propuesta de una plataforma virtualizada para el manejo de multiples servidores en el hospital san...
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TEMA:
PROPUESTA DE UNA PLATAFORMA VIRTUALIZADA PARA EL
MANEJO DE MÚLTIPLES SERVIDORES EN EL HOSPITAL SAN
RAFAEL
TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO POR:
ERAZO AVELAR, LUIS ERNESTO 17-2482-2011
MOLINA SOLIS, CRISTIAN BALTAZAR 17-0961-2011
RIVAS MARTÍNEZ, DANIEL ALFREDO 17-1976-2011
PARA OPTAR AL GRADO DE:
LICENCIATURA EN INFORMÁTICA
DICIEMBRE, 2016
SAN SALVADOR, EL SALVADOR, CENTROAMÉRICA
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Índice
Contenido
Introducción ......................................................................................................... I
CAPÍTULO I – DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN .......... 3
1.1Objetivos ....................................................................................................... 3
1.2 Alcances y Limitaciones ............................................................................... 4
1.3 Descripción del problema ............................................................................. 5
1.4 Justificación del Proyecto ............................................................................. 7
1.5 Cronograma de actividades .......................................................................... 8
CAPÍTULO II – MARCO TEÓRICO ................................................................... 9
2.1 Descripción de la empresa ........................................................................... 9
2.2 Descripción de las tecnologías, metodología a utilizar en el proyecto ....... 17
CAPÍTULO III – DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA DE SOLUCIÓN ......... 30
3.1 Diseño de la propuesta de solución ........................................................... 30
3.2 Descripción de los componentes de la solución ......................................... 34
3.3 Presupuesto de implementación ................................................................ 41
3.4 Estrategia de implementación .................................................................... 43
CAPÍTULO IV – ANÁLISIS Y RESULTADOS ................................................. 45
4.1 Resultados de la implementación de la propuesta de solución .................. 45
4.2 Valoraciones de la empresa o funcionabilidad del prototipo....................... 47
4.3 Conclusiones y recomendaciones .............................................................. 49
Anexos ............................................................................................................. 52
Bibliografía ....................................................................................................... 76
I
Introducción
El hospital San Rafael cuenta con una infraestructura tecnológica que cubre con
el control de registros de usuarios que se reciben diariamente y, a su vez, abarca
el entorno informático en el que los empleados se desenvuelven. Este hospital
cuenta con una cantidad considerable de empleados los cuales reciben
diariamente al sector de la población que acude al servicio hospitalario público.
Una de las finalidades de esta investigación es proponer un ambiente de
virtualización para el manejo de múltiples servidores sobre una plataforma
común de hardware, cuyas capacidades sean idóneas para el manejo de los
servicios que poseen y de tal manera, se pueda considerar seriamente en un
futuro, agregar más equipos bajo esta modalidad.
La institución recibe equipos cada cierto período de tiempo para mejorar el
ambiente tecnológico en el cual se encuentra, el área de IT se encarga de
adecuar dichos equipos a las necesidades primordiales y de velar por el
constante monitoreo sobre el uso que el personal le da a las nuevas tecnologías.
Eventualmente se reciben equipos para tareas determinadas, en este caso
particular, el hospital recibió un servidor destinado para virtualizar.
El área de IT conoce los beneficios de la virtualización de primera mano, pues
los miembros del área son personas que han manejado distintas tecnologías
tanto laboral como académicamente, sin embargo, no se cuenta con el personal
requerido para atender estas necesidades. La propuesta para implementar esta
idea trae consigo muchos beneficios, entre ellos la centralización de
herramientas y la administración de las mismas.
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Este proyecto está orientado, en primera instancia, a la investigación de los
recursos con los que cuenta el entorno de los servidores del hospital San Rafael;
también, a estudiar a profundidad la situación problemática que presentan y el
cómo proponer una solución acorde a los recursos financieros con los que una
institución pública cuenta, esto incluye analizar el equipo a disposición y las
herramientas más competitivas, tanto de pago como libres que se puedan
adquirir en el mercado.
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CAPÍTULO I – DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN
1.1 Objetivos
A. Objetivo general
Elaborar una propuesta que permita contener múltiples instancias de
servidores virtualizados para el área hospitalaria, con el fin de mejorar el
rendimiento del sistema actual.
B. Objetivo específicos
Investigar las tecnologías y los procesos, además de los servicios con
los que cuenta la institución.
Evaluar las diferentes tecnologías de virtualización disponibles
actualmente en el mercado, seleccionando la que se adecúe al
presupuesto de la institución.
Proponer un diseño de infraestructura virtualizada que se adecue a las
necesidades del área hospitalaria.
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1.2 Alcances y Limitaciones
A. Alcances
Detallar las diferentes tecnologías existentes en el hospital San Rafael,
además de los servicios y equipos que actualmente se utilizan en el
departamento de IT.
Elaborar un estudio de factibilidad de acuerdo a las diferentes tecnologías
de virtualización que se presentan en el mercado.
Elaboración de un diseño de infraestructura con una guía básica de
instalación en xen utilizando debían con lvm y bridges.
B. Limitaciones
Limitante económica es un presupuesto anual limitado para compras de
insumos para el departamento de IT
No hay personal que pueda dedicar el tiempo necesario a la migración de
los servidores físicos a la plataforma de virtualización.
Prohibición Organizacional para la adquisición de equipos, software y
contratación de personal según la política de ahorro y Austeridad emitida
por la Secretaría de Transparencia de El Salvador.
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1.3 Descripción del problema
El hospital San Rafael cuenta con computadoras que cumplen la función de
servidores y servidores que están desfasados, ya sea porque han excedido su
lapso de tiempo para soporte y tiempo de vida por parte del fabricante, o porque
simplemente una computadora no es idónea para alojar servicios de los cuales
depende la funcionalidad tecnológica de un hospital. Cabe mencionar que el
personal del área de IT intentó virtualizar en uno de los equipos que tenían
actualmente pero la arquitectura de los microprocesadores que estos poseían no
era la adecuada para esta tarea.
Primordialmente el área de IT del hospital necesita evitar que alguno de los
servicios se vea interrumpido en el momento menos esperado, cosa que ha
sucedido anteriormente y ha causado que el personal técnico suspenda sus
labores diarias hasta reestablecer la situación, retrasando así las actividades
hospitalarias que requieren de algún servicio determinado.
Figura 1. Computadora con OwnCloud en el
área de IT. Más fotos en Anexo A.
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Los problemas encontrados son:
Computadoras funcionando como Servidores.
Alto consumo Energético.
Mayor gasto monetario en mantenimiento.
Tiempo de vida y tiempo de soporte para los servidores expirado.
Equipos en ubicaciones inadecuadas.
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1.4 Justificación del Proyecto
La propuesta nace debido a que los servicios informáticos que actualmente tiene
el área de IT, están separados en diferentes servidores físicos, estos equipos
generan un mayor gasto, ya que al fallar diferentes partes de cada servidor
podría dejar fuera de producción varios servicios, mientras que en la propuesta
de virtualización se centraliza y reducen los costos.
Con la virtualización también se pretende definir una plataforma en la cual se
administre cada uno de los servicios involucrados, logrando así la centralización
de los servicios, los cuales podrán ser reconfigurados y ejecutados en un mismo
equipo. El servidor con el que se cuenta para la virtualización es un equipo marca
Dell que el hospital tenía destinado para esta tarea.
También se propondrá el uso de un software de virtualización para el manejo de
las máquinas virtuales, con el uso de una herramienta determinada se pretende
facilitar el manejo de múltiples servicios. Con esto el área de IT del hospital podrá
mejorar en gran manera el funcionamiento de sus sistemas y servicios, además
que podrá actualizar su hardware así como incrementar sus servidores virtuales
sin la necesidad de gastar en más servidores físicos.
