1. Concepto de Alta Disponibilidad

La alta disponibilidad consiste en una serie de medidas tendientes a garantizar la disponibilidad del servicio, es decir, asegurar que el servicio funcione durante las veinticuatro horas.

2. Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI/UPS)

Un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida), también conocido como UPS (Uninterruptible Power Supply), es un dispositivo que, gracias a sus baterías, puede proporcionar energía eléctrica tras un apagón a todos los dispositivos que tenga conectados. Otra de las funciones de los UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas, filtrando subidas y bajadas de tensión.

3. Tipos de SAI

• Off-line: La alimentación proviene de la red eléctrica y, en caso de fallo de suministro, el dispositivo empieza a generar su propia alimentación. Debido a que no son activos, hay un pequeño tiempo en el que no hay suministro eléctrico. Su uso más común es en ordenadores, monitores, televisores, etc.
• In-line: Es similar al off-line, pero dispone de filtros que estabilizan la tensión de entrada. Sólo en caso de fallo de tensión o anomalía grave empiezan a generar su propia alimentación. También tienen un pequeño tiempo de conmutación en el que no hay suministro eléctrico. Su uso más común es en ordenadores, monitores, servidores, cámaras de seguridad, etc.
• On-line: Es el más sofisticado de todos. En caso de fallo en el suministro, los dispositivos protegidos no se ven afectados en ningún momento. Su uso más común es en servidores, electrónica de red, ordenadores de monitorización, videograbadores y cámaras de seguridad, etc.

4. Definiciones Clave

a. Tolerancia a Errores

La capacidad de un sistema para funcionar a pesar de que alguno de sus componentes falle se conoce como tolerancia a errores.

b. Tiempo de Recuperación

Es el tiempo total requerido para un apagón planificado o el tiempo requerido para la recuperación completa de un apagón no planificado.

c. Disponibilidad de Datos

Es el grado para el cual las bases de datos y otros sistemas de almacenamiento de la información registran y reportan fielmente transacciones del sistema.

d. Copia de Seguridad

Es un duplicado de nuestra información más importante, que realizamos para salvaguardar los documentos, archivos, fotos, etc., de nuestro ordenador, por si acaso ocurriese algún problema que nos impidiese acceder a los originales que tenemos en él.

5. Soluciones de Alta Disponibilidad

Servidores Redundantes RAID

Son un sistema de almacenamiento que usa múltiples discos duros entre los que distribuyen o replican los datos. Dependiendo de su configuración, los beneficios de un RAID respecto a un único disco pueden ser: mayor integridad, mayor tolerancia a fallos, mayor rendimiento y mayor capacidad.

En el nivel más simple, un RAID combina varios discos duros en una sola unidad lógica. Así, en lugar de ver varios discos duros diferentes, el sistema operativo ve uno solo.

Sistemas de Clústeres

Se aplica a los conjuntos o conglomerados de computadoras construidos mediante la utilización de hardwares comunes y que se comportan como si fuesen una única computadora.

Un clúster es un grupo de múltiples ordenadores unidos mediante una red de alta velocidad, de tal forma que el conjunto es visto como un único ordenador, más potente que los comunes de escritorio.

Los clústeres son usualmente empleados para mejorar el rendimiento y/o la disponibilidad por encima de la que es provista por un solo ordenador.

SAN (Storage Area Network)

Es una red concebida para conectar servidores, matrices de discos y librerías de soporte. Su función es la de conectar de manera rápida, segura y fiable los distintos elementos que la conforman. Una red SAN se distingue de otros modos de almacenamiento en red por el modo de acceso a bajo nivel. Dos protocolos de red utilizados en una SAN son Fibre Channel e iSCSI.

NAS (Network Attached Storage)

Es una tecnología de almacenamiento dedicada a compartir la capacidad de almacenamiento de un ordenador (Servidor) con ordenadores personales o servidores clientes a través de una red (TCP/IP), haciendo uso de un SO optimizado para dar acceso con los protocolos CIFS, NFS, FTP o TFTP.

Los protocolos de comunicaciones NAS están basados en ficheros, por lo que el cliente solicita el fichero completo al servidor y lo maneja localmente.

Muchos sistemas NAS cuentan con uno o más dispositivos de almacenamiento para incrementar su capacidad total. Normalmente, estos dispositivos están dispuestos en RAID.

Virtualización

1. ¿Qué es la Virtualización?

La virtualización es el proceso de presentar un subconjunto de recursos físicos agrupados de forma lógica, de tal forma que se obtengan beneficios sobre la configuración original.

2. Definiciones

a. Anfitrión

Es el Sistema Operativo que ejecuta el software de virtualización. El SO anfitrión controla el hardware real.

b. Huésped

Es el SO virtualizado. Puede haber varios SO invitados en un mismo anfitrión. Los invitados no deben interferir ni entre ellos ni con el anfitrión.

c. Hipervisor

Al software de virtualización se le denomina Hipervisor. El hipervisor se ejecuta como parte del sistema operativo anfitrión o es el anfitrión.

Permiten que diferentes SSOO, tareas y configuraciones de software coexistan en una misma máquina física. Abstraen los recursos físicos de la máquina anfitriona para las distintas máquinas virtuales. Garantizan un nivel de aislamiento entre los invitados. Proporcionan una interfaz única para el hardware.

