CPD y Virtualizacion

7/18/2019 CPD y Virtualizacion

http://slidepdf.com/reader/full/cpd-y-virtualizacion 1/28

1

Samuel García Alfageme NºExp. 64402

SISTEMASDE

INFORMACION-

CPD y VIRTULIZACION

Sistemas de información – UPSAMCurso 2013-2014



2

INDICE

1. RESUMEN ............................................................................................................................ 3

2. INTRODUCCIÓN A LOS CPD Y LA VIRTUALIZACION .......................................... 3

3. CPD Y VIRTULIZACION EN LA ACTUALIDAD ........................................................ 4 4. CENTROS DE PROCESAMIENTO DE DATOS ............................................................ 4

4.1 UBICACIÓN ........................................................................................................................ 44.2 DISEÑO.............................................................................................................................. 54.3 EVOLUCIÓN DE LOSCPD ................................................................................................... 64.4 ARQUITECTURA DE UNCPD Y LOS SISTEMASCLOUD ........................................................ 84.5 NIVELEST IER Y LA FIABILIDAD DE LOSCPD ................................................................... 124.6 EJEMPLO DECPD (TELEFÓNICA) ..................................................................................... 13

5. VIRTUALIZACION .......................................................................................................... 15

5.1 QUE ES LA VIRTUALIZACION ............................................................................................ 155.2 TIPOS DEVIRTUALIZACIÓN.............................................................................................. 16

5.2.1 Virtualización de clientes ......................................................................................... 16 5.2.2 Virtualización de Servidores. ................................................................................... 18 5.2.3 Virtualización de sistemas operativos ..................................................................... 18

5.3 EMPRESAS Y SOFTWARE PARA VIRTUALIZAR ................................................................... 215.3.1 VitualBox .................................................................................................................. 21 5.3.2 VMware Workstation ............................................................................................... 22 5.3.3 QEMU Manager ...................................................................................................... 23 5.3.4 Microsoft Virtual PC ................................................................................................ 24 5.3.5 Tabla comparativa ................................................................................................... 25 5.3.6 Creación de máquina virtual Mac OS X Snow Leopard (10.6.2) con VMwareWorkstation ....................................................................................................................... 26

6 CONCLUSIONES ............................................................................................................... 28

7. REFERENCIAS ................................................................................................................. 28



3

1. RESUMEN

Los centros de procesamiento de datos odata centers son el núcleo de cualquier empresainformatizada. Un gran departamento o incluso edificio con sistemas de refrigeración para poder someter a un gran rendimiento todos y cada uno de sus componentes.De los CPDs dependen todos los equipos de una organización y un fallo en su sistema puedeacarrear graves consecuencias económicas para la misma.

Dentro del gran y determinante mundo que son los CPDs encontramos herramientas como lavirtualización que se ha podido desarrollar de tal manera que permite virtualizar incluso a losmismos CPDs, aunque raramente llega a ocurrir, pero sí que es más normal utilizar dichavirtualización para ahorrar espacio y aunar equipamiento para un mejor funcionamiento de loscentros.

2. INTRODUCCIÓN A LOS CPD Y LA VIRTUALIZACION

Antes de empezar con el tema, vamos con una pequeña explicación de lo que es un centro de procesamiento de datos.Resumiendo en unas pocas líneas, se trata de un lugar diseñado para, a través de unaarquitectura específica de equipos informáticos, crear un sistema que, como su nombre indica,es capaz de procesar datos, que también se almacenan en este lugar.

Este tipo de centros se utilizan cuando hay una necesidad de manejar grandes cantidades dedatos o no se cuenta con las máquinas concretas para desarrollar esa labor. Existen desdecentros dedicados para una sola empresa a otros que se dedican a dar cabida a muchas

compañías, como hace Telefónica con su cartera de clientes.La virtualización se introdujo inicialmente en los años 60 para permitir la división de grandesunidades de hardware mainframe, un recurso costoso y escaso. Con el tiempo, lasminiordenadoras y PCs proporcionaron una manera más eficiente y asequible de distribuir el poder de procesamiento, por lo que en los años 80, la virtualización ya casi no se utilizó más.

En los años 90, los investigadores comenzaron a ver cómo la virtualización podía solucionaralgunos de los problemas relacionados con la proliferación de hardware menos costoso,incluyendo su subutilización, crecientes costos de administración y vulnerabilidad.

Hoy en día, la virtualización está a la vanguardia, ayudando a los negocios con laescalabilidad, seguridad y administración de sus infraestructuras globales de IT.

En consecuencia, una máquina virtual es un software que simula a una computadora y puedeejecutar programas como si fuese una computadora real. Sus procesos de sistema estánlimitados por las abstracciones proporcionados por ellas mismas.



4

3. CPD Y VIRTULIZACION EN LA ACTUALIDAD

Empresas españolas reconocidas a nivel internacional como son BBVA y Telefónica,requieren de CPDs de última generación y que garanticen un funcionamiento las 24 horas deldía, los 365 días del año.

Estos CPDs de última generación cuentan con una fiabilidad de casi un 100%, no se han podido desarrollar CPDs perfectos en la actualidad y estos últimos garantizan una media defallos anuales acumulativos de hasta 1.6 horas.

La virtualización por su parte está adquiriendo un gran protagonismo tanto en el campo de los CPDscomo en la vida de las personas de a pie.Un ordenador actual tiene una capacidad de procesamiento asombrosa, y que nunca llegamos aaprovechar al 100%. Según estudios, un 30% de la capacidad total del PC es lo que realmente estamosutilizando.

La virtualización y la creación de maquina virtuales, permiten sacar partido al 70% restante creandovarias computadoras en una sola de modo que podamos realizar varias tareas al mismo tiempo.

4. CENTROS DE PROCESAMIENTO DE DATOS

Se denomina centro de procesamiento de datos (CPD) a aquella ubicación donde seconcentran los recursos necesarios para el procesamiento de la información de unaorganización.