Financieramente el hospital se ve imposibilitado de adquirir software privativo,
por lo cual las soluciones que se propondrán serán las que mejor se adecúen a
esta condición y sean capaces de competir ante una herramienta de pago, no
dejando de lado estas últimas con el fin de mostrar todos sus beneficios del
software privado frente al software libre.
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1.5 Cronograma de Actividades para la Realización de Proyecto
Figura 2. Cronograma de actividades para la realización de todo el proyecto con tiempos estimados para cada actividad.. Creado en GanttProject 2.8.
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CAPÍTULO II – MARCO TEÓRICO
2.1 Descripción de la empresa
A. Datos generales
Antecedentes históricos del hospital San Rafael
El hospital San Rafael es parte del Sistema de Salud y está bajo la vigilancia y
supervisión del Ministerio de Salud Pública. Dando atención de forma gratuita a
un alto porcentaje de salvadoreños de escasos recursos económicos, brindando
servicios médicos a un número aproximado de 800 pacientes al día entre
emergencias y la consulta externa. Cuenta para esos servicios con un número
de 80 Médicos entre Especialistas y Jefes de Departamento, estos últimos
forman el Comité Médico del hospital.
En la actualidad el hospital tiene una biblioteca donada por la Fundación
Salvadoreña Americana (FUSAM), también tiene una amplia farmacia donada
por OPS/OMS, una Sub-Estación eléctrica donada por las Naciones Unidas
(ONU), se obtuvo el ofrecimiento de parte del Comité Pro Ayuda a El Salvador
en Puerto Rico, de un donativo para la ampliación de la Unidad Quirúrgica del
hospital. Se realizó la ampliación del Estacionamiento del Vehículos con la
colaboración del Ministerio de Obras Publicas y la empresa Privada de El
Salvador. Hoy en día el hospital consta del servicio de Pensionado, aún más el
hospital consta de un Sistema de Sonido y Comunicación del hospital donado
por la familia Charur. Se tiene maquinaria nueva de secado y lavado de ropa
donada por la República de Argentina.
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El día 12 de enero de 1980 se inauguró un nuevo, espaciosos y elegante salón
en el hospital “San Rafael”, destinado a hombres. Estuvo presente a la
Inauguración el Sr. Presidente de la República.
Fundación del hospital Nacional San Rafael
El 6 de agosto de 1864, en una modesta casa propiedad de la Srta. Doña Luz
Saldaña fue fundado el hospital en la ciudad de Santa Tecla. El HNSR fue
fundado con el nombre de “Casa de Misericordia”. En estos días en el lugar
donde fue fundado el hospital, se encuentra la residencia de don Walter A.
Soundy.
“La casa de la Misericordia” fue patrocinada por el Obispo Sr. Don Tomas Miguel
Pineda y Saldaña, quien era tío de la abnegada fundadora del hospital. Todo
surgió cuando La Srta. Saldaña tomo a bien hacer un hospital, en un lugar donde
antes se encontraba un antiguo hospital de sangre, que funciono durante la
guerra del año anterior. La voluntad firme de su fundadora le permitió empezar
con seis camas, enseres y ropas que pudo reunir en base a obras de caridad e
inclusive invirtió doña Luz Saldaña todos sus bienes con ejemplar
desprendimiento; pero sus trabajos y sacrificios fueron fructuosos. Este primer
día en que fue fundado el hospital la misma doña Luz Saldaña llevo en una
carretilla a la “Casa de Misericordia “las primeras enfermeras que por voluntad
propia colaborarían a la “Casa de la Misericordia”.
El primer médico del hospital fue don Fortunato Tadey, cuya hija, doña Zoe,
pronto paso a ser parte de las filas de colaboradores de doña Luz.
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Los nombres de las primeras colaboradoras son:
Doña Engracia de Maldonado
Doña Lola Montoya
Doña Jesús López Yúdice, más tarde de Morales, y
Doña Eligia González, después de Medina
Tan grande fue la aceptación del hospital, que se tuvo que ampliar el reducido
espacio de “La casa de la Misericordia”, junto con sus colaboradores, se
adquirieron otros locales, todo ello dado que los enfermos aumentaban y a
ninguno que necesitaba atención médica o cura se le negaba la atención. Al
inicio el hospital solo era para mujeres. Sin embargo, se amplió la atención para
enfermos varones. Uno de los locales fue donación de doña Engracia de
Maldonado.
Para el 16 de enero del año 1890, nació el "hospital de Nueva San Salvador" casi
26 años después. Para aquel entonces el hospital empezaba a ser
denominado “San Rafael”, y fue trasladado a un terreno de la Finca Santa María,
donado por la honorable Sra. Doña Sara de Zaldívar, esposa del
entonces Presidente la República Dr. Rafael Zaldívar.
El hospital también ya celebraba dos principales festividades de la “Casa de la
Misericordia”: 6 de agosto, aniversario de la fundación del hospital y 24 de
Octubre, fiesta patronal del instituto benéfico.
Para el tiempo en el que el hospital empezaba a llamarse san Rafael, las
autoridades competentes tardaron en dar el aval para su construcción. Sin
Embargo, aquella porción de terreno situada entre la calle carretera a San
Salvador y la vía del ferrocarril comenzó su construcción, los planos del nuevo
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edificio, los diseños el Ing. Don José C. López Iniciándose los trabajos a fines
de 1880.
Como siempre en esta etapa se hizo notoria la generosidad de la Srta. Zaldaña
dado que entrego a la junta los últimos restos de la fortuna y el producto de la
venta de sus alhajas, lo cual genero unos 15,960 pesos de plata, su generosidad
era tan grande que jamás reparaba en gastos ni en sitios. Con el afán de recoger
dinero para su objetivo final. No conocía reparo ni vergüenza. Y nadie, por otra
parte, se negaba a ayudarle. Al fin de los tiempos, no solo había fundado el
hospital sino también lo había hecho marchar y vivir, sin más ayuda que la
providencia y el celo de su recio corazón. (2016, Hospital San Rafael)
Misión y visión
Misión
Brindar Atención en salud de forma integral y oportuna a toda la población que
lo demande, mediante acciones, prevención, curación y rehabilitación con
profesionales comprometidos, aplicando calidad humana así como con la
tecnología apropiada, en un ambiente laboral armónica fomentando la
participación social.
Visión
Ser el mejor hospital de la Red Nacional de Salud, con alta calidad y calidez en
la atención al paciente con profesionales comprometidos y capacitados con
tecnología de vanguardia.
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Funciones
Funciones generales
Hacer evaluación cualitativa del Programa de Mejoramiento continuo de
la Calidad de los Servicios hospitalarios.
Evaluación y seguimiento de los Estándares de calidad
Orientar, asesorar y controlar las diferentes actividades relacionadas con
el Programa de Calidad de los Servicios hospitalarios y estará
subordinada al Director del hospital.
Adecuar, implementar y desarrollar el Programa de Calidad de los
Servicios hospitalarios.
Capacitar las jefaturas, miembros de los Comités y a todos los
trabajadores según plan elaborado.
Supervisar, monitorear y evaluar a los diferentes Comités.
Funciones específicas
Analizar el cumplimiento, con los coordinadores o presidentes de los
comités asesores y los invitados que se consideren necesarios.
Presentar la información mensual al Comité Estratégico de Dirección
sobre la marcha del Programa y de sus resultados proponiendo
soluciones y mejoras de procesos.
