Estrategias de Alta Disponibilidad: Virtualización Xen y Clústeres Heartbeat

Soluciones de Alta Disponibilidad en Sistemas Informáticos

La alta disponibilidad se define como la capacidad de mantener aplicaciones y datos operativos accesibles para usuarios autorizados en todo momento, lo cual es de carácter crítico en entornos tecnológicos modernos.

Estrategias Clave para la Alta Disponibilidad

• Redundancia en dispositivos hardware: Duplicación de componentes físicos para evitar puntos únicos de fallo.
• Redundancia, distribución y fiabilidad en la gestión de la información: Asegurar la integridad y accesibilidad de los datos a través de múltiples ubicaciones o copias.
• Redundancia y distribución en el procesamiento y las comunicaciones: Distribuir la carga de trabajo y las vías de comunicación para garantizar la continuidad del servicio.
• Independencia en la administración y configuración de aplicaciones y servicios: Permitir la gestión autónoma de componentes para minimizar interdependencias y fallos en cascada.

Introducción a la Virtualización con Xen

Xen es una potente herramienta de virtualización que se ejecuta directamente sobre el hardware (como un hipervisor de Tipo 1), por debajo del sistema operativo, actuando como gestor de las máquinas virtuales.

Tipos de Virtualización en Xen

• HVM o Full Virtualization (Virtualización Completa): Consiste en la instalación de una máquina virtual como si fuera un host independiente, sin necesidad de modificaciones en el sistema operativo invitado.
• Paravirtualización: Consiste en utilizar un kernel modificado para que pueda comunicarse directamente con el hipervisor de Xen. Es el uso más habitual y eficiente de Xen, ya que reduce la sobrecarga.

El Dominio Cero (Dom0) en Xen

Cuando Xen arranca, se inicia el hipervisor y automáticamente se arranca el primer dominio, llamado Dominio Cero o Dom0.

• Este es un dominio especial de carácter administrativo, imprescindible para iniciar o administrar otras máquinas virtuales.
• Dom0 es un dominio privilegiado, ya que desde allí se pueden administrar los demás dominios que se vayan creando, conocidos como DomU (Dominios de Usuario).

Heartbeat: Clústeres de Alta Disponibilidad

Heartbeat es un servicio (o demonio) que ofrece alta disponibilidad a recursos mediante la creación y mantenimiento de un clúster compuesto por una serie de nodos. Permite a un conjunto de máquinas monitorizarse entre sí, ganando así un nivel extra de fiabilidad en un servicio.

También permite a los clientes saber si uno de los nodos está presente o ausente, intercambiando mensajes entre ellos.

Concepto de Clúster

Los clústeres son un tipo de arquitectura paralela distribuida que consiste en un conjunto de computadoras independientes interconectadas entre sí, operando de forma conjunta como un único recurso computacional.

Los clústeres son empleados para mejorar el rendimiento y/o la disponibilidad por encima de la que es provista por un solo computador, resultando más económicos y escalables.

Servicios Esperados de un Clúster

De un clúster se espera que presente combinaciones de los siguientes servicios clave:

• Alto rendimiento
• Alta disponibilidad
• Balanceo de carga
• Escalabilidad

Clúster de Alta Disponibilidad: Tipos

Un clúster de alta disponibilidad es un conjunto de dos o más máquinas que se caracterizan por mantener una serie de servicios compartidos y por monitorizarse entre sí. Se puede dividir en dos clases principales:

• Alta disponibilidad de infraestructura: Si se produce un fallo de hardware en alguna de las máquinas del clúster, el software de alta disponibilidad es capaz de arrancar automáticamente los servicios en cualquiera de las otras máquinas del clúster (proceso conocido como failover). Cuando la máquina que ha fallado se recupera, los servicios pueden ser migrados de nuevo a la máquina original (proceso conocido como failback).
• Alta disponibilidad de aplicación: Similar al anterior, pero enfocado en la aplicación. Si se produce un fallo de hardware en alguna de las máquinas del clúster, el software de alta disponibilidad es capaz de arrancar automáticamente los servicios en cualquiera de las otras máquinas del clúster, asegurando la continuidad de la aplicación.