Dichos recursos consisten esencialmente en unas dependencias debidamente acondicionadas,

computadoras y redes de comunicaciones.

4.1 UbicaciónUn CPD es un edificio o sala de gran tamaño usada para mantener en él una gran cantidad deequipamiento electrónico. Suelen ser creados y mantenidos por grandes organizaciones conobjeto de tener acceso a la información necesaria para sus operaciones.

Por ejemplo, un banco puede tener un centro de procesamiento de datos con el propósito dealmacenar todos los datos de sus clientes y las operaciones que estos realizan sobre suscuentas. Prácticamente todas las compañías que son medianas o grandes tienen algún tipo deCPD, mientras que las más grandes llegan a tener varios.

Entre los factores más importantes que motivan la creación de un CPD se puede destacar elgarantizar la continuidad del servicio a clientes, empleados, ciudadanos, proveedores yempresas colaboradoras, pues en estos ámbitos es muy importante la protección física de losequipos informáticos o de comunicaciones implicadas, así como servidores de bases de datosque puedan contener información crítica.



5

4.2 DiseñoEl diseño de un centro de procesamiento de datos comienza por la elección de su ubicacióngeográfica, y requiere un equilibrio entre diversos factores:

Coste económico: coste del terreno, impuestos municipales, seguros, etc. Infraestructuras disponibles en las cercanías: energía eléctrica, carreteras, acometidas

de electricidad, centralitas de telecomunicaciones, bomberos, etc. Riesgo: posibilidad de inundaciones, incendios, robos, terremotos, etc.

Una vez seleccionada la ubicación geográfica es necesario encontrar unas dependenciasadecuadas para su finalidad, ya se trate de un local de nueva construcción u otro ya existente acomprar o alquilar. Algunos requisitos de las dependencias son:

Doble acometida eléctrica. Muelle de carga y descarga.

Montacargas y puertas anchas. Altura suficiente de las plantas. Medidas de seguridad en caso de incendio o inundación: drenajes, extintores, vías de

evacuación, puertas ignífugas, etc. Aire acondicionado, teniendo en cuenta que se usará para la refrigeración de

equipamiento informático. Almacenes. Orientación respecto al sol (si da al exterior).

Aun cuando se disponga del local adecuado, siempre es necesario algún despliegue deinfraestructuras en su interior:

Falsos suelos y falsos techos. Cableado de red y teléfono. Doble cableado eléctrico. Generadores y cuadros de distribución eléctrica. Acondicionamiento de salas. Instalación de alarmas, control de temperatura y humedad con avisos SNMP o SMTP. Facilidad de acceso (pues hay que meter en él aires acondicionados pesados, muebles

de servidores grandes, etc).

Una parte especialmente importante de estas infraestructuras son aquellas destinadas a laseguridad física de la instalación, lo que incluye:

Cerraduras electromagnéticas. Torniquetes. Cámaras de seguridad. Detectores de movimiento. Tarjetas de identificación

Una vez acondicionado el habitáculo se procede a la instalación de las computadoras, lasredes de área local, etc. Esta tarea requiere un diseño lógico de redes y entornos, sobre todo enáreas a la seguridad. Algunas actuaciones son:



6

Creación de zonas desmilitarizadas (DMZ). Segmentación de redes locales y creación de redes virtuales (VLAN). Despliegue y configuración de la electrónica de red: pasarelas, enrutadores,

conmutadores, etc. Creación de los entornos de explotación, pre-explotación, desarrollo de aplicaciones y

gestión en red. Creación de la red de almacenamiento. Instalación y configuración de los servidores y periféricos.

4.3 Evolución de los CPDDesde salas de servidores, a salas más grandes con más servidores, de los servidoresdistribuidos a los centros de proceso de datos, hasta múltiples salas con servidores o CPDsduplicados…la forma en la que se dispone esta tecnología ha cambiado mucho. Pero no cambia en una sola dirección, siempre evolucionando. La evolución en la gestión delos datos es más similar a la moda que a la técnica. Una tendencia está de moda y desaparece para volver después, pasados unos años. No obstante, al contrario que alguna ropa antigua, no podemos pedir a nuestra vieja tecnología que soporte las necesidades de redes actuales yfuturas, aunque la “moda” en centros de proceso de datos sea cubrir el círculo completo.

A lo largo de los últimos 15 años, hemos visto como simples salas de servidores con cableado blindado, mainframes (que fueron los primeros ejemplos de virtualización) y terminalesneutrales (dumb ), pasaron a ser redes basadas en PC, PCs compartidos, hasta juntar todosestos ordenadores para alcanzar mayor potencia de procesamiento. Hemos visto como se hanincrementado las necesidades de ancho de banda significativamente, al igual que lasdemandas de almacenamiento. Con cargas incrementadas para la retención de datos y

accesibilidad, las salas de servidores dejaron de ser adecuadas para muchas empresas. Loantiguo vuelve a ser lo nuevo

Por ejemplo, losmainframes se virtualizaron, funcionando sobre cableado blindadotwinax hasta los terminales que comunican directamente con el mainframe, los usuarios utilizaronterminales neutrales (dumb) y todos los datos se almacenaban en discos de elevado coste.Con el cambio a PCs de escritorio, pudimos virtualizar un PC neutral (dumb ), y además, creary almacenar documentos de trabajo localmente o en una red. El almacenaje de red empezó suespiral descendente en precio y capacidad. Los diskettes hicieron posible compartirinformación de un PC a otro que no se encontraba dentro de la red. Y los PCs se conectaban aestas redes con un cable blindado coaxial, primero con conexiones “ Daisy chain ” y más

adelante con topología de estrella.Luego pasamos al cable de teléfono y a los módems para las comunicaciones. Esto convirtiónuestras áreas locales en redes más amplias. Empezamos a instalar fibra para poder hablarentre grandes distancias y las empresas empezaron a ampliar comunicaciones que suplían al papel y a las llamadas telefónicas. Un centro de datos soportaba en este momento múltiplesubicaciones sin la necesidad de introducir datos personales para acceder a la información deoficinas remotas. Las cintas para realizar copias de seguridad se incrementaron y los datoseran guardados sobre todo por motivos empresariales, no porque lo exigiera la legislación.