4. Tipos de Virtualización

Virtualización de Recursos

Es la que involucra la simulación de recursos, como volúmenes de almacenamiento, espacios de nombres y recursos de red.

Ejemplos:

• Discos RAID y gestores de volúmenes (LVM)
• Virtualización de almacenamiento como SAN
• Redes Privadas Virtuales VPN

Virtualización de Plataforma

Consiste en la creación de una máquina virtual utilizando una combinación de hardware y software.

• Se lleva a cabo a través de un software de virtualización.
• En esta máquina virtual se instala un software guest o invitado, normalmente un sistema operativo completo. Instalado de la misma manera que si lo estuviera en una máquina real.
• La simulación debe ser lo suficientemente robusta como para soportar todas las interfaces externas del software invitado.

5. Tipos de Virtualización de Plataforma

• Emulación
• Virtualización nativa
• Virtualización asistida por hardware.
• Paravirtualización.
• Virtualización a nivel de sistema operativo

6. Extensiones Nativas para X86

• Incluidas en 2005 y 2006 por Intel y AMD. Añaden soporte hardware para la virtualización.
  • Intel Virtualization Technology (Intel VT-x), codename Vanderpool.
  • AMD Virtualization (AMD-V), codename Pacifica.
• Permiten a los hipervisores un rendimiento mayor en modo virtualización completa.
• De esta forma, la virtualización completa es mucho más fácil de implementar y ofrece un mayor rendimiento.
• Aunque el procesador la incluya, hay que activarla en BIOS.
• A estas extensiones x86 también se les denomina, de forma neutral en cuanto al fabricante, como HVM (Hardware Virtual Machine).

7. Concepto de Paravirtualización

• La máquina virtual no necesariamente simula un hardware, sino que ofrece un API especial que solo puede utilizarse en un sistema operativo invitado modificado.
• Las llamadas del sistema operativo invitado al hypervisor se denominan hypercalls.
• Ejemplos: Xen en CPU estándar.
• Ventajas: mayor rendimiento que la virtualización nativa, no se necesita de una CPU con soporte para virtualización.
• Desventajas: hay que modificar el SO invitado.

8. Ventajas de la Virtualización

• Aislamiento

• Permite el aislamiento de aplicaciones/servicios y usuarios sobre la misma máquina para que no interfieran entre sí.
• Fácil conseguir la meta de “un servicio una máquina”.
• Un entorno virtualizado proporciona un espacio ideal para probar sistemas operativos y/o aplicaciones.

• Mejoras Operacionales

• La virtualización ofrece otras formas de gestionar la infraestructura, ayudando a los administradores de sistemas en reducir el tiempo de ciertas tareas (aprovisionamiento, configuración, monitorización y administración).
• Toma de snapshots. Una snapshot refleja el estado del sistema, una VM puede cambiar entre estados restaurando snapshots en cuestión de segundos.
• Posibilidad de fijar los discos a estados no persistentes, al reiniciar, el disco vuelve al estado original.
• Velocidad de despliegue de servidores muy alta.

• Consolidación de Servidores y Optimización de la Infraestructura

• Se aprovecha más la infraestructura hardware existente.
• Se pueden ejecutar varios servidores/servicios en una misma máquina (email, DNS, web, BBDD…).
• Fácil cumplir objetivo “un servicio, una máquina”.
• Menos servidores implican una menor inversión y menores gastos (instalaciones, consumo eléctrico, aire acondicionado, etc.).

• Alta Disponibilidad

• Recuperación ante caídas rápida, disponibilidad de realización de copias de seguridad de sistemas completos, así como la migración de entornos virtuales entre máquinas físicas sin interrupción del servicio.
• Facilidad en la gestión del balanceo de carga de trabajo.
• Facilidad en la actualización hardware de los equipos.

• Mejoras en la Gestión y Seguridad de Entornos de Escritorio

• Mejoras en el despliegue, gestión y monitorización de entornos de escritorio, ya sean locales o remotos, y bajo cualquier sistema operativo.

• Ejecución de Software Heredado

• Podemos seguir ejecutando software heredado de sistemas antiguos, virtualizados en sistemas modernos.

• Evaluación/Prueba de SSOO y Aplicaciones

• Un entorno virtualizado proporciona un espacio ideal para probar SSOO y/o aplicaciones.
• Incluso software de diferentes procesadores y sistemas operativos.
• Entornos de prueba sencillos y seguros para el estudio de malware (virus, gusanos, troyanos…).

9. Desventajas de la Virtualización

• Fallos en el Hardware Mucho Más Graves

• Crecimiento del Número de Servidores a Administrar

• Inversión en Formación y Software

• Problemas de Rendimiento

• Algunas Aplicaciones/Servicios Requieren de Máquinas Reales

• Aplicaciones devoradoras de recursos: procesador, memoria, entrada/salida, …

• Licencias

• Cada software instalado en una máquina virtual necesita su correspondiente licencia.

• Copias de Seguridad

• Se necesita espacio y ancho de banda para la realización de copias de seguridad de (muchas) máquinas virtuales completas.