Las máquinas virtuales en las empresas

El otro día buscando una máquina virtual en mi portátil encontré un documento de Word que contiene mi trabajo de investigación que realicé en segundo de bachillerato. Este documento data del 2009 y trata sobre el tema de las maquinas virtuales en las empresas, si es una inversión o un gasto. Está en catalán. Espero que se entienda 😉

Treballs de recerca del Batxillerat cientificotecnològic.

Les màquines virtuals a les empreses, inversió o despesa?

Joan Artés Coma

2n batx A

Resum

La tecnologia en la empresa

Poc a poc en el món empresarial, les infraestructures informàtiques i les xarxes de comunicacions es van millorant tecnològicament. Al llarg del temps tots el procediments o rutines que es realitzin en una empresa es van digitalitzant.

Avui dia no hi ha cap empresa que no presenti cap mitjà informàtic o tecnològic. Es pot dir que “tot es fa per ordinador”, com dirien els més grans. Amb tot això les aplicacions a les noves tecnologies passen a ser el centre principal d’inversió econòmica.

Les màquines virtuals a les empreses

Des de que va sorgir la virtualització de màquines les empreses van introduint a poc a poc aquest nou tipus de funcionament de servidors. Els avantatges que això comporta fa que cada cop estigui més present a les empreses que vulguin tenir un sistema informàtic continu, segur i que no comporti gaires maldecaps.

En aquesta investigació es durà a terme una comparació entre els sistemes tradicionals de servidors i amb infraestructures que presenten servidors i màquines virtualitzades.

La importància de les xarxes informàtiques farà que aquestes esdevinguin una certa prioritat en la economia de la empresa. Juntament amb la tolerància a errors 0 i la gestió optimitzada de clústers farà que els servidors virtuals comencin a ser present a la majoria d’empreses o organitzacions.

Introducció

En quina empresa d’avui dia no hi ha un servidor de dades? Des de no fa gaires anys, els ordinadors s’encarreguen del emmagatzematge i ordenació de les dades que una empresa genera. Amb això el servidors passen a ser uns elements molt importants a l’estratègia empresarial,  qualsevol problema tècnic d’aquests ordinadors pot afectar de forma directa a la productivitat de l’empresa,  per aquest motiu les xarxes informàtiques de les empreses passen a ser una prioritat en la infraestructura en la qual es basa bona part de la lògica de negoci.

En una empresa, cada servidor realitza una tasca específica: emmagatzematge, processament de dades, control d’accés d’usuaris, administració de la intranet, etc. Però quan els processos de informació passen a ser un nombre molt elevat, es requereix més servidors que puguin atendre tots els serveis que requereix l’empresa. Això ha comportat que les empreses en els darrers anys hagin d’haver invertit grans quantitats en hardware, aquest escenari ha fet que la tolerància a errors 0 tingui un cost d’implementació quasi inaccessible per moltes empreses, una possible solució per reduir costos a les empreses i per arribar a la tolerància 0 es troba a la virtualització.

Les màquines virtuals a les empreses, inversió o despesa?

Què son les màquines virtuals?

Una màquina virtual és un programa que crea un entorn virtual entre el sistema operatiu y el hardware[1] per a que l’usuari final pugui executar aplicacions en una màquina abstracta. És a dir, el programa en qüestió fa d’intermediari entre el hardware i el sistema operatiu virtualitzat.

Per dir-ho d’una manera més senzilla, una màquina virtual és una aplicació que simula el funcionament d’una màquina real sobre la que es poden instal·lar sistemes operatius, provar aplicacions, navegar de forma segura, utilitzar dispositius USB.

La virtualització de sistemes operatius porta una sèrie d’avantatges. En el cas d’un programador que habitualment treballi en Linux i li demanin realitzar un programa per a Mac. Doncs virtualitzarà un Leopard OS (el sistema operatiu de Mac) per a fer-ho. Amb això aquest no cal que es compri una màquina Mac per a dur a terme aquesta tasca.

També trobem el cas de fer proves amb serveis d’usuaris. Si volem saber si un servidor aguantarà una càrrega x d’usuaris, físicament és molt difícil, és a dir, no podem tenir aquest nombre d’usuaris demanant informació al servidor en un banc de proves. La solució és instal·lar en un ordinador varis sistemes operatius virtualitzats a la vegada; i que aquests facin la sol·licitud de dades al servidor.