Hacia delante y hacia arriba, empezamos a distribuir servidores en ubicaciones múltiples, deforma que se incrementara la cantidad de datos que pudieran ser almacenados en todos ellos para un acceso local más rápido. Necesitábamos más capacidad, pues las aplicaciones seguían



7

aumentando más y más y empezamos a analizar los datos con cada vez más algoritmos parautilizar la tecnología no sólo en funciones contables sino para proporcionar a las compañíasuna ventaja competitiva.

Al incrementar las velocidades WAN, disminuyó la necesidad de tener servidores distribuidos

en diferentes puntos. Las compañías empezaron a darse cuenta de que los datos (que en este punto suponen uno de los factores críticos de negocio) necesitaban un lugar que pudiera sercontrolado. Deslices accidentales como no verificar las copias de seguridad (o peor, nohacerlas), el robo de datos y los costes aumentados derivados de mantener múltiplesservidores en múltiples lugares empezaban a ser una carga y un riesgo para el negocio. Y denuevo, llegó el momento de coger las riendas de la información.

Se introdujo el concepto del centro de proceso de datos. Al contrario de una sala deservidores, un CPD, con climatización también controlada, es una central de almacenaje deinformación a mayor escala. Independientemente del sistema operativo, sea OS400, Unix,Linux, Microsoft o algunas de sus variantes o combinaciones, nuestras máquinas empezaron acrecer en número. El acceso a los datos era posible desde varias ubicaciones gracias a ampliasáreas de conexión, líneas telefónicas, comunicaciones vía satélite, etc. Los servidores ennuestros CPDs adoptaron Ethernet de manera casi omnipresente, con la excepción de lasaplicaciones de almacenamiento. Al haber tomado las riendas de nuestros datos, encontramostambién mejores medios para almacenar y recuperar datos, y para comunicar con nuestrainformación almacenada.

El almacenamiento se mudó fuera de nuestros servidores y nació el almacenaje estructuradoen gran parte debido al coste del almacenamiento y al cada vez mayor coste para las empresascuando los datos no estaban disponibles. Los centros de datos se convirtieron en el hub central para los negocios y las aplicaciones. Con la creciente disminución de los costes del materialinformático, fue posible disponer de diferentes servidores para cada aplicación, asegurándolesun entorno para su circulación, protegidos de otras aplicaciones. La necesidad por parte deestas aplicaciones de conectarse al almacén de información y el aumento de la demanda deancho de banda, fue la causa de un aumento de las exigencias sobre la red. Pero los requisitosdel CPD no disminuyeron. En realidad, la potencia y la refrigeración y los costes defuncionamiento del CPD se incrementaron. El estado de los CPDs se convirtió en la preocupación principal. Nuestra dependencia de los datos también suponía unavulnerabilidad. ¿Qué ocurre si el CPD se cae? Al contrario que ante una caída de unaaplicación, se hace necesario en este caso evaluar el riesgo de que se caiga la red en la que sesustenta todo un negocio.

Empezamos entonces a implementar mayores sistemas UPS y a instalar generadores. Eltiempo también es dinero al fin y al cabo. Una caída no son vacaciones, sino un desastre que puede salir muy caro, tanto en términos tangibles como intangibles. Por tanto, de nuevodescentralizamos nuestros centros de datos, con un duplicado idéntico y planes derecuperación de desastres. Era necesario incrementar de nuevo el ancho de banda, tanto en elárea local como más amplias. La ventaja competitiva de una empresa pasaba por estarconectada a estos datos, con lo que los medios para acceder a éstos cada vez eran más portátiles. Las compañías de nuevo soportaban dos centros. En muchos casos, uno de estoscentros estaba ubicado en un espacio fuera de la compañía, y sólo los datos sensiblementemás críticos se guardaban también en otro lugar. Pero esta descentralización costaba dinero.

La energía y la refrigeración necesaria se convirtieron en temas centrales, y las compañíasempezaron a estudiar fórmulas para reducir los costes del centro de datos. La virtualización



8

se introdujo como una forma de permitir que aplicaciones múltiples utilicen una misma piezadel hardware del servidor. La energía para el procesamiento se incrementó, así como lasexigencias sobre la red y también las demandas de refrigeración.

Las comunicaciones se mudaron a fibra, más rápida, optimizada para mayores velocidades

(láser OM3 optimizado), y de nuevo al cableado blindado para soportar Infiband, CX4 y10GBASE-T. Las comunicaciones WAN se han incrementado con fibra bajo la premisa:aplicaciones y conexiones entre las aplicaciones más rápidas y optimizadas.

De hecho, las comunicaciones WAN son lo suficientemente rápidas para que no sea necesarioque un centro de datos esté ubicado siquiera en la misma ciudad, ni por supuesto en el mismoedificio que las oficinas de la compañía. Esto abre una vez más nuevas posibilidades para laubicación de nuestros datos – casi tantas, como las que se abren para acceder a los mismos.Para ilustrar esta última parte del ciclo, una anécdota: los ordenadores originales tenían aguadentro de ellos para refrigerar los procesadores. Hoy de nuevo volvemos a la refrigeración poragua en los CPDs. Todos estos sistemas necesitan ser monitorizados, de nuevo precisando unincremento de la necesidad de mayor velocidad del cableado.

Como se puede apreciar, la evolución de estos sistemas lleva consigo un mayor gasto demantenimiento, pero no importa cuán cara sea la inversión que hagamos sobre estos CPDs. Lainformación que contienen llega a ser vital para la empresa.

