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Matrimonio entre máquinas virtuales, Software como servicio y Cloud Computing

Escrito por: Leslie Satenstein
Publicado: julio 9 2008

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En recientes lanzamientos de prensa, nos han sitiado con una nueva jerga: cloud computing, software como servicio (SaaS), y recientemente, los sistemas de maquina virtual (VM). Este artículo describe cada uno de los tres y explica cómo se utilizan colectivamente para el buen sentido económico y de negocios. El artículo une los componentes permitiendo que el término "cloud computing" adquiera sentido como método de entrega para aplicaciones.

Cloud computing es la migración de aplicaciones, del almacenaje, y de otros recursos TI desde los desktops y centros de datos de la compañía hacia granjas masivas de servidores, a menudo dispersas. Estas granjas de servidores, administradas por terceros y accesibles por los usuarios a través de un "Internet cloud," dan lugar al nombre cloud computing.

Las entidades corporativas globales de hoy están sobre todo conectadas vía el Internet más que por cualquier otra línea de comunicación. El Internet es por naturaleza una tela de araña de nodos interconectados. Múltiples caminos están disponibles entre la entrada al Internet (su proveedor de dicho servicio) hacia cualquier otra entrada. El fracaso de un camino o vía no detiene el acceso, ya que otra conexión dinámica alterna se llevará a cabo vía otro nodo. Una perspectiva considera la multiplicidad de vías disponibles -conexiones vía Internet- nube de conexiones (cloud connections). Las comunicaciones de la nube son confiables, y las velocidades actuales de la comunicación son más que suficientes para apoyar actividades económicas en tiempo real.

Los nuevos procesos de fabricación han introducido tecnologías de bajo costo y hardware de alto rendimiento, hasta el punto que estos sistemas contienen capacidades computacionales excesivas para los ambientes de negocio comunes. La porción computacional del hardware va más allá de las necesidades actuales de las aplicaciones de TI, ya que solamente un pequeño porcentaje de la capacidad de la unidad central de proceso (CPU) se utiliza realmente. El resultado es que la gran parte del tiempo, la computadora está esperando la entrada de datos o la actividad del disco. Unido esto con esta nueva tecnología, da como resultado la disponibilidad de grandes discos rápidos y confiables para el almacenaje, que oscilan alrededor de la gama de 500 gigabytes. El uso de dicha tecnología se vuelve cada vez más común en el almacenamiento de grandes cantidades de datos.

La unión de la conectividad de alta velocidad en la red global, las poderosas computadoras a bajo costo con capacidad de memoria de gran alcance, y los procesadores rápidos, conduce a un nuevo paradigma en el suministro de muchos servicios empresariales.

Progreso del VM

En los años 60, IBM introdujo un sistema de marco principal llamado VM, adaptado al desarrollo del software. Este sistema de memoria virtual permitió el re-despliegue de la capacidad computacional libre. En el momento ello fue un éxito para las compañías de desarrollo del software, pues podrían producir más productos sin requerir costosas mejoras de hardware. La VM de IBM introdujo el concepto de los mini-discos para las necesidades de los desarrolladores, y grandes discos de almacenaje para los sistemas operativos del huésped. El ordenador personal (PC) ubicuo mató a la necesidad del sistema de la VM, y el uso de la VM de IBM se diluyó gradualmente.

Recientemente, debido a la disponibilidad de hardware de bajo costo y alto rendimiento, el concepto de los años 60 de VM ha vuelto. Los sistemas de la VM han demostrado ser muy rentables a la hora de la implementación y en ampliar de dicho concepto más allá de lo que estaba disponible en el pasado. Una máquina virtual tiene dos componentes importantes. El primero es un sistema informático con amplio poder computacional, memoria, y arquitectura para apoyar la virtualización.

El segundo componente de una máquina virtual es el programa hypervisor que emula en software, el sistema informático similar a aquel usado por la maquina en la cual reside. La emulación es multitarea y permite que varios sistemas hardware emulados se ejecuten concurrentemente. Porque la VM puede ser configurada con más o menos memoria para proceso que la máquina física en la cual reside, es posible para los proveedores de aplicaciones, construir y entregar una VM con una configuración estándar. Esta configuración se almacena como archivo secuencial. Desde la perspectiva del proveedor de aplicaciones, todos sus clientes de la VM tienen maquinas de idéntico tamaño y maquinas lógicas configuradas –una nueva forma de dispositivo. Todos los clientes con las mismas condiciones del contrato obtienen una copia del mismo archivo "plano" secuencial (flan file).

Cuando cualquiera de los sistemas de aplicaciones virtuales (véase el cuadro 1) requiere el uso de la entrada-salida del disco o la entrada-salida de la red, el hypervisor lo lleva a cabo en nombre de la aplicación. Hasta donde le concierne a la aplicación virtual del sistema, se considera a si misma como si lo estuviese realizando directamente en la computadora real.