Com que aquest concepte està molt estès, avui dia trobem empreses que comercialitzen ordinadors específicament per a la virtualització. La part de hardware ja està enllestida, però la part de software? Cada empresa, tant de hardware com de software, diu la seva referent a l’optimització alhora de virtualitzar.

Tipus de màquines virtuals

  • Màquines virtuals software: aquest tipus de màquines virtuals es situen per sobre del sistema operatiu i tracten d’aïllar a les aplicacions del entorn en el que s’executen. Proporcionen una capa entre les aplicacions i el sistema operatiu que captura totes les crides al sistema i les tradueix al sistema concret d’execució. La màquina virtual de Java o la màquina virtual del entorn .NET són dos clars exemples de màquines virtuals software.
  • Entorns virtuals: aquest tipus de màquines es creen per executar directament aplicacions que necessiten un entorn determinat d’execució sobre un altre entorn totalment diferent.
  • Màquines virtuals hardware: aquest tipus d’aplicacions tracten d’emular directament el hardware. Les crides al hardware del sistema operatiu instal·lat seran capturades i convertides en crides al sistema del hardware emulat. En general, l’emulació del hardware rep el nom de virtualització. Al emular-se directament el hardware, l’usuari té la impressió de que la màquina el la que està treballant és totalment independent. Aquests tipus de màquines virtuals és el que s’empra en els servidors virtuals en les empreses.

Principals avantatges en les màquines virtuals hardware

  • Aprofitament màxim de hardware: gràcies a les aplicacions de gestió de màquines virtuals en servidors, podem ajustar les configuracions de cada màquina i així delimitar-los sense que el servidor es sobrecarregui.
  • Recuperació davant de desastres: les màquines virtualitzades es recuperen molt fàcilment i el seu estat pot ésser desat. Això és molt útil en les restauracions de sistemes, on la còpia de seguretat esdevé molt senzilla.
  • Màquines virtuals portables: avui dia el concepte portable[2] està molt extens. En el camp de la virtualització també ha arribat. Podem portar en qualsevol llapis de memòria el nostre sistema operatiu virtualitzat per a fer-lo servir en qualsevol ordinador.
  • Absència de drivers[3]: quan instal·lem en un PC qualsevol màquina virtual, no ens demanarà mai els drivers, ja que utilitza els mateixos del ordinador.

LES MÀQUINES VIRTUALS A LES EMPRESES

Aquesta investigació està centrada en les petites i mitjanes empreses, on es demostrarà que la inversió en els servidors virtualitzats no és cap despesa, ja que millora la productivitat de la mateixa i produeix tranquil·litat als usuaris finals.

Les mitjanes empreses d’avui dia, degut a la continua digitalització de totes les tasques,  necessiten una xarxa informàtica destacable que s’ocupi de tot això, però sempre amb la seguretat i control de la mateixa.

La petita empresa

La distribució de tasques en les xarxes informàtiques d’abans de l’arribada de les màquines virtuals era diferent a la que es podria fer en una que disposés de  servidors virtualitzats.

En el repartiment de processos en els servidors haurà de ser ajustat i ben calculat per minimitzar les saturacions que pugui tenir un servidor.

Podem posar d’exemple un comerç de mitjanes dimensions, que tingui unes 20.000 referències de productes. Necessitarà un servidor que controli l’inventari, facturació, administració, etc. En aquest cas es necessitaria un servidor amb un processador de mitjana velocitat, gran espai de disc i una bona targeta de xarxa – ja que les transferències acostumen a ser continuades- . Tindríem, a part, un servei de còpies de seguretat, que pot ser un petit dispositiu de cintes o un disc dur extern. La còpia de seguretat sempre haurà de ser tipus mirroring[4].

A més a més, es podria tenir reservat un ordinador de característiques semblants per si el sistema caigués[5]. El sistema sempre pot caure per diversos motius: es fa malbé la placa base, el disc dur, problema de software, etc. En aquests casos la restauració del sistema  consistirà en la restauració de totes les dades que es troben el els dispositius de seguretat. La configuració del software si no s’ha fet  prèviament, les configuracions de xarxa (IP’s, grup de treball).

D’aquesta situació podem concloure que el protocol de restauració del sistema no és gens fàcil. Primer, per a dur-lo a terme es necessita un o més tècnics. En les mitjanes empreses no sempre és te un de guàrdia. Després cal tenir en compte la durada d’aquest procediment que sol ser llarga. I la comprovació del funcionament correcte del sistema.

Infraestructura

En aquest apartat calcularem un preu (bastant aproximat) que tindria el servidor que necessitaria la petita empresa.

