Implementación de una nube híbrida con IBM SmartCloud Enterprise y WebSphere DataPower

Este artículo describe una solución que exhibe las posibilidades de IBM SmartCloud ™ Enterprise y de IBM® WebSphere® DataPower® para el manejo de la carga de una aplicación híbrida. También aborda las tecnologías utilizadas para que la carga de trabajo escale a través de múltiples sistemas de nube en diferentes centros de datos o salte hacia SmartCloud Enterprise para una capacidad adicional según la demanda.

Ton Ngo, Cloud Solutions Architect, IBM

Ton NgoTon Ngo es arquitecto de soluciones en clou y desarrollador sénior en IBM Silicon Valley Lab, San José, California. Recientemente, fue el arquitecto de la nube informática de alto rendimiento para la Universidad tecnológica de Nanyang, Singapur, y de la nube de desarrollo y prueba para Royal Bank of Canada. Anteriormente, ha sido investigador del IBM T.J. Watson Research Center y del Almaden Research Center durante 17 años y ha publicado trabajos sobre una amplia variedad de temas.



13-05-2013

Dado que los clientes de IBM planifican su estrategia de nube para los próximos tres a cinco años, muy a menudo se dan cuenta de que un tamaño no sirve para todos los casos. Una estrategia de nube óptima es la combinación cuidadosa de hardware, software, servicios pagos según su uso y soluciones entregadas por la nube—todo complementado con servicios especializados comprobados a través de la estrategia, migración, integración y gestión y brindados por el proveedor y un ecosistema de socios. Los clientes necesitan ejecutar determinados elementos de su negocio en una nube privada y también deben integrarse con elementos que se ejecutan en la nube pública. Por ejemplo, algunas aplicaciones se ejecutan dentro del firewalll corporativo del cliente (nube privada), mientras que otras aplicaciones se ejecutan en IBM SmartCloud Enterprise (nube pública), lo que optimiza el rendimiento, la confiabilidad, la seguridad y el costo.

Este tipo de solución de nube se denomina nube híbrida, porque combina ambas nubes (privada y pública). Considere el siguiente escenario, en el que una solución de nube híbrida ayuda a que un cliente de comercio electrónico responda a los picos de demanda de negocio al saltar de la nube privada a la nube pública de IBM que ofrece más capacidad durante picos de demanda y, después, retirarse cuando las condiciones se estabilizan.

Suponga que este cliente de comercio electrónico opera un entorno de nube privada en su centro de datos. También posee una cuenta existente en SmartCloud Enterprise, y los dos entornos están conectados por una red privada virtual segura (VPN). La aplicación de comercio electrónico y los catálogos se cargan previamente en SmartCloud Enterprise. En función del volumen de tráfico de años anteriores para las ventas del Día de la Madre, los administradores esperan una demanda alta; por lo tanto, considerando la capacidad existente en su nube privada, definen dos umbrales en la aplicación IBM® WebSphere® DataPower® : umbral inferior y umbral superior para el tráfico de red.

Dado que el tráfico web aumenta el Día de la Madre, el volumen excede el primer umbral. Como resultado, el sistema suministra automáticamente recursos adicionales en SmartCloud Enterprise. Debido a que el tráfico continúa aumentando y cruza el segundo umbral, los recursos adicionales suministrados en SmartCloud Enterprise se colocan online y DataPower comienza a enrutar el tráfico hacia los recursos de SmartCloud Enterprise. Cuando finaliza el Día de la Madre, el tráfico web regresa al volumen normal, que se encuentra por debajo del umbral inferior. DataPower libera el exceso de recursos en SmartCloud Enterprise a través de una tarea de suspensión de suministro.

Este artículo describe una solución para este escenario de nube híbrida.

Caso de negocios

Los clientes han estado refinando su estrategia de nube para invertir en hardware y software de nube preparada. Buscan ofertas de nube pública para servicios pagos según su uso y soluciones de negocios. La compensación que generalmente se espera entre las dos opciones es que el costo de la nube pública puede ser inferior a corto plazo, porque no necesita ninguna inversión de capital, pero puede ser mayor a largo plazo. Por lo tanto, aprovechar ambas opciones producirá el mejor valor de negocios. Una solución de nube híbrida permitiría que los clientes respondan a los picos de carga de trabajo de aplicación al saltar según la demanda desde su centro de datos hacia la nube pública para obtener una mayor capacidad de procesamiento sin tener que invertir en grandes gastos de capital.

Además, una solución de IBM optimizaría el rendimiento, la confiabilidad y el costo al permitir que parte de una aplicación se ejecute en sistemas IBM dentro del firewall corporativo mientras coloca a las demás partes de forma segura en SmartCloud Enterprise. Dicha solución orientada hacia la aplicación automatiza completamente el ordenamiento, la activación y el equilibrio del tráfico de la aplicación entre el centro de datos y SmartCloud Enterprise, lo que permite al sistema responder de forma dinámica a la fluctuación de la demanda sin la intervención de administradores. Al aprovechar las soluciones de sistemas y software de IBM existentes en los centros de datos (como las aplicaciones de DataPower y los sistemas integrados especializados) y las ofertas de nube pública seguras y sólidas, IBM se posiciona de forma exclusiva para brindar esta posibilidad de nube híbrida orientada hacia la aplicación.