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Organigrama del hospital san Rafael
Figura 3. Estructura Organizativa con la que se trabaja en el hospital San Rafael. Fuente: hospital Nacional San Rafael (Copyright © 2016).
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B. Descripción del escenario del problema
La infraestructura de servidores del hospital San Rafael cuenta con distintos
equipos que se encargan de brindar tanto los servicios hospitalarios como la
estructura interna, su esquema actual cuenta con dos Servidores IBM de los
cuales uno posee LDAP (Lightweight Directory Access) con DNS (Domain Name
System) y el otro la Aplicación del hospital con su base de Base de Datos;
también tienen dos computadoras, una con el servicio OwnCloud, otra con el
servicio CACTI. Todo este equipo adquirido entre los años 2009 y 2010.
Con el fin de tener mejores equipos, en enero del 2016 se adquirieron cuatro
servidores marca Dell de los cuales tres ya tenían un destino predeterminado:
Un servidor se utilizó para la Aplicación; otro para el Firewall y restricción del uso
de la red y un tercero destinado a la planta telefónica. El cuarto servidor se
adquirió con el fin de virtualizar aquellos otros servicios que estaban en los
servidores IBM y las computadoras (Oferta realizada por RAF y aprobada por el
Hospital San Rafael en Anexo B.)
En el trabajo de investigación se elaborará una propuesta básica de cómo se
puede implementar la virtualización de los servidores que se utilizan en el
hospital san Rafael, para tal efecto se realizará como primer punto un estudio de
las diferentes tecnologías de software existentes en el marcado para virtualizar,
por ende se tomará en consideración cuál de estas es la más viable para su uso
práctico y efectivo, posteriormente se creará un estudio económico, ya que es
parte importante si en caso se llegase a implementar en años posteriores.
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En consecuencia de esta investigación, se realizará un diseño de acuerdo a las
necesidades del hospital san Rafael, tomando en cuenta la tecnología que
poseen actualmente ya que como se define en un principio, esto solo será una
propuesta y no una implementación.
Diagrama de Red Actual del hospital San Rafael
Figura 4. Diagrama de la infraestructura de red con la que opera actualmente el hospital San Rafael.
Diagrama creado en Visio 2013
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2.2 Descripción de las tecnologías, metodología a utilizar en el
proyecto
A. Metodología a emplear
La presente investigación será de tipo descriptiva, debido a que involucra la
revisión crítica y análisis de los resultados más relevantes que se han alcanzado
en investigaciones previas, todos los problemas conceptuales y sus limitaciones
metodológicas, cuestiones no resueltas, tomando en cuenta las posibilidades de
desarrollo futuro que pueda tener la empresa en cuanto a su tecnología actual y
ver la dirección que pueda tomar para avanzar en su desarrollo. Basado en
visitas realizadas al hospital, se realizará una propuesta.
Teniendo en cuenta esto, se hará un diagnóstico de todos los recursos con los
que actualmente cuentan para poder llevar a cabo una posible virtualización.
Con un análisis de factibilidad, se podrá medir qué tanto se podría mejorar el
desempeño actual de los recursos con la propuesta.
Tomando como punto de referencia la forma actual de administración de sus
equipos y tecnologías con que cuentan, la Unidad de Informática del hospital
Nacional San Rafael, se plantea diferentes alternativas apegadas a su realidad
que le permitan llevar a cabo los objetivos del mencionado nosocomio, tanto a
corto, mediano y largo plazo, sin dejar de lado todas las necesidades de dicha
Unidad, en vista de sus necesidades, servirá de base para tener una visión
completa de toda su infraestructura tecnológica con que cuentan y cómo se
podría elevar su desempeño actual.
El estudio de Factibilidad, es el instrumento que servirá para orientar la toma de
una decisión en la evaluación de la propuesta la cual se llevará a cabo por medio
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de la propuesta técnica, donde se verán los recursos necesarios para realizar los
procesos que necesite el proyecto, tomando en cuenta los recursos con los que
ya se cuenta o contemplar recursos adicionales necesarios.
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B. Síntesis de las tecnologías a utilizar
Actualmente en el mercado tecnológico existen muchas ofertas de tecnologías
para llevar a cabo un proceso de virtualización, la que se propone fue elegida
basado en una revisión exhaustiva de varias tecnologías, las cuales fueron
comparadas por medio de un cuadro comparativo, tomando muy en cuenta la
realidad del área de IT del hospital. Actualmente cuentan con dos servidores de
torre, dos computadoras fungiendo como servidores y, este año, adquirieron
cuatro servidores y una SAN.
En estos días la virtualización es una tendencia a la alza, en la virtualización se
crea una versión virtual de los recursos de una computadora, como una
plataforma de hardware, un sistema operativo, un dispositivo de almacenamiento
o un recurso de red.
Es posible virtualizar el hardware de servidor, el software de servidor, virtualizar
sesiones de usuario, virtualizar aplicaciones y crear máquinas virtuales en una
computadora de escritorio con programas para virtualizar.
Los programas para virtualizar son el hipervisor o monitor de máquina virtual que
permite aplicar las técnicas de virtualización. Existen dos tipos de programas
para virtualizar, los que son de pago o comerciales y los gratuitos. Entre los de
pago se encuentran: VMWare Workstation, Hyper-V, Virtuozzo, Citrix y entre los
programas de código abierto se encuentran: Xen, Kvm, OpenVZ. Además de
mencionar el aporte que hacen las empresas desarrolladoras de procesadores
como AMD e Intel, en cuanto a fabricar tecnologías que se adecuen a la
virtualización, facilitando de esta manera, la implementación de la misma.
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Virtualización
La virtualización de servidores es crear un contenedor de software aislado, el
cual contiene dentro un sistema operativo y el conjunto de aplicaciones que la
acompañan. Esta tecnología ofrece tener muchas más aplicaciones en cada
servidor, esto debido a que la máquina virtual encapsula un servidor completo,
el cual puede ejecutar su sistema operativo y sus aplicaciones en un mismo
anfitrión a la vez.
Al poder minimizar la cantidad de servidores, utilizamos la capacidad total de una
máquina física, lo que permite implementar o invertir en menos servidores físicos,
maximizando así la utilización del servidor.
Suministro más eficiente de las aplicaciones y recursos, de manera que todas
las máquinas virtuales se pueden manipular de manera más sencilla, así como
copiar y pegar de un lugar a otro, lo cual se traduce en un mejor rendimiento, así
como una escalabilidad y reducción de costos.
El software que lleva a cabo la virtualización se llama Hypervisor o mejor
conocido como el administrador de la virtualización, este se localiza entre el
sistema operativo y el hardware, este mismo asigna una cantidad variable de
accesos que los sistemas tienen al procesador, disco duro y memoria física.
(© 2016 VMware, Inc)
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Ventajas
Aislamiento: Las máquinas virtuales son totalmente independientes,
entre sí y con el hipervisor. Por tanto un fallo en una aplicación o en una
máquina virtual afectará únicamente a esa máquina virtual. El resto de
máquinas virtuales y el hipervisor seguirán funcionando normalmente.
Seguridad: Cada máquina tiene un acceso privilegiado (Root o
administrador) independiente. Por tanto, un ataque de seguridad en una
máquina virtual sólo afectará a esa máquina.
Flexibilidad: Se puede crear las máquinas virtuales con las
características de CPU, memoria, disco y red necesarios, sin necesidad
de “comprar” un ordenador con esas características. También se puede
tener máquinas virtuales con distintos sistemas operativos, ejecutándose
dentro de una misma máquina física.
Agilidad: La creación de una máquina virtual es un proceso muy rápido,
básicamente la ejecución de un comando. Por tanto, si necesitamos un
nuevo servidor se puede obtener casi al instante, sin pasar por el proceso
de compra, configuración, etc.