Característiques del servidor:[6]

 

Processador

Dual Core Intel® Xeon® E3110; 3.0 GHz, 6MB Cache, 1333MHz FSB, 65W TDP

Memòria RAM

2GB Memory, DDR2, 800MHz (2x1GB Dual Ranked DIMMs)

Disc dur

250GB, SATA, 3.5-inch, 7.2K RPM

Preu (sense IVA)

739 €

(Tenir en compte que el sistema operatiu no ve inclòs en el preu)

Aquest seria el servidor principal, però hem d’afegir al preu una unitat externa de disc dur, que sortiria per uns 100 €. Si la empresa ho desitja, i és una opció molt recomanada, és comprar un segon equip per si es produís cap situació catastròfica.

El sistema operatiu que hauria de dur és el Windows Server 2003. Ha de ser una versió bàsica i no cal fer-hi gaires configuracions específiques. Encara que en el mercat podem trobar el Windows Server 2008, encara no està gaire estès per a que una petita empresa s’arrisqui a instal·lar-lo.

La virtualització dels servidors en la petita empresa

Com hem vist una avaria pot paralitzar parcial o totalment l’activitat de la xarxa. Encara que el segon equip d’emergència estigués preparat, la paralització seria inevitable. La solució arriba amb virtualitzar els servidors, és a dir, agafar tots els processos que tingui i posar-los cadascun en servidors virtualitzats diferents.

Tot seguit estudiarem tant les parts físiques (hardware) i programari (sofware) :

Hardware

            Per a que l’activitat del servidor  no s’aturi es recomanable fer un clúster[7]entre dos servidors. Amb això aconseguim que l’activitat sempre és continua. Com que la petita empresa no demana gaire pel que fa a recursos per un ordinador, amb dues màquines de 2GHz, més o menys, de processador, ja en té prou.

Pel que fa al disc dur, es recomana tenir totes les dades dintre dels mateixos ordinadors i la còpia de seguretat amb dispositius externs com hem esmentat abans.

Els dos servidors que farien falta tenen les següents característiques:

Processador

Dual Core AMD Opteron™ 1214, 2.2GHz, 2X1MB Cache

Memòria RAM

2GB Memory, DDR2, 800MHz (2x1GB Dual Ranked DIMMs)

Disc dur

250GB, SATA, 3.5-inch, 7.2K RPM

Preu (sense IVA)

524 €

Preu total (sense IVA)

524€ x 2 (servidors) = 1048 €

(Tenir en compte que el sistema operatiu no ve inclòs en el preu)

Aquest seria el servidor principal, però hem d’afegir al preu una unitat externa de disc dur, que sortiria per uns 100 €.

La diferència entre tenir un sistema normal sense servidors virtualitzats és de 309 €. Aquesta petita quantitat produeix un canvi radical a la xarxa de la empresa. I tenint en compte que la màquina proposada, per una empresa té recursos que sobren, ja que mai els utilitzarà al 100%.

Software

En el mercat de les màquines virtuals trobem tres principals programes:

  • Microsoft Virtual PC
  • VMware
  • Virtual box

Entre aquest tres, el que millors prestacions dona per a una empresa és el VMware. Trobem:

  • VMware Server: és un programari que permet córrer i instal·lar varis sistemes operatius a la vegada.
  • VMware Player: és un programari que només permet córrer els sistemes operatius virtualitzats que abans hàgim creat amb el Server.

Hi ha una versió de VMware,VMware Infrastructure que porta integrat com un middleware[8] que gestiona el clúster. Disposa de dues funcions que fan que un servidor virtual pugui “migrar” entre servidors físics dels mateix clúster en qualsevol moment i sense interrupció del servei. 

La mitjana empresa

En el cas de la mitjana empresa s’aplicaria el mateix sistema de virtualització que en el abans exposat per al de la petita empresa.

ANNEX

El clúster en les empreses

La presència de clústers en la xarxa de l’empresa canvia radicalment la filosofia del funcionament de la mateixa. Els clústers es caracteritzen per el middleware, un software que generalment actua entre el sistema operatiu i les aplicacions amb la finalitat de proveir a un clúster el següent:

  • Una interfície única d’accés al sistema, denominada SSI (Single System Image), la qual genera la sensació a l’usuari de que utilitza un únic ordinador molt potent.
  • Eines per a l’optimització i manteniment del sistema: migració de processos, checkpoint-restart (congelar un o varis processos, mudar-los de servidor i continuar el seu funcionament en el nou host), balanç de càrrega, tolerància d’errors, etc.
  • Escalabilitat: ha de poder detectar automàticament nous servidors connectats als clústers per a procedir a la seva utilització.

