PDF de programación - Implementación de un prototipo de Cloud Computing de modelo privado para ofrecer Infraestructura como Servicio (IaaS)

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Implementación de un prototipo de Cloud
Computing de modelo privado para ofrecer

Infraestructura como Servicio (IaaS)

Elisa K. Mena, Ana C. Guerrero e Iván M. Bernal

Escuela Politécnica Nacional

Resumen— El artículo presenta el proceso realizado para la
implementación de un prototipo de Computación en Nube (Cloud
Computing), utilizando el middleware de código abierto
Eucalyptus, el cual permite desplegar modelos de Cloud
Computing privado e híbrido. Para la implementación del
prototipo se describen los pasos de configuración fundamentales,
se utilizan tres computadores físicos correspondientes a un front-
end y dos nodos. Adicionalmente, se explica el manejo de la Nube
a través de Elasticfox y las pruebas de funcionamiento del
prototipo por parte del usuario.

clave—

Cloud


Palabras

Eucalyptus,
Infraestructura como Servicio, Virtualización, Elasticfox, Ubuntu
Enterprise Cloud.


Computing,

I. INTRODUCCIÓN

E

N los últimos años, el desarrollo de las Tecnologías de
Información (TI) ha dado paso a que los datos, la música,
el video, etc. se encuentren almacenados y distribuidos a
través del Internet, de tal manera que dichos recursos puedan
ser accesibles en cualquier momento y prácticamente, desde
cualquier lugar.

Los sistemas operativos han sido siempre el corazón de los
servidores y de los computadores personales, y a lo largo del
desarrollo de la tecnología, los nuevos elementos de software
han ido adaptándose a los componentes de hardware para
contar con un rendimiento cada vez más alto en el uso de
aplicaciones.
los computadores no son
utilizados todo el tiempo, a menos que se trate de brindar un
servicio específico que demande una alta disponibilidad
(24x7), e incluso en este caso realizan tareas que no requieren
de toda su capacidad disponible.

Sin embargo,

Por otro lado, existen servidores antiguos, con sistemas
operativos antiguos, y que ejecutan aplicaciones antiguas.
Para migrar a las nuevas aplicaciones que exige el desarrollo
de las TI es necesario seguir un largo proceso. “La mayoría
de departamentos de TI se ven obligados a dedicar una buena
parte de su tiempo a la tarea de implementar, mantener y
actualizar proyectos que, con demasiada frecuencia, no
suponen un valor añadido en el balance final de la empresa”





[1] y que en un determinado momento se verán obsoletos.

Diversos estudios muestran que aproximadamente el 75%
del presupuesto de TI de una compañía se gasta en
mantenimiento de la estructura existente, mientras que tan sólo
el 25% se dedica a innovación. [2]

Es así que, de acuerdo a la necesidad de acelerar los
procesos y además de aprovechar al máximo los recursos en
los que se ha invertido, nace lo que se conoce como la
virtualización.

La virtualización es un método que se utiliza para ejecutar
sistemas operativos, múltiples e independientes en una sola
máquina física. [3]

La tecnología de virtualización aprovecha los recursos de
hardware subutilizados, y Cloud Computing la toma como
base para poder ofrecer servicios de
infraestructura,
plataforma y software, a clientes que solamente requieren de
estos servicios bajo demanda, permitiendo al usuario pagar al
proveedor de este servicio, únicamente por lo que consume.

Es así como Cloud Computing se incorpora a las TI,
minimizando el
tiempo empleado en actividades de
implementación y centrándose en actividades más estratégicas,
que tienen un mayor impacto en los procesos comerciales.

Cloud Computing da al usuario acceso a los recursos de
cómputo (máquinas, almacenamiento, sistemas operativos,
entornos de desarrollo de aplicaciones, programas) a través de
una red (Internet o Intranet) valiéndose de servicios web. “La
organización física de los equipos que ofrecen estos recursos,
puede hallarse ya sea en la habitación contigua o distribuida
alrededor del mundo, ya que los recursos aparecen ante el
usuario como si se encontraran alojados en la Nube”. [4]

“El

término Nube se refiere a

la organización de
infraestructura física, la cual es transparente para el usuario
final”. [4]

La virtualización y Cloud Computing son tecnologías que
pueden adoptarse juntas o cada una de forma individual. La
virtualización es parte fundamental de Cloud Computing ya
que gracias a ella es posible disponer de los servicios que se
ofrecen.