Portabilidad: Toda la configuración de una máquina virtual reside en uno
o varios ficheros. Esto hace que sea muy fácil clonar o transportar la
máquina virtual a otro servidor físico, simplemente copiando y moviendo
dichos ficheros que encapsulan la máquina virtual. (Eugenio Duarte,
2012)
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Hipervisores
VMWare vSphere (ESXI)
Es la plataforma de virtualización líder del sector para construir infraestructuras
en la nube. Permite a los usuarios ejecutar aplicaciones críticas para el negocio
con confianza y responder con mayor rapidez a las necesidades empresariales.
VSphere acelera el cambio hacia el cloud computing para los centros de datos
existentes, además de sustentar las ofertas de cloud pública, de tal forma que
constituye una base para el único modelo de cloud híbrida del sector. Con más
de 250,000 clientes en todo el mundo y el respaldo de más de 2500 aplicaciones
de más de 1400 partners ISV, VMware vSphere es la plataforma de confianza
para cualquier aplicación.
Características.
VSphere Virtual Symmetric Multiprocessing (SMP) permite utilizar
máquinas virtuales ultra potentes con hasta ocho CPU virtuales.
VSphere Storage Virtual Machine File System (VMFS) permite a las
máquinas virtuales acceder a los dispositivos de almacenamiento
compartido (Fibre Channel, iSCSI, etc.).
Permite que varias máquinas virtuales compartan recursos de hardware
con un rendimiento que puede igualar (y, en ocasiones, superar) al nativo.
El hardware virtual de VMware es capaz de admitir 1 TB de RAM y gran
variedad de hardware de próxima generación, como los procesadores de
gráficos 3D o los dispositivos USB 3.0.
VSphere Storage API proporciona integración con las soluciones de
protección de datos de terceros compatibles.
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Adicionalmente VMWare vSphere vMotion permite la migración en caliente de
máquinas virtuales entre servidores sin interrupción alguna para los usuarios ni
pérdidas de servicio. De esta forma se elimina la necesidad de programar tiempo
de inactividad de las aplicaciones para el mantenimiento de servidores.
Vmware High Availability (HA) es la solución automatizada más rentable para el
reinicio de todas las aplicaciones en cuestión de minutos en caso de un fallo de
hardware o del sistema operativo.
La conexión en caliente permite conectar o desconectar dispositivos virtuales de
almacenamiento o de red de las máquinas virtuales sin interrupciones ni tiempo
de inactividad.
La ampliación en caliente de discos virtuales permite añadir almacenamiento
virtual a las máquinas virtuales sin interrupciones ni tiempo de inactividad.
Con esto VMware vSphere proporciona una completa plataforma de
virtualización con un conjunto integral de servicios de aplicaciones e
infraestructura. (G.A. Cajas Cobón, 2015)
VMware vCenter Converter Standalone
Proveer una sencilla solución, para automatizar el proceso de convertir una
Máquina física hacia una virtual, esté corriendo bajo Windows o Linux, otros
formatos de máquinas virtuales e incluso formatos de imagen de máquinas de
terceros. A través de una sencilla interfaz, se puede convertir una máquina física,
o una máquina de la red y convertirla a una Máquina Virtual o a un fichero de
imagen, para ser usado posteriormente, y lo mejor, sin tiempo de parada.
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Beneficios
Convertir máquinas físicas que estén ejecutando Windows o Linux de una
manera sencilla y sin tiempo de parada.
Permitir clonaciones sin parada de servicio, sin tener que reiniciar el
servidor origen.
Convertir imágenes de terceros de máquinas como pueden ser Parallels
Desktop, Symantec Backup Exec System Recovery, Norton Ghost20,
Acronis, StorageCraft, Microsoft Virtual Server o Virtual PC, y Microsoft
Hyper-V Server a máquinas virtuales VMware.
Agregar una fiabilidad máxima al realizar la copia mediante un snapshot
del sistema operativo de la máquina de origen, antes de empezar a migrar.
Permitir una gestión centralizada de conversiones de máquinas virtuales
o físicas, así podremos gestionar desde una única consola la migración
de varias máquinas al mismo tiempo.
XEN
El Hipervisor Xen es un código abierto de tipo-1 o Hipervisor de baremetal, lo
que hace que sea posible ejecutar muchas instancias de un sistema operativo o
incluso diferentes sistemas operativos en paralelo en una sola máquina (o host).
El Hipervisor Xen Proyecto es el único tipo-1 Hipervisor que está disponible como
código abierto. Se utiliza como base para un número de diferentes aplicaciones
comerciales y de código abierto, tales como: la virtualización de servidores,
infraestructura como servicio (IaaS), la virtualización de escritorios, aplicaciones
de seguridad, electrodomésticos integrados y hardware. El Hipervisor Xen
proyecto es capaz de alimentar las nubes más grandes en producción hoy en
día.
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Características
Ocupa poco espacio y la interfaz (es de alrededor de 1MB de tamaño).
Debido a que utiliza un diseño de microkernel, con una pequeña huella de
memoria y una interfaz limitada para el huésped, es más robusto y seguro
que otros Hipervisores.
Sistema operativo agnóstico: La mayoría de las instalaciones funcionan
con Linux como la pila de control principal (también conocido como
"dominio 0"). Sin embargo, un número de otros sistemas operativos se
puede utilizar en su lugar, incluyendo NetBSD y OpenSolaris.
Conductor Aislamiento: El Hipervisor Xen tiene la capacidad para permitir
que el controlador de dispositivo principal para un sistema funcione dentro
de una máquina virtual. Si el conductor se bloquea, o se ve comprometida,
la máquina virtual que contiene el controlador puede ser reiniciado y el
conductor reinicia sin afectar al resto del sistema.
Paravirtualization: La paravirtualización es un sistema virtualizador
mediante el cual, las instrucciones de la MV (Máquina Virtual) se ejecutan
directamente en el procesador físico, puesto que emplea sistemas
operativos modificados para ello.
Herramienta de conversión Virt-P2V
La herramienta Virt-P2V es utilizada para transformar un servidor físico en
servidor virtual, para migrar a XEN (Virt-P2V es un "Live CD" que convierte
máquinas físicas para ejecutar en diferentes hipervisores).
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Kernel Virtual Machine (KVM)
KVM (por máquina virtual basada en el kernel) es una solución de virtualización
completa para Linux en hardware x86 que contiene extensiones de virtualización
(Intel VT o AMD-V). Se compone de un módulo de núcleo, kvm.ko, que
proporciona la infraestructura de virtualización de núcleo y un módulo específico
de procesador, KVM-intel.ko o KVM-amd.ko.
El uso de KVM, se puede ejecutar múltiples máquinas virtuales que se ejecutan
sin modificar imágenes Linux o Windows. Cada máquina virtual tiene un
hardware virtualizado privado: una tarjeta de red, disco, adaptador de gráficos,
etc.
KVM es un software de código abierto. El componente del núcleo de KVM se
incluye en la línea principal de Linux, a partir del 2.6.20. El componente de
espacio de usuario de KVM se incluye en la línea principal de QEMU, a partir de
1,3.
Escalable
Ampliar los recursos del sistema virtualizado se vuelve más sencillo debido a
que si se necesita agregar más memoria RAM a una máquina virtual, se puede
hacer a través de software, siempre y cuando el espacio solicitado esté
disponible.
Estas son sólo algunas características que han hecho de la virtualización un
tema primordial para el ámbito empresarial así como para personas que les gusta
manejar sus ordenadores o sus sistemas de pruebas de manera eficiente.