El middleware també ha de poder migrar processos entre servidors amb diferents finalitats:

  • Balancejar la càrrega: si un servidor està molt carregat de processos i un altre de dintre del clúster està buit, es poden transferir processos a aquest últim per a alliberar càrrega del primer i optimitzar el funcionament.
  • Manteniment de servidors: si un servidor físic necessita ser actualitzat, tant de hardware o de software, es possible migrar els processos cap a un altre ordinador.
  • Priorització dels treballs: si en un servidor hi estan corrent varis processos i hi ha un amb mes prioritat que els altres, es pot migrar cap a un altre servidor que disposi de millors recursos per accelerar el seu processament.

            Es pot veure que el fet que els servidor sigui un clúster millora molt la seguretat dels serveis que pugui contenir.           

CONCLUSIÓ

            Les màquines virtuals esdevenen un present i un futur molt proper gràcies a la simplicitat que presenten, la seguretat, estabilitat i altres avantatges esments en la investigació. Això, juntament amb l’estalvi econòmic que presenta aquesta recent tecnologia fa que cada cop més les empreses optin per a remodelar les seves xarxes informàtiques.

Amb tota la investigació que s’ha realitzat es conclou que la virtualització no és cap despesa per a la empresa, si no una inversió que aporta un increment petit però important a la productivitat de la mateixa.

BIBLIOGRAFIA

  • Monografia sobre les màquines virtuals Observatori tecnològic (Ministeri d’Educació):

Introducción a las máquinas virtuales

http://observatorio.cnice.mec.es

  • El clúster (Wikipedia)

http://es.wikipedia.org/wiki/Cluster_(inform%C3%A1tica)

  • Definició de CPD (Wikipedia)

http://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_proceso_de_datos

  • Entrevistes sobre les inversions tecnològiques en les empreses:

http://www.ticpymes.es/Entrevistas/General/200809240022/La-tecnologia-no-es-un-gasto-sino-una-inversion.aspx

http://www.microsoft.com/spain/empresas/lenguajepyme/entrevistas/avanze.mspx

 

ALTRES FONTS

 

Per a l’elaboració d’aquest treball de recerca s’ha consultat amb una empresa i amb l’Ajuntament de L’Hospitalet de Llobregat.

La empresa consultada era de caràcter públic i disposa d’un C.P.D[9]. de grans dimensions i des de fa molt poc s’està implantant servidors virtualitzats amb clústers de servidors físics.

En la visita s’han adquirit els conceptes de virtualització en les empreses. També sens ha mostrat el funcionament del VMware Enterprise.

 

M’he posat en contacte amb en Martí Duedra, que és Analista de Sistemes i Xarxes de Comunicacions de l’Ajuntament de l’Hospitalet de Llobregat. La consulta amb l’ajuntament ha estat per a obtenir xifres de servidors i també per aprofundir en el món de les virtualitzacions. Les dades obtingudes s’han exposat en la investigació i gràcies a elles s’ha comprés amb més facilitat el funcionament dels servidors virtuals.

 


[1] Són els elements físics dels ordinadors. Per exemple, el teclat, el ratolí, la placa base, targeta de so, etc.

[2] En el camp de la informàtica quan parlem d’aplicacions portables ens referim a aquelles que es poden instal·lar en qualsevol llapis de memòria USB i executar-la en qualsevol altre ordinador.

[3] És un programari específic que fa saber al ordinador la manera de comunicar-se amb un perifèric connectat o amb qualsevol component intern que estigui instal·lat.

[4] És un sistema on la còpia de seguretat conté fins a l’últim fitxer canviat des de  la última actualització, es a dir, una còpia “mirall” com la seva traducció indica.

[5] En el món de la informàtica es quan un servidor o un sistema complert deixa de estar operatiu, ja per una qüestió de hardware o de software.

[6] Els preus han sigut consultats a Dell (www.dell.es)

[7] Un clúster és la unió o conjunt d’ordinadors de característiques idèntiques. L’usuari final té sensació de que treballa amb un de sol.

[8] En el annex es treballa de middleware en el apartat de El Clúster

[9] C.P.D.: es tota aquella ubicació on es troben tots els recursos necessaris (servidors, xarxes de comunicacions, etc) per al processament d’informació d’una organització.

Deja un comentario