4.4 Arquitectura de un CPD y los sistemas Cloud

Las plataformas hardware que tienen que dar soporte a la computación en nube necesitan unosrecursos muy superiores a los centros de datos convencionales. Estas instalaciones no puedendiseñarse como una simple colección de servidores ya que el hardware y software tiene quetrabajar de manera coordinada

Estos centros de datos hay que tratarlos como un gran computador del tamaño de un granalmacén (WSC:warehouse-scale computer ).

Los centros de datos tipo WSC dan soporte actualmente a los servicios online ofrecidos porcompañías tales como Google, Amazon, Yahoo y Microsoft.

Se diferencian de los centros de datos tradicionales en los siguientes hechos:

Pertenecen a una misma organización Utilizan una plataforma hardware y software relativamente homogénea

Comparten una capa de gestión común del sistema

Ejecutan un número más pequeño de aplicaciones muy grandes



9

* Figura 1 – Diferencias entre CPD tradicional y los nuevos CPD Cloud

La arquitectura de los centros de datos tradicionales consta de tres niveles:

El nivel de red proporciona acceso seguro y fiable de los usuarios.

El nivel de computación proporciona los recursos de proceso. El nivel de computación proporciona los recursos de proceso.

El nivel de almacenamiento proporciona los servicios de bases de datos.

*Figura 2 – Layers o capas en las que se divide un CPD



10

* Figura 3 - Arquitectura convencional de un Centros de datos: recursos dedicados

* Figura 4 - Centros de datos con la capa de red virtualizada



11

* Figura 5 - Centros de datos con capa de red y almacenamiento virtualizados

* Figura 6 - Centro de datos virtualizado punto-apunto



12

4.5 Niveles Tier y la fiabilidad de los CPDSi se realiza una búsqueda de servicios de alojamiento de servidores, colocación, etc. Se puede observar que los diferentes proveedores te ofrecen información de lo más variada sobresus características y te ofrecen datos interesantes como niveles de redundancia, tamaño delcentro de datos, tiempos de respuesta y demás.

Existe un estándar llamado ANSI/TIA-942 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers , creado por miembros de la industria, consultores y usuarios, que intentaestandarizar el proceso de diseño de los centros de datos.El estándar está orientado a ingenieros y expertos en la materia. Sin embargo, hay una partedel estándar que vale la pena conocer cuando se piensa contratar servicios de alojamiento enun centro de datos:Los Tiers .

Este sistema de clasificación fue inventado por el Uptime Institute para clasificar la fiabilidady de paso hacer negocio con ellos.El concepto de Tier nos indica el nivel de fiabilidad de un centro de datos asociados a cuatroniveles de disponibilidad definidos. A mayor número en el Tier, mayor disponibilidad, y porlo tanto mayores costes asociados en su construcción y más tiempo para hacerlo.

A día de hoy se han definido cuatroTier diferentes, y ordenados de menor a mayor son:

Tier 1: Centro de datos Básico: Disponibilidad del 99.671%.o El servicio puede interrumpirse por actividades planeadas o no planeadas.o No hay componentes redundantes en la distribución eléctrica y de

refrigeración.o Puede o no puede tener suelos elevados, generadores auxiliares o UPS.o

Tiempo medio de implementación, 3 meses.o La infraestructura del centro de datos deberá estar fuera de servicio al menosuna vez al año por razones de mantenimiento y/o reparaciones.

Tier 2: Centro de datos Redundante: Disponibilidad del 99.741%.o Menos susceptible a interrupciones por actividades planeadas o no planeadas.o Componentes redundantes (N+1)o Tiene suelos elevados, generadores auxiliares o UPS.o Conectados a una única línea de distribución eléctrica y de refrigeración.o De 3 a 6 meses para implementar.o El mantenimiento de esta línea de distribución o de otras partes de la

infraestructura requiere una interrupción de las servicio. Tier 3: Centro de datos Concurrentemente Mantenibles: Disponibilidad del 99.982%.

o Permite planificar actividades de mantenimiento sin afectar al servicio decomputación, pero eventos no planeados pueden causar paradas no planificadas.

o Componentes redundantes (N+1)o Conectados múltiples líneas de distribución eléctrica y de refrigeración, pero

únicamente con una activa.o De 15 a 20 meses para implementar.o Hay suficiente capacidad y distribución para poder llevar a cabo tareas de

mantenimiento en una línea mientras se da servicio por otras.



13

Tier 4: Centro de datos Tolerante a fallos: Disponibilidad del 99.995%.o Permite planificar actividades de mantenimiento sin afectar al servicio de

computación críticos, y es capaz de soportar por lo menos un evento no planificado del tipo „peor escenario sin impacto crítico en la carga.

o Conectados múltiples líneas de distribución eléctrica y de refrigeración con

múltiples componentes redundantes (2 (N+1) significa 2 UPS con redundancia N+1).o De 15 a 20 meses para implementar.

Por ejemplo, si en la publicidad de un proveedor presume de ser Tier 3, lo que nos estádiciendo es que su infraestructura no fallará más de 1.6 horas al año, que no hayinterrupciones por mantenimientos planificados y que puede haber eventos inesperados quecausen interrupciones del servicio. Hay que recalcar que se refiere a la infraestructura delcentro de datos, y que otros aspectos como la disponibilidad de los equipos que van dentro deldatacenter se gestionan aparte.

El ultimo CPD construido por Telefónica cuya inversión total ronda los 300 millones, utilizael estándar Tier IV y es el primero en España en poseerlo. En el siguiente punto se habla deeste innovador CPD construido en suelo español.

4.6 Ejemplo de CPD (Telefónica)

En abril de este año 2013, Telefónica estrenó su nuevo centro de procesamiento de datos,CPD en Alcalá de Henares. En la presentación previa, donde hicimos un recorrido por lasinstalaciones, uno de los responsables de la compañía mencionó algo bastante revelador sobrelo que está ocurriendo internamente.