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Cuadro 1: Comparación de las diferentes tecnologías de virtualización en el mercado.
C. Cuadro Comparativo Software Ventajas Desventajas Costos de Licencias
(no incluye Soporte) Usos Recomendados
VMWare Sin duda es la solución más popular y Extendida. Goza de una alta reputación entre los administradores de sistemas no por su calidad si no por su excelente servicio de soporte a la compañía. Solidez, estabilidad, seguridad y soporte del fabricante ejemplar. Admite drivers del entorno.
Dificultad de puesta en marcha para usuarios con escasas nociones en informática.
Soporte en español difícil de encontrar.
El gestor de máquinas virtuales tiene un rendimiento mediocre en máquinas con hardware no moderno.
VMware vSphere Hypervisor (Gratuito) VMWare vSphere standard $995.00 VMware vSphere with Operations Management Enterprise Plus $4395.00
Desarrollo, Investigación técnica, entorno de pruebas, consolidación de servidores.
XEN Desarrollado por la universidad de Cambridge y por unidades de Intel y AMD, Xen es potente y escalable orientado a los usuarios más experimentados, es muy seguro posee un sistema de Paravirtualización innovador y efectivo con un desarrollo muy profesional.
Curva de aprendizaje costosa y muy poca documentación sobre su uso.
Tiempos de despliegue mayores.
No admite drivers de entornos a emular y posee un desarrollo algo inmaduro.
XenServer 7.0 Enterprise Edition - On-Premises Subscription License per CPU Socket, with 1 year Software Maintenance $695.00 Xen Versión Gratuita es GPL.
Entornos de prueba, consolidación de servidores, sistemas de recuperación rápidos.
KVM Permite ejecutar máquinas virtuales utilizando imágenes de disco que contienen sistemas operativos sin modificar, cada máquina tiene su propio hardware virtualizado.
Sobrecarga de CPU y memoria.
Emuladores SCSI limitados a 16 dispositivos y con un máximo de 4 IDE por huésped.
Licencia GPL y LGPL Emulación de sistemas operativos para producción.
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Conclusión de Cuadro Comparativo
Como se puede observar en el cuadro comparativo, existen tres buenas
tecnologías de virtualización, sin embargo esta investigación se inclinará por
brindar una solución basada en Xen ya que permite una paravirtualización
completa, además el rendimiento con la paravirtualización es bastante bueno en
términos de uso de memoria, disco y CPU, esto quiere decir que el consumo de
memoria RAM disminuye en el sistema operativo del host al ser asignada a una
máquina virtual. Todo esto se abona a la configuración que se realiza mediante
un programa de cliente instalado en el host, pero puede conectarse a la máquina
virtual desde un cliente remoto.
Con Xen también es posible modificar el tamaño de la memoria RAM asignada,
conectar tarjetas de red y agregar discos en caliente. Cabe mencionar que KVM
no cuenta con paravirtualización y VMWare es una solución que no está
orientada a las tecnologías con las que cuenta el área de IT, ya que estas son,
en su mayoría, Open Source.
Las diferentes soluciones presentadas pueden ser utilizadas de manera óptima
en diferentes entornos. Para el escenario específico evaluado en este
documento la opción elegida es la plataforma Xen por los siguientes motivos:
Mejor rendimiento y mejor soporte para servidores y host Linux.
Escalabilidad y estabilidad.
Permite tener máquinas virtuales con pocos recursos asignados.
Software libre
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Cabe mencionar que el hospital San Rafael tiene una política en contra de la
compra del software de paga, por lo cual el último ítem es clave para la elección
de esta plataforma.
Si bien la interfaz gráfica y la consola son bastante limitadas, esto no constituye
una limitante en la propuesta, ya que la mayor parte de la interacción con el
servidor puede realizarse mediante conexión remota vía SSH.
30
CAPÍTULO III – DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA DE
SOLUCIÓN
3.1 Diseño de la propuesta de solución
Arquitectura de Virtualización
La arquitectura de virtualización posibilita la consolidación de los servidores con
los que cuenta el hospital San Rafael, permitiendo aprovechar al máximo los
recursos físicos disponibles y permite habilitar la automatización de tareas de
gran importancia como la migración de las máquinas virtuales, garantizando la
entrega de los servicios a los usuarios sin interrupciones. Con este objetivo se
deben definir aspectos tales como los sistemas operativos e hipervisores que
conforman la infraestructura a gestionar por Xen.
El uso de Xen como gestor de infraestructura, condicionan la selección del
hipervisor a tres posibilidades: Xen, VMWare VSphere y KVM. KVM hace uso
de la virtualización completa exigiendo el empleo de microprocesadores que
cuenten con extensiones de virtualización. Xen, por su lado, puede usar tanto la
virtualización completa como la paravirtualización.
Si se dispone de hardware con soporte para virtualización se recomienda el
empleo de Xen con su variante de paravirtualización. Entre otras razones: por
contar con cuatro años más de experiencia que KVM, demostrada superioridad
en pruebas de rendimiento que chequean el soporte de redes y almacenamiento
virtual, seguridad, alta disponibilidad, tolerancia a fallos y escalabilidad de
procesadores virtuales. De no contar con hardware con soporte para
31
virtualización y no resulta necesario el empleo de Windows como sistema
operativo invitado.
En este apartado se pretende definir la relación que existe entre los recursos
físicos de los servidores (procesadores, RAM, disco duro) y sus homólogos en
las máquinas virtuales. El aseguramiento de niveles óptimos de desempeño
pasa por la reservación de una mayor cantidad de recursos físicos para la
virtualización, o sea, "mientras más, mejor". Además, el uso de los recursos
virtuales debe estar entre el 60% y 80% de los físicos, para evitar tanto su
infrautilización, como su explotación excesiva.
Tomando en cuenta que el hospital san Rafael tiene dos servidores y dos
máquinas utilizadas como servidores, se recomienda virtualizar ya que esto
generará una reducción de costos considerable, a su vez se reduciría el número
de servidores físicos y en consecuencia, la disminución de los costos en
mantenimiento de hardware, además aumentaría la eficacia de la utilización de
espacio en el centro de datos. Todo esto se hará en un servidor Marca Dell
modelo R530, el cual cuenta con la capacidad de virtualizar, tomando en cuenta
que las MV se almacenaran directamente en la SAN.
32
A continuación se presenta un diagrama lógico de nuestra propuesta de
virtualización.
Figura 5. Diagrama Lógico que se pretende implementar para la infraestructura del hospital San Rafael.
Imagen creada en Visio 2013.
33
Cuadro 2: Dimensionamiento de Equipos y Servicios a virtualizar.
El Servidor que fungirá para la virtualización posee dos discos de 300 GB con arreglo de RAID y capacidad en RAM es de 16 GB con 2 procesadores Xeon de 8 núcleos cada
uno, por lo tanto, las capacidades del Servidor para virtualización en comparación a los totales del cuadro, muestran que no se está excediendo el 60% ideal para virtualizar.
34
3.2 Descripción de los componentes de la solución
Estructura de Xen
Figura 6. Elementos que conforman el funcionamiento de Xen. Fuente: C.A González (2007).
Xen está formado por los siguientes componentes:
Hardware: Servidor físico en el cual estará alojado el entorno virtualizado.
Hypervisor: El hipervisor es la pieza fundamental de Xen, es el controlará
el hardware y distribuirá los recursos en los diferentes dominios o
servidores.
Dispositivos Reales: Recursos que posee servidor y que están
destinados para virtualizar (CPU, RAM, etc).