Grafica 1. Disposición de la máquina virtual

Beneficios de la maquina virtual

Para las grades aplicaciones de planeación de los recursos empresariales ERP que no requieren ciclos intensivos de CPU, el acercamiento VM es ideal.

La virtualización ha permitido una reducción de alrededor de 2 a 10 veces en el numero de servidores de hardware. Algunos proveedores de TI han visto reducciones de 1.000 computadoras individuales a 10 poderosas, con sus correspondientes ahorros en espacio, alambrado, consumo eléctrico, licencias y personal. VM permite que los departamentos TI sean más ecológicos.

Otro beneficio, un tanto relacionado, esta en la aplicación de correcciones al sistema operacional o la paliación de negocios. Una VM donde corre la aplicación, llevando a cabo las correcciones y las pruebas exhaustivas. Si todo va como debe, la nueva versión se guarda, reemplazando el archivo plano (flat file) de la versión de producción actual.

Dispositivo de la maquina virtual Un dispositivo virtual es una imagen de la maquina virtual que consiste en una aplicación y un sistema operacional (operating system, OS) integrado. Una maquina virtual creada para el cliente normalmente consiste en un OS como Windows, Unix, o Linux, encima de los cuales se instalan una o mas aplicaciones relacionadas. Con una maquina virtual, el usuario es responsable de la administración e instalación del OS, mientras que con un dispositivo virtual, el proveedor de ERP entrega al cliente el "saco entero" de OS y las aplicaciones como una sola, preinstalada y pre-configurada unidad.

¿Cómo logra VM lo que hace?

Cada programa de computadora consiste de tres partes: un juego de instrucciones de solo lectura para ser ejecutado; instrucciones de solo lectura para datos constantes de encabezados, títulos, disposición de los formularios, etc.; y la parte restante, memoria dinámica, usada por los almacenadores intermediarios (buffers) para guardar datos para lectura, escritura o almacenamiento. El sistema de la VM también sabe que si el mismo programa se carga desde el mismo archivo por otra máquina virtual, sólo una copia de la memoria de lectura será cargada. Las referencias a los datos de solo lectura de la segunda copia serán redirigidas a la primera, dando como resultado una reducción en el consumo de memoria.

Montaje puntual

El administrador de sistema de la VM asigna una pasadizo para la maquina virtual (véase figure1) además, asigna los discos y una red de trabajo para la aplicación. En el pasadizo virtual, se inicia un sistema operativo y una aplicación será instalada. El proveedor de ERP, momentos antes de que la aplicación este lista para su primera transacción, la máquina virtual entera se guardará en un disco como archivo (plano) secuencial. Lo que esta en el archivo plano (Flat file) es el sistema operativo y la aplicación que están listos para funcionar.

Ofertas de productos en la nube

Suponga que un proveedor de ERP proporciona el hospedaje de sistemas para clientes con necesidades similares. Cuando un cliente necesita acceso a su sistema de ERP, inicia su sistema de VM. El hypervisor asigna un pasadizo y lee el archivo plano, creado previamente. Cerca de 10 segundos después, control se pasan a la aplicación activa en el pasadizo.

De manera similar, cuando un segundo cliente necesita su sistema de ERP, el hypervisor asigna otro pasadizo dentro de un grupo, lee el mismo archivo plano y transfiere control a esa aplicación. Según lo mencionado arriba, el código de solo lectura se comparte entre las máquinas de la VM, conduciendo al ahorro en la iniciación.

El código inteligente en el hypervisor reconoce que datos de la segunda memoria de solo lectura del pasadizo como idénticos al primer sistema, y en vez de cargarlo en la memoria y espacio el perder, el hypervisor solo redirige la aplicación hacia la primera copia. El mismo proceso se repite hasta el número de pasadizos disponibles de la VM. Beneficios de los sistemas VM

1. Seguridad
Si uno de los pasadizos de la aplicación de la VM es afectado con un virus, ese virus no puede ser transferido a otra VM. La manera de eliminar el virus es correr un duplicado VM, transferirlo sobre la aplicación, y cerrar la máquina infectada. ¡Zas! Con haber cerrado, el virus ha desaparecido hacia la nada, y generalmente, sin la pérdida de productividad como consecuencia.

2. SaaS
Muchas aplicaciones son necesarias solamente por algunas horas al día. Si en una VM, esa aplicación puede ser ejecutada y estar disponible en un plazo de 10 segundos. Comúnmente, las aplicaciones de medio tiempo SaaS se utilizan para la gerencia del capital humano (HHRR). Otras aplicaciones, tales como inteligencia de negocios (BI), gerencia de relaciones con clientes (CRM), y aplicaciones con las características similares, caen dentro de la categoría de aplicaciones de medio tiempo SaaS.