“Nos estamos adaptando a los tiempos que corren”. Han sido las declaraciones de quienes han puesto en marcha este proyecto. Y no es para menos ya que una inversión de 300 millones enun CPD indica que Telefónica quiere ir más allá de lo que a día de hoy puede necesitar lacompañía y que se trata de un sector muy competitivo

* Foto 1 – Parking y exteriores del edificio



14

Este CPD, no es el primero que inaugura la compañía pero sí es, por su juventud, el másgrande de la misma, que a día de hoy tiene tres más en Estados Unidos (Miami), Brasil yMéxico. Este centro, situado en Alcalá de Henares, es además uno de los pocos en contar conTier IV, el nivel de seguridad más alto.Este título garantiza la seguridad y la fiabilidad más alta posible en un centro de datos. O lo

que es lo mismo, que de todo el tiempo que esté funcionando un 99,995% estará activo. Paraconseguir esto, el esfuerzo por construir un sistema energético que dé la talla es grande.

Para hacernos un poco a la idea de cómo funciona estedata center veamos algunos detalles: adía de hoy sólo está construida una de las cinco fases de las que se compone el proyecto:24.700m2 de salas técnicas que se reparten en siete habitaciones.Cada una contará con una potencia de 1.200 kW y la arquitectura se ha diseñado para quecada sala opere de forma individual y en caso de que haya que hacer modificaciones encualquiera de ellas el resto no se vean afectadas por ellas.

* Foto 2 – Una infraestructura energética a la altura de la inversión

El sistema energético viene a través de dos subestaciones eléctricas, aunque en caso de cortede luz cuentan con un grupo de electrógenos capaz de hacer funcionar el edificio enterodurante 36 horas. En total se espera que en cinco años se hayan completado todas las fases.En total, Telefónica ha invertido 120 millones de euros hasta la fecha. En cinco años cuandose complete la construcción la cifra habrá llegado a los 300. El Estado, a través de diferentessubvenciones, ha aportado 24 millones de euros.

En este CPD se ofrecerán servicios de hosting ycloud computing entre otros y ya haymaquinas que están en funcionamiento actualmente y a la espera de recibir más clientes pocoa poco y amortizar la inversión en el plazo de vida útil que se ha estimado en 25 años.



15

5. VIRTUALIZACION

La virtualización ha estado en el Mercado de los grandes ordenadores (mainframes ) durantemucho tiempo.IBM comenzó a explorar la virtualización alrededor de los 60 como un medio paraimplementar “el tiempo compartido” en las máquinas IBM 7044. Mediante la creación demúltiples imágenes virtuales de la máquina principal (7044) ellos fueron capaces de permitir amúltiples usuarios acceder a la misma memoria y recursos de la máquina principal a través desus imágenes virtualesIBM fabricó el VM370, un avance muy importante en el área del Sistema 370. Permitía quemúltiples “copias” del hardware que corrían como sesiones virtuales mientras que el monitorde máquina virtual (VMM) corría directamente en el hardware real. La VM/370 era una de lasofertas de mayor éxito de IBM. Los conceptos y técnicas establecidos a finales de los 60 y

primeros de los 70 se utilizan hoy en sus grandes ordenadores “mainframes”. Los mismosconceptos de virtualización se utilizan hoy en los servidores basados en Intel o AMD.

La reducción del coste de los servidores y el almacenamiento y el cambio de dirección de lossistemas de grandes ordenadores, la virtualización perdió su valor a mitad de los 80 y primeros años de los 90.

La informática distribuida y las aplicaciones cliente/servidor en los que los condicionantes deltiempo y los ahorros de coste fueron cambiando a sistemas basados en x86. Los costes delhardware se iban reduciendo en la década de los 90 y comenzaron a proliferar millares deservidores que corrían diferentes aplicaciones y se malgastaban enormes cantidades dealmacenamiento (se infrautilizaban). Por último el ahorro de salarios y la presentación delentorno condujeron a la era actual de la virtualización.

5.1 Que es la virtualizaciónVirtualización es la técnica empleada sobre las características físicas de algunos recursoscomputacionales, para ocultarlas de otros sistemas, aplicaciones o usuarios que interactúencon ellos. Esto implica hacer que un recurso físico, como un servidor, un sistema operativo oun dispositivo de almacenamiento, aparezca como si fuera varios recursos lógicos a la vez, oque varios recursos físicos, como servidores o dispositivos de almacenamiento, aparezcancomo un único recurso lógico.

Por ejemplo, la virtualización de un sistema operativo es el uso de una aplicación de software para permitir que un mismo sistema operativo maneje varias imágenes de los sistemasoperativos a la misma vez.

Esta tecnología permite la separación del hardware y el software, lo cual posibilita a su vezque múltiples sistemas operativos, aplicaciones o plataformas de cómputo se ejecutensimultáneamente en un solo servidor o PC según sea el caso de aplicación.



16

* Figura 7 – Aplicación de capa de virtualización

5.2 Tipos de VirtualizaciónLa virtualización tiene múltiples usos y de acuerdo a estos podemos determinar qué tipo devirtualización es. Los más comunes de forma muy general son la virtualización de servidores,virtualización de clientes y virtualización de almacenamiento de datos o por que no llamarlovirtualización de discos duros, esta división que hago no es definitiva y otras personas podríandarle otra forma de dividir los tipos de virtualización pero definitivamente estos son los máscomunes.

5.2.1 Virtualización de clientesClientes son aquellos ordenadores de escritorio, portátiles o terminales que se conectan auno o varios servidores para hacer el trabajo que necesitan, esta idea es muy popular en lascompañías.