35
Kernel modificado: Xen es ejecutado sobre una plataforma de Linux, en
este caso el Sistema Operativo Debian, al cambiar las prioridades de
arranque de este sistema operativo, se obtendrá un sistema adaptado al
hipervisor.
Aplicaciones y Xen Monitor: Las aplicaciones representan la utilización
que se le está dando al dominio, el Xen Monitor es la plataforma en la cual
se podrán aplicar todas las herramientas de Xen por medio de comandos,
conocidas también como Xen Tools.
Dom0: Dominio principal o anfitrión desde el cual se ejecutarán y
administrarán los demás servidores.
Dom1 y 2: Son los servidores alojados dentro del entorno virtual, dentro
de la terminología de Xen son conocidos como des-privilegiados o
invitados.
Dispositivos virtuales: Son los recursos asignados a cada dominio
invitado.
Eth0: Tarjeta de red por defecto que proporciona el sistema operativo
Linux. .
Vif: Representación de las tarjetas de red asignada a cada dominio y de
la comunicación interna.
Xenbr0: Switch virtual que controla la comunicación de los dominios a
través de las Vif.
36
Características del Servidor a utilizar
El servidor que se utilizará para la virtualización es un PowerEdge R530 y sus
características son:
8 tarjetas de Red.
2 Discos duros internos de 300GB 15K RPM SAS 12Gbps.
2 Procesadores Intel® Xeon® E5-2630L v3 1,8 GHz, caché de 20 M, 8.
GT/s QPI, Turbo, HT, 8 C/16 T (55 W), mem. Máx. 1.866 MHz.
2 RDIMM de 8 GB, 2133 MT/s, clasificación doble, ancho de datos x8.
Configuración de RAID 1 para H330/H730/H730P (2 HDD o SDD).
Figura 7.Servidor Dell PowerEdge R530 en el cual estará alojado Xen. Debajo de él se encuentra un
servidor R515 que cumple otra funcionalidad. Equipo completo en Anexo C.
37
Características de la SAN a utilizar
La SAN que se utilizará para el almacenamiento es una Dell Scv2000 y sus
características son:
Almacenamiento interno 12 compartimientos para unidades de 3,5”.
Capacidad de almacenamiento interno total 24 Tb.
1 Controladora ISCSI.
Arreglo de discos RAID 6.
Procesador Intel Xeon.
Figura 8.SAN Dell Scv2000 en el cual estará alojado el almacenamiento externo para las imágenes de
Xen. Fuente: Dell Inc. Copyright 1999-2016.
38
Características del Switch para la SAN
Puertos tipo básico de conmutación RJ-45 Ethernet.
Gigabit Ethernet (10/100/1000).
Cantidad de ranuras del módulo SFP+ 2.
Puerto de consola RJ-45.
Tecnología de cableado Ethernet de cobre 1000BASE-T, 100BASE-TX,
10BASE-T.
1 puerto USB 2.0.
Soporte de módulo para 10GbE.
Figura 9. Switch Dell Networking N3024P dedicado a las conexiones de la SAN. Fuente: Dell Inc.
Copyright 1999-2016.
39
Cuadro 3: Servicios a virtualizar en el hospital San Rafael con sus
especificaciones.
Servidor de Dominio y Autenticación: Un controlador de Domino
Primario (PDC) usando Samba y LDAP NSS-PAM para administración
de credenciales y NSS y PAM para autenticación de usuarios. DNS
Con Bind para la resolución de nombres.
Servidor de Monitoreo: Con la Herramienta CACTI para el monitoreo
de enlaces y equipos de red.
Servidor OwnCloud: Administrador de almacenamiento de archivos
para el personal del hospital.
Servidor Web: Servidor Apache para dar el Servicio Web que aloja la
página web oficial y Base de Datos ejecutada en MySQL para las
aplicaciones.
SERVICIO VERSIÓN PUERTO RFC
LDAP openldap-2.4.31 636
2251 y 2256
DNS (Bind9) BIND 9.8.4
53 1034
APACHE Apache 2.2.22
8080
2616
MYSQL MySQL server 5.5
3306
2743
CACTI Cacti 0.8 161
1213
OwnCloud OwnCloud 9.0
85 1035
40
Cuadro 4: Dimensionamiento planeado para nuevo Servidor.
Este dimensionamiento es efectuado en base a las características del servidor Dell PowerEdge R530.
41
3.3 Presupuesto de implementación
Propuesta económica
A continuación se presenta la propuesta económica sobre los diferentes costos
para su posterior implementación, en caso que el hospital San Rafael considere
tomar en cuenta el proyecto.
Esta propuesta económica esta intrínsecamente relacionada con la ley de
Política de Ahorro y Austeridad emitida por la Secretaria de Transparencia de El
Salvador, Decreto No. 58, artículo 9, inciso C, año 2015. (Órgano Ejecutivo de la
República de El Salvador, 2015. Artículo detallado en Anexo D). Se debe tener
en consideración que el hospital San Rafael ya posee un servidor con estas
características.
42
Cuadro 5: Presupuesto para el ambiente virtualizado.
Nota: El hospital ya contaba con el Servidor para el Hipervisor, los precios están basado la cotización que el proveedor realizó en el año 2015 adjunta en los anexos.
Ítem
Detalle
Precio Unitario
Cantidad
Precio
Hipervisor
Open Source XEN
$0.00
1
$0.00
Capacitación
Capacitación en el uso de Xen para el manejo de:
Creación de dominios.
Utilización de tarjeta virtual.
Administración centralizada de servicios.
Conexión y configuración a almacenamiento externo (SAN).
Sesiones de 4 horas diarias por cuatro días. (16 horas)
$20 por hora
1 persona del área a capacitar.
$320.00
Instalación
Instalación de Xen en el entorno del hospital San Rafael: Configuración de Xen en servidor Dell R530, conversión de servidores físicos a virtuales, instalación y, levantamiento de servicios y período de pruebas.
$30 por hora
3 técnicos que implementarán en
una semana. (40 horas)
$1,200.00
TOTAL (No incluye IVA) $1,520.00
43
3.4 Estrategia de implementación
La Propuesta de Virtualización de Servidores en el hospital San Rafael constará
de tres fases:
Fase 1
En esta primera etapa se realizó el proceso de solicitud de permiso anta el área
de IT del hospital San Rafael para poder presentar el proyecto como un beneficio
para las necesidades que actualmente existen dentro de la institución.
Se tomó en cuenta la ayuda del personal de informática y los elementos
encontrados en la infraestructura existente. Los primeros pasos que se
realizaron, una vez se obtuvo con la aprobación, fueron los siguientes:
Identificar la infraestructura actual de los servidores. Acá se identificó que
utilizaban dos computadoras de escritorio como servidores y dos servidores
como tal, los cuales tienen los servicios críticos antes mencionados como DNS,
LDAP, OwnCloud y Apache.
Fase 2
Tomando como base estos productos se realizó un análisis técnico de algunas
bondades que ofrece cada uno y de todos los productos evaluados los únicos de
mayor aceptación fueron VMware, Xen y KVM.
Se procedió a evaluar distintas alternativas de virtualización, dando como
resultado la elección de Xen por su mejor rendimiento en comparación a KVM y
su alternativa de software libre frente a VMWare, que es un software con licencia,
y a las políticas que impiden la compra de licencias.
Se identificó las características del hardware del servidor que se adquirió para
virtualizar y las características de hardware de los servidores y computadoras
44
que estaban utilizando con el objetivo de identificar las necesidades que requiere
la virtualización.
Fase 3
Se realizó un análisis técnico y económico en el cual se determinó que Xen era
la mejor alternativa de solución ante la problemática del hospital San Rafael.
