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jueves, 28 de julio de 2011

INFRAESTRUCTURA NUBE

Realizado por  Nuva Tecnología.

Introducción

En este estudio se detallan las características que definen una Infraestructura de Nube que soporta los servicios SaaS, PaaS e IaaS y sus variantes, y que permiten diferenciar entre módelos anteriores de computación como Cliente Servidor, Hosting, Grid Computing y el modelo de Cloud Computing.

Para este estudio se tomó como fuente el artículo realizado por CINTEL denominado “Cloud Computing, una perspectiva para Colombia”, los recursos de información de Google sobre sus centros de cómputo y servicios, el Centro de recursos de seguridad de Amazon Web Services, Rackspace y Wikipedia.

Conceptos
A continuación se definen los conceptos más relevantes alrededor de Cloud Computing.

Cloud Computing
A continuación, se presenta la definición de Cloud Computing adoptada por la Mesa Sectorial, la cual fue desarrollada por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos de América (NIST, 2009):

Cloud Computing es un modelo para habilitar el acceso a un conjunto de servicios computacionales (e.g. Redes, servidores, almacenamiento, aplicaciones y servicios) de manera conveniente y por demanda, que pueden ser rápidamente aprovisionados y liberados con un esfuerzo administrativo y una interacción con el proveedor del servicio mínimos.

Virtualización
La virtualización es una tecnología de software orientada a ahorrar tiempo, dinero y energía; y a
usar de una mejor manera el hardware disponible de la empresa. “Básicamente, la virtualización permite transformar hardware en software” (VMWare), mediante la utilización de software para transformar o “virtualizar” los recursos de hardware de un ordenador, para crear una máquina virtual completamente funcional que puede ejecutar su propio sistema operativo y aplicaciones de la misma forma que lo hace un ordenador “real”.

Varias máquinas virtuales comparten recursos de hardware sin interferir entre sí de modo que usted puede ejecutar simultáneamente y de forma segura varios sistemas operativos y aplicaciones en un único ordenador.

Multitenancy
Multitenancy es un modelo de arquitectura de software, donde una instancia de una aplicación
sirve a varios clientes o departamentos, reduciendo enormemente los costos, desde una misma estructura de servidores. Dos ventajas de los modelos basados en plataformas multitenant son la colaboración y la integración, lo cual es posible gracias a que todos los usuarios corren sus aplicaciones en un espacio y pueden acceder a cualquier aplicación y conjuntos de datos específicos (Salesforce, 2008).

Cloud Computing requiere ser Multitenancy dada su naturaleza intrínseca multiusuario y dadas las necesarias economías de escala en hardware y software que para su adopción esperan los clientes y los usuarios. Por medio de la virtualización se puede lograr la capacidad multi-tenancy, pero no es el único camino. Existen casos notorios como Salesforce, que con su plataforma force.com realiza PaaS, para que un ISV realice SaaS muy eficientemente y en ella no se utiliza el concepto de máquina virtual de ninguna manera. Multitenancy en su esencia más pura es básica para cloud computing para hacer interfaz fácil y rápida con las aplicaciones heredadas y no necesariamente logra eficiencias a través de la virtualización (como el caso de force.com). Sin embargo, la virtualización ofrece un buen enlace y expedito con las aplicaciones legacy y las capacidades de la computación tradicional.