Por tanto, la virtualización de clientes es la virtualización que se produce en máquinas que seconectan a los servidores para realizar su trabajo, ósea en clientes.La razón para hacer esto es muy sencilla, imaginemos una compañía mediana que tenga unos500 usuarios, ósea 500 ordenadores en diferentes departamentos, ahora imaginemos que ustedtrabaja para el departamento de sistemas y que le toca actualizar un programa o simplementerevisar y borrar archivos no deseados o programas que son instalados sin autorización. Pues sino tiene unas restricciones fuertes montadas en el sistema la otra opción sería ir de ordenadoren ordenador y hacer lo que tiene que hacer.Ahora imaginemos que en su compañía usan virtualización de clientes (Citrix o algo parecido) pues lo único que tendríamos que hacer es ir al servidor o los servidores donde estáninstalados los clientes y hacer las actualizaciones. Estamos hablando ahora de en vez de tenerque ir a cada uno de sus clientes usted lo hace en un solo punto y una sola vez.

Empaquetamiento de aplicaciones o programas.Es cuando instalamos un programa dentro de un contenedor que aísla el programa e impideque este pueda afectar el sistema operativo del ordenador. El contenedor le provee de formavirtual al programa instalado en el todos los recursos que el necesita, como archivos

necesarios, registro y estructura de datos.



17

La idea de esta tecnología es aislar los programas entre si para que no se afecten los unos a losotros y obviamente por seguridad, pues de esta forma ningún programa puede comprometer laseguridad del sistema operativo o crear o copiar virus.Algunos de las compañías que proporcionan este tipo de tecnología son Altiris con su SVS,Thinstall o SoftGrid de Microsoft.

Presentación de Programas en tiempo realEs cuando un programa funciona en el cliente a través de un contenedor que aíslacompletamente el programa de los recursos de su PC y que permita que el programa corra enun servidor o sitio remoto y que básicamente usted solo puede interactuar con el programa através del teclado y el mouse. Esta forma de virtualización soluciona el problema de tener un programa actualizado con la última versión para todos los usuarios, pues usted solo tendrá quemantener una copia actualizada en el servidor que es la que es accesada por el cliente.Esta es una solución muy buena en ambientes de oficina donde el tráfico de la red es en sumayoría interno y los clientes siempre están conectados. Algunos ejemplos de esta forma devirtualización es Citrix con su Presentation Server .

Emulación de HardwareEsta forma de virtualizar es donde el software de virtualización genera crea una capa desoftware que representa el hardware.El software de virtualización genera una capa donde se emulan los recursos del ordenador para que el sistema operativo instalado dentro del software funcione creyendo que está solo enun ordenador.

* Figura 8 – Emulación de hardware

Lo que se hace es primero tener un sistema operativo instalado en el cliente, luego se instalael software de emulación de hardware que una vez instalado y configurado queda listo parainstalar otro sistema operativo invitado, esto se hace a través del software de virtualización envez de instalarse directamente en el ordenador anfitrión quien configura el contenedor o loque conocemos como la máquina virtual. Después de esto la instalación del nuevo sistemaoperativo invitado se hace igual que como si lo estuviéramos haciendo en un ordenador

nuevo.



18

Algunos de estos programas son completamente gratis y muy fáciles instalara y configurarcomo el virtual PC 2007 de Windows (vea el manual de instalación en nuestra página demanuales), el QEMUo el VirtualBox. Algunos no gratis pero sin lugar a duda muy buenosson el VMware virtrual o VMware server, Microsoft también tiene un Virtual Server (despuéshablaremos mucho sobre virtualización de servidores), Para Mac existe el Parallels

de SWsoft o el Fusion de VMware.

5.2.2 Virtualización de Servidores.Es probablemente el tipo de virtualización más usada en todo el mundo, y es por las ventajasque genera el virtualizar un servidor en ahorro de energía, de espacio y en facilidad deadministración de menos servidores físicos.Para esto no hay definición especifica que sea diferente de las antes planteadas, puesvirtualización de servidores es como su nombre lo indica la virtualización de un servidor, ysabemos que servidores son aquellos ordenadores principales a los que los clientes u otrosordenadores se conectan para obtener archivos, impresoras o en general manejar todos losrecursos de la red.Ahora que ya sabemos al menos para que se usa la virtualización de servidores vamos adiscutir cuales son las clases de virtualización para servidores que existe. Virtualización desistemas operativos, emulación de hardware y paravirtualización.

5.2.3 Virtualización de sistemas operativosEste tipo de virtualización se da cuando primero tenemos un sistema operativo (SO) base oanfitrión en el cual instalamos un programa de virtualización que nos permite instalar a su vezotros sistemas operativos (invitados) que trabajan encima del sistema operativo principal, estogracias a la capa devirtualización puesta por un software como virtual PC o VMwareWorkstation. Los invitados funcionan de forma tal que no se dan cuenta que están siendovirtualizados sobre otro sistema operativo o anfitrión.

Las aplicaciones que trabajan dentro de los invitados lo hacen como si estuviesen funcionandoen un ordenador dedicado para ellos. Esta forma de virtualizar también es conocida comovirtualización en contenedores pues los SO invitados están contenidos en una especie de cajaque le permita trabajar de forma casi independiente, claro todo esto basado en ladisponibilidad del SO anfitrión quien por obvias razones debe estar funcionando bien primero para permitir el funcionamiento de los invitados.

Esta forma de virtualizar es eficiente e ideal cuando se requieren máquinas virtuales con unmismo sistema operativo, también reduce los costos de licencias pues con un solo sistemaoperativo se pueden montar el anfitrión y todas sus máquinas virtuales.Algunas de las compañías más importantes en esta franja de la virtualización son por supuestoVMware con VMware server, Sun como parte del sistema operativo Solaris, SWsoft quienofrece la versión comercial de Virtuozzo, y Microsoft con su nuevo Hyper ‐V.