Posteriormente, se creó un diseño lógico en la cual se detalló la infraestructura
de los servidores con los que se cuentan. Y posteriormente e implementó un
prototipo en computadoras de uso académico para demostrar la funcionalidad
de la propuesta con algunos servicios.
45
CAPÍTULO IV – ANÁLISIS Y RESULTADOS
4.1 Resultados de la implementación de la propuesta de
solución
A lo largo del desarrollo de este trabajo de investigación se realizó un análisis,
un diseño y la propuesta de una plataforma de virtualización Open Source, la
cual soluciona diversos problemas que se presentaban en el área de IT del
hospital san Rafael, el problema principal de dicho desarrollo fue el diseño de
solución y los componentes que lo integran, sin embargo se logró desarrollar una
prueba en las máquinas que se utilizaran para la evidencia y así presentar las
siguientes bondades que posee Xen:
Con Xen se podrá reducir el espacio físico que los antiguos servidores utilizaban,
reduciéndose esto a una sola consola de administración de servidores.
Figura 10. Consola de administración de Xen. El comando xl list enlista las máquinas virtuales en el
entorno. Guía de configuración anexo E.
Es importante recalcar que, para efecto de pruebas y demostración, solamente
se crearán dos máquinas virtuales debido a la poca capacidad de las máquinas
de soportar más dominios o máquinas virtuales en Xen.
46
Otro de los resultados de la propuesta de nuestra investigación son las bondades
de la paravirtualización, ya que utiliza mejor los recursos del host donde está
funcionando.
Figura 11.Servidor Debian con Xen instalado y configurado como el primero a iniciar en prioridad.
La integración de servidores físicos a virtuales permite el desarrollo tecnológico
del hospital San Rafael en comparación a las entidades públicas del país, por lo
tanto, el realizar una inversión económica para este tipo de tecnología genera
beneficios en ahorro de dinero en corto y largo plazo.
47
4.2 Valoraciones de la empresa o funcionabilidad del prototipo
La propuesta de implementación de una plataforma virtualizada con XEN traerá
consigo los siguientes beneficios al área de IT del hospital:
Ahorro energético: Al separar cuatro equipos físicos entre computadoras
y servidores e incorporarlos virtualmente a Xen, habrá una reducción en
el consumo energético que el área de IT genera al hospital.
Administración centralizada y virtudes de Xen: La virtualización
permite que la administración de todos los servicios sea centralizada, de
esta manera será más fácil localizar los problemas. Lo que le da un valor
agregado a Xen sobre otras herramientas en esta valoración es que
permite modificar los recursos de cada servicio cuando estos estén en
ejecución, pudiéndose ampliar o reducir la capacidad en memoria o
incorporar otra tarjeta de red con el servicio operando.
Paravirtualización: Xen ofrece una paravirtualización completa frente a
la gran mayoría de tecnologías en el mercado, es decir, los recursos que
los servicios virtualizados requerirán en su nuevo entorno serán tomados
directamente del hardware del servidor.
Reducción de Costos y Tiempo en Mantenimiento: Los equipos
actuales reciben mantenimiento cuatro veces al año y éste es brindado
por los técnicos del área, con el servidor Xen se reducirá el tiempo que
los técnicos invierten periódicamente y, más importante aún, se ahorrará
en costos por piezas a reparar y/o difíciles de encontrar debido al tiempo
de vida de los equipos actuales. Si bien el servidor Xen no está excepto a
fallar, las piezas serán más fáciles de localizar por su período de Soporte
y Vida aún vigentes.
48
Escalabilidad virtualizada: En el futuro se pueden integrar otros
servicios al servidor Xen, esto siempre y cuando exista la capacidad en
memoria y disco. La inversión que se realizaría a futuro por la expansión
de estos recursos es menor que la compra de otro equipo.
49
4.3 Conclusiones y recomendaciones
Conclusiones
Con el desarrollo de este proyecto se conoció de primera mano el porqué del
éxito de la aplicación de las tecnologías de virtualización, concretamente de la
paravirtualización, como solución que permite consolidar servidores de forma
eficiente a través de una solución libre como Xen. Mediante la propuesta de una
estrategia de consolidación de servidores, puede aumentar la eficiencia de la
utilización del espacio en el centro de datos.
Por lo tanto, se concluye que:
Al tener cada aplicación en su propio entorno virtual, se puede evitar que
una aplicación impacte a otras aplicaciones al momento de realizar
mejoras o cambios, lo que reduce la posibilidad que las aplicaciones dejen
de operar en los momentos menos esperados, esto trae consigo un
aumento en la disponibilidad de servicios tecnológicos del hospital.
Se obtendrá un sistema ampliamente escalable, es decir, si se requieren
más máquinas, estás pueden ser máquinas virtuales, por lo tanto, el costo
cuando el hospital necesite uno o más servidores adicionales será menor
a adquirir otro servidor físico. El costo puede llegar a ser nulo si aún hay
espacio virtual disponible y la infraestructura podrá crecer escalablemente
dentro de un mismo equipo, lo que beneficia al hospital en el ahorro
monetario y desarrollo tecnológico.
Centralización, con esto el tiempo para localizar un problema se reduce
significativamente ya que, al contar con los servicios virtualizados en una
misma plataforma, la administración de los mismos se concentra en una
50
sola consola, logrando con esto que el administrador pase de un servidor
a otro mediante instrucciones por comandos.
Adaptabilidad, porque las infraestructuras virtuales pueden ser diseñadas
para cualquier propósito. Existe multitud de soluciones de virtualización
que pueden ser implementadas para encajar perfectamente en las
necesidades del hospital. Las máquinas virtuales son creadas con una
configuración adaptable bajo la responsabilidad del administrador y en
beneficio del hospital.
51
Recomendaciones
Se solicite un nuevo servidor de iguales o similares características para
optar a un ambiente virtualizado con alta disponibilidad y redundancia.
Planificación de una prueba piloto con el fin de validar en un ambiente
controlado la propuesta de virtualización presentada.
Se recomienda la adquisición de, al menos, 16 Gb de RAM adicionales
para el servidor que ya poseen en el caso se requiera aumentar el número
de máquinas virtuales.
Entrenamiento técnico en Linux con el fin de garantizar una utilización
adecuada de Xen.
Contar con documentación de todos los sistemas con los que el Hospital
cuenta.
52
Anexos
Anexo A. Servidores IBM y computadoras que fungen como
servidores
53
Anexo B. Oferta de equipo Datacenter realizada por RAF
54
55
56
57
Anexo C. Servidores Dell con los servicios de Firewall, PBX,
Aplicaciones, Virtualización y SAN.
58
Anexo D. Política de Ahorro y Austeridad emitida por la
Secretaria de Transparencia de El Salvador, Decreto No. 58,
artículo 9, literal C. Año 2015
59
Anexo E. Guía Básica de instalación y configuración del
Entorno Virtualizado.
Esta guía describe cómo instalar Xen en Debian Jessie GNU/Linux y cómo
configurar las interfaces de red para ser utilizadas como bridges.
Nota:
Se debe instalar Debian configurando la partición principal como LVM. Para que
Grub2 pueda instalarse sin problemas se debe crear una partición especial en
primer lugar de tipo biosgrub (1 Mb es suficiente) (según el tipo de servidor es
posible que sea necesaria o no) y otra para /boot de 256Mb (puede ser de tipo
ext4). El resto del disco duro puede ser asignado a LVM en el que se creará un
grupo único (VG) en el que dentro se creará una partición (LV) para / (se puede
llamar root) de un tamaño moderado y otro LV para swap, del tamaño apropiado
según el tamaño de la RAM. El resto del espacio se deja sin asignar, pues
posteriormente se crearán los LVs de las máquinas virtuales.
