 14
Red de gestión IPMI .............................................................................................. 14
Red "pública" ......................................................................................................... 14
Red "privada" ........................................................................................................ 15

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Capítulo 1. Introducción

La elección adecuada del hardware para la implantación de un cloud de infraestructura es
un paso muy importante, bien se trate de adquirir hardware nuevo o reutilizar el hardware
del que se dispone.

Una de las ventajas que tiene planificar las características de hardware para un cloud de in-
fraestructura es que es un sistema fácilmente escalable, por lo que puede dimensionarse
para las necesidades actuales o sobre-dimensionar ligeramente para las inmediatamente fu-
turas. Si posteriormente es necesario aumentar las prestaciones del hardware, se pueden
adquirir nuevos elementos e integrarlos fácilmente con los actuales, sin necesidad de hacer
modificaciones en los primeros.

Este documento describe un caso particular de cloud utilizado con fines educativos, el ob-
jetivo final es que cada uno de los centros participantes cuente con un cloud privado en el
que sus alumnos puedan ejecutar varias instancias de forma simultánea, pero no es un siste-
ma en producción propiamente, por lo que no es una prioridad el respaldo o la configura-
ción en alta disponibilidad de los servicios.

Hay varios aspectos de infraestructura a considerar, algunos de ellos serán obvios para algu-
nos de los lectores, pero los incluimos pensando en la implantación partiendo de cero, los
aspectos que veremos a continuación son:

• Adecuación de las salas de los servidores

• Servidores

• Redes

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Capítulo 2. Salas

Como es lógico, para la implantación y localización de los distintos servidores se ha elegi-
do en cada uno de los centros participantes una sala adecuada para su puesta en funciona-
miento. La característica principal de estas salas es que están interconectadas con cablea-
do estructurado a cada una de las aulas donde se imparte docencia y donde se explota por
parte de profesores y alumnos las distintas funcionalidades ofrecidas por el Cloud Privado.

Salvo algunas particularidades, las salas cuentan principalmente con:

• Armario Rack para servidores y conmutadores

• Cableado estructurado de interconexión con aulas de docencia

• Sistema de refrigeración para mantener temperatura constante

• Sistema SAI para normalización de fluido eléctrico

Armario Rack

Armario rack de 42/46 U para albergar tanto los distintos conmutadores, paneles de par-
cheo y servidores del proyecto del Cloud Privado. Puesto que este armario alojará servido-
res en formato rack que suelen tener mucha profundidad, el armario deberá ser de 900 o
1000 cm de profundidad.

En este armario se instalan el o los switches necesarios para la conectividad del Cloud con
las aulas así como los nodos del cloud (equipo controlador, computación y almacenamien-
to, equipos cuyas características se detallan en el capítulo Servidores).

En instalaciones tan pequeñas como ésta, todos los elementos (equipos y elementos de
red) pueden compartir un mismo armario, mientras que en instalaciones mayores, están
normalmente separados.

Todos los equipos que se instalan en el armario incluyen ventiladores internos para refrige-
rar sus componentes. Estos ventiladores normalmente crean una corriente de adelante ha-
cia atrás, salvo algunos elementos de red que la generan de lado a lado (esto es porque es
posible poner elementos de red en la parte delantera y trasera del armario). Esto hace que
sea recomendable siempre localizar el armario en frente del sistema de refrigeración para
proporcionar una corriente de aire frío desde la parte delantera del armario hacia la parte
trasera del mismo. En instalaciones mayores, en las que la refrigeración es un problema de
primera magnitud es muy recomendable la creación de pasillos aislados entre las partes de-
lanteras y traseras de los armarios, lo que se denomina pasillos fríos y calientes.

La ubicación de cada uno de los elementos en el armario se debe planificar previamente te-
niendo en cuenta los siguientes aspectos:

• Los sistemas de alimentación ininterrumpida deben ir en la parte inferior del armario.

• Los servidores que son equipos que producen mucho calor y deben estar muy bien refri-
gerados deben estar lo más abajo posible, ya que la temperatura de la sala será más fría
en la parte inferior.

• Los elementos de red suelen ir en la parte superior, ya que no es tan importante la refri-

geración en ellos.

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• En el caso de contar con bandejas para fibra óptica, éstas deben ir en la parte más alta

del armario.

Teniendo en cuenta estas premisas, se plantea de forma esquemática la disposición de los
elementos en el armario, como en el siguiente diagrama:

Libre (1U)
Pa sa ca ble s (1U)

Switch DLink DGS 1248T (1U)

Pa sa ca ble s (1U)

Switch DLink DGS 1248T (1U)

Pa sa ca ble s (1U)

Switch DLink DGS 1210-48 (1U)

Pa sa ca ble s (1U)

Switch SMC 8028 (1U)

Libre (3U)

Route r ADSL (1U)

Libre (7U)

Pa tch Pa ne l 24p Ca t 6 (1U)

Pa sa ca ble s (1U)

Pa tch Pa ne l 24p Ca t 6 (1U)

Pa sa ca ble s (1U)

Pa tch Pa ne l 24p Ca t 6 (1U)

Pa sa ca ble s (1U)

Pa tch Pa ne l 24p Ca t 6 (1U)

Pa sa ca ble s (1U)

Pa tch Pa ne l 24p Ca t 6 (1U)

Libre (2U)

Supe rMicro 1012C-MRF (1U)

De ll R200 (1U)

Supe rMicro 2022TG-H6RF (2U)

Inte l SR2621 (2U)

Ba nde ja (1U)

Libre (2U)

SAI (2U)

Diagrama del armario de uno de los centros, en la que se disponen todos los elementos de
la red y los equipos del cloud.

Cableado estructurado

Para la conectividad de las aulas con el Cloud Privado se cuenta bien con fibra óptica multi-
modo,