19

Emulación de HardwareEste tipo de virtualización ya lo había discutido anteriormente en la sección de virtualizaciónde clientes, pero es en virtualización de servidores donde se usa más y donde provee mejoresy más beneficios.

Recordemos entonces que la emulación de hardware es la instalación de software devirtualización (hipervisor) antes de la instalación de cualquier otro SO, este hipervisor presenta el hardware del ordenador a todos los sistemas operativos instalados emulando losrecursos que este tiene. El hipervisor también coordina el acceso a los recursos del ordenadorque se da por parte de los sistemas operativos instalados haciendo las veces te guarda detransito que decide quién va primero y quien tiene que esperar para usar los recursos.

Esta forma de virtualizar tiene muchas ventajas, pues las máquinas virtuales instaladas puedenser completamente movidas de un ordenador físico a otro, incluso sin tener que apagarlas,esto claro si se cuenta con el software apropiado como VMware vmotion. También es idealcuando se requieren diferentes sistemas operativos corriendo en un solo PC físico; Linux,Windows, Solaris o cualquier otro sistema operativo.

Desafortunadamente no todo con esta forma de virtualizar es perfecto, pues el desempeño puede verse levemente afectado al notarse en algunas ocasiones que los programas corren un poco más lento a como normalmente corren en sistemas que no son virtuales.Es también posible que no todos los accesorios o dispositivos que se instalen al ordenadorfísico sea soportados por el hipervisor pues este es la capa de software que tiene que manejarlos dispositivos y pasar los requerimientos de los sistemas operativos invitados.

Las compañías que ofrecen esta clase de virtualización son VMware que es la compañíadominante con dos productos VMware Server y ESX Server y Microsoft Virtual Server yahora incluye la funcionalidad en Server 2008.

ParavirtualizaciónEsta forma de virtualizar servidores no se genera ninguna emulación de hardware, por elcontrario el hipervisor coordina el acceso de los sistemas operativos invitados a los recursosdel ordenador físico, mejor dicho la paravirtualización no es enteramente virtualización comoen los otros casos, pues los anfitriones interactúan de manera “directa” con los recursos físicosdel ordenador como cuando se tiene un ordenador dedicado. Esta forma de virtualizar es mas bien una forma de compartir los recursos por tiempos cortos o a quien los necesite, dándole procesador o memoria o tarjeta de red al anfitrión que lo pide e intercalando el uso de estos

entre los anfitriones.Este sistema tiene varias ventajas, entre ellas la poca carga que le da al procesador al no tenerque tener una capa completa de virtualización que se encarga de administrar los recursos yvirtualizarlos.Otra de las ventajas, es que los sistemas invitados no tienen que limitarse a los accesorios dehardware que sean soportados por el hipervisor, pues al invitado actuar directamente con la parte física es posible manejar todos los accesorios que maneja el sistema operativo montadoen el invitado.

Este sistema utiliza memoria compartida que puede ser usada por dos programas diferentes de

esta forma envía y recibe información de los invitados para el hipervisor de esa forma es quese alcanzan buenos niveles de rendimiento.



20

La desventaja es que para poder hacer esto, el hipervisor necesita modificar los sistemasoperativos que se montan como invitados, es decir toma el código del sistema operativo y leagrega algunas líneas, así es como ya se puede imaginar solo sistemas operativos como Linuxo BSD al cualquiera de código abierto pueden ser usados. Windows no es una opción en estecaso, pues Bill Gates jamás permitiría que alguien manipule su código. La buena noticia es

que Intel y AMD están produciendo procesadores que soportan sistemas operativos sinnecesidad de modificarlos así es que Windows sigue estando en la baraja de opciones, claro sise tiene uno de estos procesadores como Intel VT o el AMD‐V.El software de paravirtualización más conocido es Xen que se ofrece como software libre,este es desarrollado por una compañía llamada XenSource. Esta aplicación la podemosencontrar gratis en algunas distribuciones de Linux como Fedora, Red Hat, Suse, Debian oUbuntu. También Microsoft con su nuevo Hyper ‐V soporta paravirtualización.

* Figura 9 – Layer o capa del hipervisor



21

5.3 Empresas y software para virtualizar

Analizaremos 4 tipos de software: VirtualBox, VMware Workstation, QEMU y MicrosoftVirtual PC

5.3.1 VitualBoxEntorno gratuito con un nivel de opciones y prestaciones a la altura de muchos productos de pago.Actualmente es desarrollado por Oracle. Es multi-plataforma, siendo compatible conWindows, MAC OS X, Solaris y Linux. Viene con una gran cantidad de características quefacilitan la creación y el mantenimiento de una máquina virtual y la posibilidad de almacenarlas descripciones y los parámetros de las máquinas virtuales en archivos XML permitiendo la portabilidad de las maquinas entre usuarios.

Además VirtualBox ofrece algunas funcionalidades interesantes, como la ejecución demáquinas virtuales de forma remota, por medio del Remote Desktop Protocol (RDP) aunqueesta opción no está disponibles en la edición de código abierto (OSE).

Las últimas versiones de este entorno han mejorado mucho y ya permiten la integración de lasinterfaces cuando trabajamos con Windows, la instalación de sistemas Mac OS X Server,clonación de máquinas virtuales, e incluso trabajar con ficheros de disco virtual de Parallels,Virtual PC o VMware.Sin duda es la mejor opción para una rápida gestión en un sistema operativo alternativo.

* Figura 10 – Captura de pantalla de una maquina virtual Linux creada con VB – Elaboracion propia



22

5.3.2 VMware Workstation Existen dos ediciones, gratuita (VM Player) y de pago (VMware Workstation).La diferencia entre la de pago y la gratuita es que la primera ofrece la posibilidad de clonarmáquinas virtuales entre otras funciones de menor importancia.