Paso 1
Instalar XEN por medio de la siguiente instrucción.
Paso 2
Cambiar la prioridad de arranque del kernel para que inicie el hypervisor.
Y luego:
60
Paso 3
Limitar y proteger el uso de memoria y CPUs de la dom0. Como usuario root
editar el archivo /etc/default/grub, tal como se muestra a continuación.
Y Agregar la Siguiente línea:
Esto limita el uso de memoria a 512 MB y a un solo núcleo.
Nota:
Se recomienda que se dedique explícitamente el núcleo del CPU a usar, sobre
todo cuando los guest vayan a tener operaciones IO intensivas. En general,
especificar el núcleo del CPU reduce los cambios de contextos, lo que supone
alguna mejora en el rendimiento.
Paso 4
Actualizar la configuración de GRUB ejecutando como root la siguiente orden:
61
Paso 5
Editar como root el archivo /etc/network/interfaces
Cambiamos la configuración normal de eth0, eth1, etc. (quitamos cualquier
configuración de IP) por:
De manera similar con todas las demás interfaces disponibles. Y agregar los
bridges:
Una entrada de iface por cada bridge (xenbr1, xenbr2, etc.) en este caso
solamente será 1.
Paso 6
Reiniciar el Servidor.
62
Paso 7
Verificar que Xen está instalado.
Paso 8
Verificar que todo funciona tras el reinicio con:
Creación de las máquinas virtuales
Paso 9
Crear las máquinas virtuales con xen-tools, así que retocamos/revisamos
algunos parámetros:
63
Dentro del archivo modificamos las siguientes líneas, descomentando y
configurando de acuerdo a nuestra planificación del escenario.
Imagen de Debian
Paso 10
Una imagen de Debian con los valores por defecto configurados en /etc/xen-
tools/xen-tools.conf pueden ser creadas con los siguientes comandos:
Servidor WEB
xen-create-image \
--hostname=webServer --vcpus=1 --size=20Gb --memory=512Mb --
swap=512Mb \
--ip=192.168.1.3 --bridge=xenbr0\
--arch=amd64 --role=udev
64
Servidor DNS
xen-create-image \
--hostname=dnsServer --vcpus=1 --size=20Gb --memory=512Mb --
swap=512Mb \
--ip=192.168.1.4 --bridge=xenbr0\
--arch=amd64 --role=udev
Administración de las máquinas virtuales
Paso 11
Iniciar la máquina virtual con la siguiente instrucción:
Paso 12
Entrar a la máquina (para salir de la consola usar ctrl+])
Paso 13
Activar el arranque automático:
65
Paso 14
Verificar que las máquinas virtuales están creadas con la siguiente instrucción:
Paso 15
Verificar que todas las máquinas Virtuales tengan comunicación para prever
algún inconveniente de configuración de red.
Paso 16
Ingresar a cada una de las máquinas virtuales para configurar los servicios que
necesitemos para que impartan a los usuarios finales.
Paso 17
Finalizada la configuración de todas las máquinas virtuales, se reinicia el servidor
físico y se verifica que todas las máquinas virtuales cargan correctamente.
66
Conexión de Servidor XEN a SAN por medio de ISCSI
Con esto se pretende que nuestras virtuales se almacenen en una SAN en
caso de que el servidor falle y no se pierda toda la información y máquinas
virtuales.
Paso 1
Instalación del Cliente ISCSI
La instalación del Clientes ISCSI se hace por el Siguiente comando:
Paso 2
Verificar que el cliente ISCSI está instalado
Paso 3
Defina el iqn del iniciador
Escriba el nombre en el archivo /etc/iscsi/initiatorname.iscsi para la edición
puede utilizar: nano, mcedit o vi.
67
Paso 4
Activación / Desactivación temporal del inicio automático
Para efectos de la conexión inicial se puede desactivar que el iniciador cargue
con el arranque del sistema. Por lo tanto se configurar el
archivo /etc/iscsi/iscsid.conf
Buscar y descomentar la siguiente línea (si será automático, si se hará manual
hay que dejarlo comentado)
Paso 5
Active el método de autenticación con CHAP, buscar y descomentar la
siguiente línea
Paso 6
Defina las credenciales el usuario CHAP para el acceso al target,
buscar, descomentar y editar las siguientes líneas
En nuestro caso el usuario definido será “grupo9” y su contraseña
“grupo9grupo9”
68
Paso 7
Active la función Discovery utilizando CHAP, buscar y descomentar la siguiente
línea:
Paso 8
Defina las credenciales del usuario Discovery, buscar, descomentar y editar las
siguientes líneas
Paso 9
Guarde el archivo.
Si utiliza mcedit, presione la tecla F2 para guardar y F10 para salir del editor o
si usa nano guarde con Crtl+o.
Paso 10
Visualizar el iqn del target. Ejecute el siguiente comando en una sola línea:
69
Paso 11
Verificar el registro obtenido del target consultado. Ejecute el siguiente
comando en una sola línea
Paso 12
Establecer conexión (login) con el target. Ejecute el siguiente comando en una
sola línea
Paso 13
Verificar la conexión desde el iniciador. Ejecute el siguiente comando en una
sola línea
70
Paso 14
Crear una partición tipo Linux con todo el espacio disponible.
Este paso solo debe realizarse una vez, solo si los discos no tuvieran formato.
De hacerlo una segunda vez los datos contenidos en los LUN se perderían.
Ejecute el siguiente comando en una sola línea:
Paso 15
Indique que creará una nueva partición
Presione la tecla “n”
Paso 16
Defina el tipo de partición
Presione la tecla “p”
71
Paso 17
Defina el número de partición que creará
Presione la tecla con el número “1”
Paso 18
Defina el sector inicial. Presione la tecla “Enter” para seleccionar el valor
predeterminado
Paso 19
Defina el sector final. Presione la tecla “Enter” para seleccionar el valor máximo
reconocido
Paso 20
Defina el tipo de partición. Presione la tecla “t”
72
Paso 21
Indique que es tipo Linux. Digite el número “83” y presione “Enter”
Paso 22
Compruebe que se ha credo la partición /dev/sdb1
Digite la tecla “p” y presione “Enter”
Paso 23
Escriba los cambios en la tabla de particiones. Digitar la tecla “w” y presione
“Enter”
Paso 24
Aplicar formato ext4. Digitar en una línea el siguiente comando:
73
Paso 25
Montar partición en punto de montaje
Nota: El punto de montaje debe ser un directorio vacío. Para esta guía se está
utilizando el directorio /mnt/virtuales
Paso 26
Asignar permisos de propietario al usuario grupo9
Nota: en el Servidor Debian debe existir un usuario y un grupo con el nombre
grupo9.
Paso 27
Verificar creación de punto de montaje
Paso 28
Montar partición manualmente para verificar funcionamiento
74
Paso 29
Verificar que se halla montado el sistema
Paso 30
Editar archivo /etc/fstab para montaje automático
Editar con mucho cuidado la línea para la partición /dev/sdb1
75
Paso 31
En el caso de guardar e instalar la máquina virtual en la SAN el comando a
ejecutar seria el siguiente
xen-create-image \ --hostname=webServer --vcpus=1 --size=20Gb --memory=512Mb --swap=512Mb \ --ip=192.168.1.3 --dir=/mnt/virtuales --bridge=xenbr0\
--arch=amd64 --role=udev
Donde:
--dir: es la carpeta que está montada en la san (/dev/sdb1) para que la máquina
virtual se resguarde en caso de que el servidor deje de funcionar y así no se
pierda o se dañe.
76
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https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_Beginners_Guide