La nube y su relación con SaaS

Cloud computing es un nuevo servicio TI, que proporciona gigabytes múltiples para almacenamiento en discos. El almacenaje esta disponible en un sistema informático que se puede alcanzar vía el establecimiento de una red "nube." Así, la organización de un servicio de hospedaje con un nuevo grupo de aplicaciones best-of-breed SaaS¹ (BI, HHRR, nómina, y otras) estará disponible vía Internet. Algunos de estas aplicaciones cuentan con el almacenamiento de grandes cantidades de datos para el análisis estadístico o para archivar. Otras aplicaciones tales como las aplicaciones de gerencia del capital humano requieren cantidades más pequeñas de almacenaje, tales como una PYME la cual ha preferido no hospedar esta aplicación. En cualquier caso, es raro que los archivos de esos datos sean devueltos al cliente.

El lado positivo del cloud computing es que el proveedor de la nube puede proporcionar un ambiente VM o almacenamiento de datos, o ambos. Con los sistemas de archivos convencionales (NTFS para Microsoft, EXT3 para Linux), los archivos grandes en discos grandes requieren de mucho tiempo para su restauración. Las nuevas tecnologías para los sistemas de archivos se han desarrollado para disminuir el tiempo de recuperación de datos, ya que los negocios modernos no pueden permitirse estar fuera de línea por más que algunas horas. Porque el almacenaje de cloud computing es masivo, el respaldo y la recuperación de tales cantidades de grandes datos han dado lugar a diseños más nuevos de sistemas de archivo (LVM, Z64, Tru64) que soportan tamaños de archivos en petabytes (octetos de un cuatrillón, o 1.000 terabyte) con rápido respaldo y recuperación.

El manejo de archivos, la restauración, y la sintonización del funcionamiento para el acceso rápido son la responsabilidad de los proveedores de la nube.

Los proveedores del almacenaje de datos componen a mayoría de clientes del cloud computing. Esto unido a las aplicaciones VM, transfiere a terceros la responsabilidad de la gerencia de reservas o respaldos, recuperación de base de datos, etc. Los jugadores más grandes en esta área son EMC2, Amazon, y NetApp. Los discos no requieren de cercanía física a las computadoras en las cuales las aplicaciones funcionan. Es decir, tenemos la aplicación en una VM y el proveedor del sistema de archivos en unos o más sistemas remotos.

Los aspectos negativos de cloud computing, que conciernen a muchas pequeñas y medianas empresas (PYMES), son las respuestas a estas preguntas: ¿Dónde están mis datos? ¿Quién posee los datos? ¿Es legal que los datos sean almacenados en el extranjero? ¿Tiene sentido financiero? ¿Si el se cae el Internet, cómo continúo haciendo negocios?

Los proveedores intentan suavizar estos miedos explicando que los datos almacenados en la nube están intrínsecamente más seguros que los datos que terminan en las computadoras portátiles dispersas, los smartphones (teléfonos inteligentes), y las PC caseras. La disponibilidad del acceso al Internet se puede llevar a cabo con la misma confiabilidad que el sistema de teléfono conectado al negocio.

Si la PYME se suscribe a una aplicación SaaS tal como CRM u HHRR, la PYME se restringe a la interacción con la aplicación. Normalmente, la PYME no tiene la capacidad de descargar datos. Por lo tanto, mientras la PYME es la dueña de los datos, él el cliente, no puede importarlos a su sitio.

Algunos consideran Citrix, un interfaz fino del cliente (thin client interface), como forma de economizar memoria de computadora y de proporcionar el acceso controlado a una aplicación. La comparación entre Citrix y VM es la siguiente: Citrix ofrece terminales virtuales tales que todos los terminales de Citrix residen en un espacio bajo un nombre (interno a una VM), y si hay un problema con un terminal de Citrix puede bajar todas las otras. En el ambiente VM, si un pasadizo de la VM se cae, sólo esa VM se cae, y el tiempo que toma para volver a tenerla en línea puede ser tan corto como 10 segundos. Si el hypervisor de la VM se cae, es equivalente a cada pasadizo VM se caiga. En ese momento, no hay sistema de producción VM que funcione bajo sistema VM.

Algunos comentarios para terminar

He tocado solamente la superficie en cuanto a lo que es la operación de la VM. Libros completos se pueden escribir en la medida que nuevas aplicaciones aprovechan nuevos métodos de entrega. Los proveedores principales de los sistemas operativos de la VM incluyen Linux (RedHat y Novell, por ejemplo), y Microsoft y las VM-ware.


¹Conjunto de los mejores software especializados en su área.

 
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