“En la actualidad, la virtualización y Cloud Computing
están siendo aceptados y adoptados por un número creciente
de usuarios. [5]






II. DEFINICIÓN DE CLOUD COMPUTING

B. Plataforma como Servicio (PaaS)

Cloud Computing es un modelo de computación que
permite ofrecer, de manera escalable, cualquier tipo de recurso
virtualizado como un servicio a través de una red.

Cloud Computing puede ofrecer servicios utilizando
Centros de Datos (data centers) propios dentro de una
empresa, o se pueden utilizar los servicios ofrecidos por la
Nube de un proveedor que es quien tiene el control de los
elementos físicos de su infraestructura.

“Cloud Computing es la entrega de recursos de cómputo a
través de una interfaz web (SOAP1 o REST2) según las
necesidades”. [5]

III. MODELOS DE INFRAESTRUCTURA EN CLOUD COMPUTING

A. Cloud Computing de modelo público

El proveedor de los servicios de Cloud Computing es dueño
de la infraestructura física y pone a disposición del cliente los
servicios de la Nube a través del Internet; ésta es su
característica esencial pues es lo que permite que el usuario
pueda acceder a dichos servicios en cualquier momento y
lugar.

B. Cloud Computing de modelo privado

Es una emulación de una Nube pública, pero en una red
privada, ya que ofrece los mismos servicios que una Nube
pública con la ventaja de que el usuario cuenta con sus propios
recursos, lo que le permite tener el control de seguridad y
calidad de servicio sobre ellos.

C. Cloud Computing de modelo híbrido

Las Nubes híbridas combinan los modelos público y
privado. Este modelo tiene la ventaja de contar con los
beneficios de ambos modelos, lo cual permite aumentar la
capacidad de una Nube privada con los recursos de una Nube
pública para poder mantener niveles de servicio adecuados,
frente a rápidas fluctuaciones de carga de trabajo.

IV. MODELOS DE SERVICIOS DE CLOUD COMPUTING

A. Infraestructura como Servicio (IaaS)

abastecimiento

de

espacio

En este servicio, la capacidad suministrada a los clientes es
de
el
recursos
almacenamiento,
computacionales importantes para que los clientes puedan
desplegar y ejecutar software de forma arbitraria, lo cual
puede incluir sistemas operativos y aplicaciones.

red y otros

procesamiento,

equipos de

La infraestructura se brinda, normalmente, mediante una

plataforma de virtualización.





Este servicio brinda a los clientes la capacidad de desplegar
sus aplicaciones en la infraestructura de la Nube, utilizando
diferentes lenguajes y herramientas de programación que el
proveedor del servicio soporte.

Los clientes no gestionan ni controlan la infraestructura de
la Nube, pero tienen el control sobre las aplicaciones
desplegadas y su configuración.

C. Software como Servicio (SaaS)

La facilidad proporcionada con este servicio a los clientes
es la utilización de aplicaciones del proveedor, que se ejecutan
en la infraestructura de la Nube.

Adicionalmente, el usuario no se preocupa donde está
instalado el software, qué tipo de sistema operativo utiliza o el
lenguaje en el que cada aplicación está escrita.

V. MODELO EMPLEADO

El prototipo de Cloud Computing de modelo privado se
construye en base a tres máquinas físicas, un front-end y dos
nodos (Fig. 1).

Fig. 1. Diagrama de conexiones de las máquinas físicas.




Este prototipo se implementa utilizando el middleware
Eucalyptus (Elastic Utility Computing for Linking your
Programs to Useful Systems), que es un software de código
abierto, para ofrecer Infraestructura como Servicio (IaaS)
dentro de un modelo de Cloud Computing privado o híbrido.

La arquitectura de Eucalyptus es simple, flexible y modular,

con un diseño jerárquico, como se indica en la Fig. 2.

los

(CLC) virtualiza

El Cloud Controller

recursos
subyacentes de los componentes del front-end y permite la
comunicación de la Nube con el usuario. El Cluster3
Controller (CC) recopila información de estado de los Node
Controllers, gestiona la red y las peticiones de ejecución de las
máquinas virtuales. Los Node Controllers (NCs) son los
equipos en los cuales se ejecutan las máquinas virtuales. El
Storage Controller (SC) ofrece un servicio de almacenamiento
en bloque similar a Amazon Elastic Block Store (EBS),
mientras que el sistema de almacenamiento Walrus, permite
almacenar datos persistentes, organizados como buckets4 y

1 SOAP (Simple Object Access Protocol) es una especificación de
protocolo de intercambio de información estructurada en la aplicación de
Servicios Web en redes informáticas. [6]

2 REST (Representational State Transfer) es una técnica de arquitectura
de software para sistemas hipermedia distribuidos como la World Wide Web.
[7]



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