VMware Workstation es similar a su homólogo Virtual PC, aunque existen diferencias entreambos que afectan a la forma en la que el software interactúa con el sistema físico. Parahacernos una idea del funcionamiento entre VirtualBox y VMware. El primero realiza unaemulación x86 y VirtualPC ejecuta directamente sobre el hardware físico sin llegar a“traducir” llamadas desde el sistema al hardware como VirtualPC.

VMware Player no permite la instalación de sistemas operativos Macintosh, pero si VMwareWorksation, con el cual se efectuará una prueba más adelante.Aunque se inicia más rápido el software, VMware instala Ubuntu en la máquina virtual sindar opción a probarlo o utilizarlo rápidamente. Este y otros aspectos hacen que haya decididoutilizar VirtualBox para la presentación.

* Figura 11 – Captura de pantalla de una máquina virtual Linux creada con VB – Elaboración propia



23

5.3.3 QEMU Manager

Es una poderosa herramienta de virtualización para Linux desarrollada bajo el sistema KVW(Kernel-based Virtual Machine).Es de código abierto. Lo que distingue a QEMU de los demás, es su habilidad para correr en“hosts” sin privilegios administrativos pudiendo instalar sistemas operativos virtuales enmemorias USB.Puede ejecutarse de dos formas diferentes:

Emulación del modo usuarioPuede ejecutar procesos compilados para un tipo de CPU en otro tipo de CPU. Lasllamadas al sistema son pensadas para desarreglos en 32/64 bits

Modo de emulación completo de sistema de ordenadorQEMU emula un sistema informático completo, incluyendo procesador y varios periféricos. Este puede ser usado para proveer hosting virtual a varios ordenadoresvirtuales en un único ordenador como con VMware.

QEMU puede arrancar varios sistemas operativos, incluyendo entre otros Linux, MicrosoftWindows, DOS, y BSD. Admite además la emulación de varias plataformas de hardware,incluyendo x86, AMD64, Alpha, Mips, y Sparc.

El problema principal con QEMU es que no tiene una interfaz gráfica definida la de sus comosus competidores más directos, VMware y VirtualBox. Ello hacia que manejar QEMU fuesecomplicado para determinados tipos de usuario. Por ello han solucionado el problemalanzando QEMU manager, que facilita una interfaz gráfica para poder usar QEMU de formamás sencilla, aunque sigue siendo una interfaz muy pobre.

A pesar de que es uno de los grandes en el software de virtualización, no me ha sido posiblearrancar ningún tipo de máquina, tanto Windows como distribuciones de Linux, utilizando

QEMU manager.



24

5.3.4 Microsoft Virtual PCCreado por Microsoft y solo sirve para emular sus sistemas (Windows 7, Windows Vista,Windows XP, entre otros).Carece de una buena interfaz gráfica, y hay que instalar todos los sistemas que se vayan autilizar.Aunque se trata de un software con el que solo se pueden manipular sistemas operativos de lamarca Microsoft, resulta bastante rápido su manejo.Para la prueba en concreto utilice una imagen (.iso) del sistema operativo Microsoft WindowsXP Profesional con actualizaciones hasta el Service Pack 2 (SP2).

* Figura 12 - Instalando maquina virtual Windows XP - Elaboracion propia

* Figura 13 - Maquina virtual funcionando con Windows XP - Elaboración propia



25

5.3.5 Tabla comparativa

Softwar e Di señador Desarroll ador ProgramaciónSS.OO.

Disponibles Li cencias I dioma Dif icultad Rendimiento

VirtualBox innotekGmbH

OracleCorporation

C++, C,Lenguaje

ensambladorx86

Multiplataforma GPL(OpcionalCDDL)

Multilenguaje Baja Alto

VMware VMware VMware C,C++MicrosoftWindows

LinuxMac OS X

Shareware Multilenguaje Baja Medio

QEMU FabriceBellard

FabriceBellard

C, Lenguajeensamblador

x86

Windows,Solaris, Linux,

FreeBSD, NetBSD,OpenBSD,Mac OS X,

ZETA, BeOS

Varias Ingles Muy altaIndeterminado.

Imposible probarlo

VirtualPC MicrosoftCorporation

MicrosoftCorporation

C++, C,Lenguaje

ensambladorx86

MicrosoftWindows

Propietaria Multilenguaje Media Medio-Alto



26

5.3.6 Creación de máquina virtual Mac OS X Snow Leopard (10.6.2) con VMwareWorkstation

He intentado crear una máquina virtual de Mac OS con los programas mencionados arriba,

más concretamente con VirtualBox, pero sin éxito. Por lo que he recurrido a una versión queya ha sido configurada por otros usuarios para poder arrancar utilizando una copia crackeadadel software VMware Workstation.Para este proceso he tenido que activar en la BIOS de mi ordenador la opción de aceleraciónde hardware para operar con varias máquinas virtuales. Esta opción (no disponible en todoslos ordenadores) esta desactivada por defecto de fábrica y queda a nuestra elección elactivarla si vamos a manejar software de este tipo.El siguiente paso consiste en la creación de la máquina virtual pero, dado que con VMware podemos exportar configuraciones de máquinas virtuales, solo he tenido que añadir losrespectivos archivos a las carpetas de directorio de VMware Workstation y arrancarla bajo unCD virtual de la propia máquina virtual.Es decir, por un lado tenía la máquina virtual exportada con sus archivos de configuración y por otro otra imagen virtual que asignaba al lector de CD/DVD de mi propia máquina virtual para que pudiese arrancar Mac OS al activar la máquina virtual.

A continuación, unas capturas de pantalla del proceso para lograrlo y del sistemafuncionando:

* Figura 14 - BIOS del sistema host. Activacion de la tecnología de VT. – Elaboracion propia



27

* Figura 15 – Vista del host y guest – Elaboracion propia

* Figura 16 - Vista en pantalla completa del sistema operativo guest (Mac OS) – Elaboracion propia

CPD y Virtualizacion

Documents

Transcript of CPD y Virtualizacion