Alta Disponibilidad en Informática y Telecomunicaciones

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.

SAI

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

Tipos de SAI

· Off-line: la alimentación viene 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 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: 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.

Definición de:

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 que 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.

Enumera soluciones de alta disponibilidad

Servidores redundantes RAID

Son un sistema de almacenamiento que usa múltiples discos durosentre 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 «clusters

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

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

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

¿Qué es la virtualización?

La virtualizacion es el proceso de presentar un subconjunto de recursos fısicos agrupados de forma logica, de tal forma que se obtengan beneficios sobre la configuracion original.

Define:

a. Anfitrión

Es el Sistema Operativo que ejecuta el software de virtualizacion. El SO anfitrion controla el hardware real.

b. Huesped

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

c. Hipervisor

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

Permiten que diferentes SSOO, tareas y configuraciones se software coexistan en una misma maquina fısica. Abstraen los recursos fısicos de la maquina anfitriona para las distintas maquinas virtuales. Garantizan un nivel de aislamiento entre los invitados. Proporcionan una interfaz unica para el hardware.

Tipos de virtualización

Virtualizacion de recursos

Es la que involucra la simulacion de recursos, como volumenes de almacenamiento, espacios de nombres y recursos de red.

Ejemplos:

• Discos RAID y gestores de volumenes (LVM)

• Virtualizacion de almacenamiento como SAN

• Redes Privadas Virtuales VPN

Virtualizacion de plataforma Consiste en la creacion de una maquina virtual utilizando una combinacion de hardware y software.

• Se lleva a cabo a traves de un software de virtualizacion

• En esta maquina virtual se instala un software guest o invitado, normalmente un sistema operativo completo. Instalado de la misma manera que si lo estuviera en una maquina real.

• La simulacion debe ser los suficientemente robusta como para soportar todas las interfaces externas del software invitado

Tipos de virtualización de plataforma

• Emulacion

• Virtualizacion nativa

 • Virtualizacion asistida por hardware.

• Paravirtualizacion.

• Virtualizacion a nivel de sistema operativo

Extensiones nativas para X86

• Incluidas en 2005 y 2006 por Intel y AMD. Anaden soporte harware para la virtualizacion.

◦ Intel Virtualization Technology (Intel VT-x), codename Vanderpool.

◦ AMD Virtualization (AMD-V), codename Pacifica.

• Permiten a los hipervisores un rendimiento mayor en modo virtualizacion completa.

• De esta forma la virtualizacion completa es mucho mas facil de implementar y ofrece un mayor rendimiento.

• Aunque el procesador la incluya, hay que activarla en BIOS.

• A estas extensiones x86 tambien se les denomina, de forma neutralen cuanto al fabricante, como HVM (Hardware Virtual Machine)

Concepto de paravirtualización

• La maquina 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 sedenominan hypercalls.

• Ejemplos: Xen en CPU estandar.

• Ventajas: mayor rendimiento que la virtualizacion nativa, no se necesita de una CPU con soporte para virtualizacion.

• Desventajas: hay que modificar el SO invitado.

Ventajas de la virtualización

• Aislamiento

◦ Permite el aislamiento de aplicaciones/servicios y usuarios sobre la misma maquina para que no interfieran entre sı.

◦ Facil conseguir la meta de “un servicio una maquina”.

◦ Un entorno virtualizado proporciona un espacio ideal para probar sistema operativos y/o aplicaciones.

• Mejoras Operacionales.

◦ La virtualizacion ofrece otras formas de gestionar la infraestructura, ayudando a los administradores de sistemas en reducir el tiempo de ciertas tareas (aprovisionamiento, configuracion, monitorizacion y administracion).

◦ Toma de snapshots. Una snapshot refleja el estado del sistema, una VM puede cambiar entre estados restaurando snapshots en cuestion 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.

• Consolidacion de servidores y optimizacion de la infraestructura.

◦ Se aprovecha mas la infraestructura hardware existente.

◦ Se pueden ejecutar varios servidores/servicios en una misma maquina (email, DNS, web, BBDD...).

◦ Facil cumplir objetivo “un servicio, una maquina”.

◦ Menos servidores implican una menor inversion y menores gastos (instalaciones, consumo electrico, aire acondicionado, etc.).

• Alta disponibilidad.

◦ Recuperacion ante caıdas rapida, disponibilidad de realizacion de copias de seguridad de sistemas completos, ası como la migracion de entornos virtuales entre maquinas fısicas sin interrupcion del servicio.

◦ Facilidad en la gestion del balanceo de carga de trabajo.

◦ Facilidad en la actualizacion hardware de los equipos.

• Mejoras en la gestion y seguridad de entornos de escritorio.

◦ Mejoras en el despliegue, gestion y monitorizacion de entornos de escritorio, ya sean locales o remotos, y bajo cualquier sistema operativo.

• Ejecucion de software heredado.

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

• Evaluacion/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...).

Desventajas de la virtualización

• Fallos en el hardware mucho mas graves.

• Crecimiento del numero de servidores a administrar.

• Inversion en formacion y software.

• Problemas de rendimiento.

• Algunas aplicaciones/servicios requieren de maquinas reales.

◦ Aplicaciones devoradoras de recursos: procesador, memoria, entrada/salida, ...

• Licencias.

◦ Cada software instalado en una maquina virtual necesita su correspondiente licencia.

• Copias de seguridad.

◦ Se necesita espacio y ancho de banda para la realizacion de copias de seguridad de (muchas) maquinas virtuales completas