Características de Cloud Computing
Se define Infraestructura de nube si cumple con las siguientes características:
  • Agilidad (Rápida elasticidad):
    • Usuarios pueden reprovisionar la infraestructura tecnológica rápidamente y sin mayores costos. La cantidad o calidad de los servicios ofrecidos en la Nube puede aumentar o disminuir rápidamente dependiendo de las necesidades cambiantes de los usuarios.
  • API (Interfaces de programación de aplicaciones):
    • Interfaces definidas para permitir la interacción entre la tecnología y los programas de usuario.
  • Costo:
    • Se cambia Capex por Opex, dejando a la tecnología como un comodity.
  • Acceso ubicuo a la red (Independencia del dispositivo y la localización):
    • Los servicios están desplegados en la nube y son accesibles desde cualquier medio con acceso a la red (Internet, Intranet o Extranet).
  • Auto-servicio por demanda:
    • Los servicios pueden ser solicitados por el usuario o cliente a través de  Internet directamente. El usuario paga únicamente por el tiempo de uso del servicio.
  • Multi-tenancy (Fondo común de recursos):
    • Los servicios se encuentran en la Nube para ser usados por múltiples usuarios bajo un modelo multi-arrendatario en diferentes lugares del mundo. Un recurso de computo está disponible para ser usado por varios usuarios, lo cual permite:
      • Centralización de la infraestructura en lugares menos costosos (ahorro en energía, instalaciones (edificios), recursos, etc)
      • Capacidades para manejar los altos picos de consumo (sin la necesidad de recursos especializados)
      • Eficiencia y utilización: Los recursos de computo no se sub-utilizarán y se hará más eficiente su uso.
  • Fiabilidad (Reliability):
    • Se hace uso de sitios redundantes diseñados para garantizar la continuidad de los negocios y la recuperación ante desastres.
  • Escalabilidad:
    • Se realiza provisionamiento de recursos por demanda, donde se monitorea el desempeño de forma que se pueda crecer a través de un modelo de arquitecturas desacopladas haciendo uso de servicios web como las interfaces de los sistemas.
  • Seguridad:
    • La centralización de los datos permite un mejor manejo de la seguridad, además se desarrollan medidas de seguridad enfocadas y especializadas. Se considera más seguro que los esquemas tradicionales pues dificilmente se podría acceder a esquemas de seguridad sin alto costo.
  • Mantenimiento Simple:
    • No es necesario realizar mantenimiento dado que no se realizan instalaciones de ningún software en los equipos clientes, además los cambios, parches y mejoras se transfieren al cliente instantáneamente sin medidas adicionales.
  • Servicio medido:
    • Cada recurso que consume el usuario y que es facturable debe ser medido, no sólo para fines de tarificación sino también de control. Este servicio puede ser vendido al mismo usuario o cliente dentro de su contexto y/o ambiente.
Impulsores
Frost &Sullivan ha identificado los siguientes impulsores del Cloud Computing (Stratecast – Frost & Sullivan, 2008):
  • Tercerización (Outsourcing)
    • Las organizaciones acostumbradas al outsourcing como una manera de llevar a cabo los  procesos de su negocio desean cada vez más expandir su campo para incluir computación por parte de terceros, por lo menos para ciertas aplicaciones.
  • Tiempo de valoración y desempeño
    • La computación en la Nube está orientada a entregar aplicaciones empresariales y servicios de mayor desempeño. Los Data Centers en la Nube están generalmente bien equipados para satisfacer las necesidades de cualquier Data Center privado. Los proveedores de la Nube prometen una capacidad de almacenamiento y de computación casi ilimitada y con una alta disponibilidad.
  • Ubicuidad
    • Las aplicaciones basadas en la Nube con acceso a Internet facilitan la naturaleza ubicua (a todo momento – en todo lugar) de los negocios actuales. Los empleados pueden acceder a las aplicaciones desde la oficina, desde la casa o desde cualquier otro lugar, a través de líneas fijas o dispositivos móviles. Los equipos de trabajo extendidos a lo largo del mundo pueden compartir acceso a una aplicación específica durante la ejecución de un proyecto. Los técnicos de TI pueden dejar la oficina, pues están en la capacidad de ampliar o reducir las aplicaciones de la nube a través de un buscador web.
  • Economía
    • Oportunidad de recortar costos mediante el uso y nivelación de facilidades compartidas. En el libro “The Big Switch”, Nicholas Carr esboza un paralelo entre el incremento de la malla de distribución de potencia durante los inicios del siglo pasado y el movimiento actual hacia la computación basada en la nube. En ambos casos, él discute, que la economía – no el triunfo de la tecnología- es el factor preponderante
  • Maduración de las tecnologías de virtualización.
    • La maduración de las tecnologías de virtualización ha permitido a cloud computing asignar recursos y proveer servicios en forma eficiente, dinámica y elástica, diferenciando a cloud computing del escenario de centralización de recursos, propuesto hace más de 50 años con la aparición de servidores robustos compartidos por tiempo. Gracias a la virtualización, cloud computing ha brindando nuevas posibilidades para construir y desplegar infraestructuras computacionales y servicios complejos (Hwang, 2008), que pueden ser accedidos bajo demanda y ser utilizados desde cualquier lugar, a cualquier hora, ocultando las complejidades de la infraestructura base a los usuarios finales (Ohlman, Eriksson, & Rembarz, 2009).
Modelos de despliegue
La computación en la nube puede ser desplegada en varios modelos dependiendo de quien puede tener acceso a los recursos:
  1. Nube pública: Los recursos se encuentran disponibles públicamente para el uso a través de elementos de grano fino (mínima expresión de un recurso de cómputo) que es provisionada y entregada dinamicamente bajo demanda.
  2. Núbe comunitaria: Los recursos se encuentran disponibles para un conjunto de organizaciones con requerimientos similares (sector económico, agremiaciones, etc).
  3. Private Cloud: Los recursos se encuentran disponibles únicamente para una empresa, las cuales se usan principalmente para mitigar los riesgos de perdida de privacidad y control sobre los recursos computacionales y la información.
  4. Nube híbrida: Adopta generalmente 2 definiciones:
    1. El uso de un esquema cloud y un esquema de hardware clasico.
    2. El uso de una nube privada y una pública unificadas.
Centros de cómputo.
A continuación se detallan algunas características básicas que cumplen los centros de cómputo de Cloud Computing, según el módelo de bloques definido por CISCO:
  • 10 Gigabit Ethernet: La red del centro de cómputo debe mantener el estándar de 10 Gb Ethernet para permitir la agregación de servidores virtuales, bajo enlaces de red virtuales.
  • Fabricacion unificada: Los componentes de la nube deben tener consistentemente las mismas capacidades de cómputo y almacenamiento, de forma que bajo un mismo modelo de fabricación se reduscan costos y se logre mayor eficiencia de los componentes.
  • Computación unificada: Los componentes de la nube permiten la ejecución de sistemas operativos bajo un mismo mecanismo de computo.
  • Control: Se tiene un control generalizado de los diferentes recursos de cómputo, desde el aprovisionamiento de los datos hasta la gestión de acceso a los sistemas.
  • Cumplimiento regulatorio y SLAs: Se diseña y despliegan los datacenters de forma que cumplan con las regulaciones establecidas, y se determinan por parte de los proveedores los acuerdos de nivel de servicio que cumpliran.
  • Optimización del sistema de energía.
  • Optimización del sistema de refrigeración.
  • Free cooling: Water-side economizer.
  • Use free cooling: Chiller bypass.
  • Manage Airflow: Eliminate hot/cold mixing.
  • Adjust thermostat: Raise cold aisle temp.
  • Manage airflow: Close-couple cooling.
Otras definiciones
  • Intercloud: Se define como la nube de nubes, la interconexión de todas las nubes del planeta.