Solución: desbordamiento de la carga de trabajo de privada a pública

Aunque los clientes de comercio electrónico observan que el tráfico a su sitio web puede alcanzar picos altos durante eventos especiales, como el Día de la Madre, Navidad, Viernes Negro, es difícil decidir cuánta capacidad comprar para estos picos de demanda. No es deseable invertir en demasiada o en escasa capacidad. Para comprender mejor los requisitos para una solución, analicemos el escenario del Día de la Madre en más detalle:

  • Un sitio de comercio electrónico está alojado en un clúster de los servidores de IBM WebSphere en un entorno de nube privada.
  • Los administradores han configurado algunas instancias de WebSphere en SmartCloud Enterprise para ejecutar la aplicación de comercio electrónico, que se puede posicionar en diferentes ubicaciones geográficas para un rendimiento óptimo.
  • Utilizan una aplicación de DataPower para supervisar el rendimiento entrante al sitio web y el equilibrio de carga entre la agrupación de recursos del centro de datos.
  • En función de las estadísticas del año anterior, un administrador define los umbrales en DataPower que desencadenarán el suministro y la suspensión del suministro de recursos. Tenga en cuenta que se puede utilizar más de una aplicación de DataPower en un nivel o topología global.
  • Cuando el tráfico excede este umbral, DataPower solicita recursos adicionales en SmartCloud Enterprise. Es posible utilizar puntos de control para modificar comportamientos, pero no se trata de una buena práctica.
  • Cuando los recursos adicionales se encuentran disponibles, DataPower dirige las solicitudes nuevas a los recursos nuevos de SmartCloud Enterprise.
  • Los recursos de SmartCloud Enterprise manejan las actividades de exploración de catálogos.
  • Si un cliente hace clic en Buy, la transacción se enruta nuevamente hacia la nube privada para completar la acción, porque la información de perfil y de pago del cliente se encuentra en la nube privada.
  • Si el tráfico disminuye por debajo del umbral, se suspende el suministro del exceso de recursos en SmartCloud Enterprise y se actualiza la lista de recursos adecuada para DataPower.

Para implementar la solución, creé las siguientes ampliaciones encima de IBM WebSphere Intelligent Management Pack y la Optimización de aplicaciones (AO) de DataPower para:

WebSphere Intelligent Management Pack

WebSphere Intelligent Management Pack contiene IBM WebSphere Hypervisor Edition y requiere una licencia separada.

  • Mejorar el panel de instrumentos para supervisar las cargas de trabajo entre nubes.
  • Utilizar DataPower AO para supervisar los servidores en las células de WebSphere y determinar los destinos para el enrutamiento del tráfico web.
  • Personalizar el algoritmo de enrutamiento para asignar de forma dinámica un peso para cada servidor en las células de WebSphere y determinar el porcentaje del tráfico web para enrutar hacia cada servidor de WebSphere Application.
  • Configurar una VPN para brindar conectividad entre las nubes.

La Figura 1 muestra la arquitectura de alto nivel de la solución propuesta. Los servidores de WebSphere son gestionados por WebSphere Intelligent Management Pack y se suministran de forma dinámica en función de la carga.

Figura 1. Arquitectura de alto nivel de una nube híbrida
Image showing the high-level architecture of a hybrid cloud

Panel de instrumentos y consola de gestión

Operar un entorno híbrido es complejo; por ello, creé un panel de instrumentos que combina la información de supervisión relevante. La Figura 2 muestra el panel de instrumentos principal mientras realiza el seguimiento de las actividades en la nube pública y privada.

Figura 2. Panel de instrumentos de recursos de nube híbrida
Image showing the hybrid cloud resource dashboard

La Figura 3 se centra en la aplicación y muestra el tráfico web, los servidores disponibles para manejar las solicitudes y la conformidad con el acuerdo de nivel de servicio (SLA). Además, el panel de instrumentos puede realizar el seguimiento del recurso utilizado en la nube privada, como la CPU, el almacenamiento, la memoria y las máquinas virtuales (VM) asignadas, de manera que el administrador pueda recibir alertas cuando la demanda esté por exceder la capacidad.

Figura 3. Operación de aplicación en la nube híbrida
Image showing application operation in the hybrid cloud

Optimización de aplicaciones de DataPower

Las aplicaciones DataPower XI50 y XI52 son capaces de llevar a cabo funciones avanzadas de seguridad de zona desmilitarizada (DMZ) así como de proporcionar una amplia variedad de posibilidades de bus de servicios empresariales (ESB). Las posibilidades de ESB incluyen actuar como un proxy inverso en el que DataPower recibe las solicitudes entrantes y las envía hacia colecciones de servidores de backend. La opción de AO es una nueva función de software de DataPower que extiende la colección de posibilidades de DMZ y de ESB al brindar capacidades de equilibrio de carga de lado frontal y al mejorar las posibilidades de equilibrio de carga de lado trasero con la distribución de carga inteligente (ILD). La ILD incluye un algoritmo de equilibrio de carga adicional (mínimas conexiones ponderadas), afinidad de sesión y configuración dinámica. La ILD interactúa de forma dinámica con la célula de WebSphere para enrutar el tráfico web a los servidores de la célula. Juntas, las nuevas funciones permiten a los clientes reducir el conteo de cajas en su DMZ o ESB, lo que resulta en un menor costo total de propiedad (TCO).


La red privada virtual

Una nube pública y un centro de datos empresarial generalmente se encuentran separados por un firewall. En consecuencia, para que las dos células de WebSphere de los dos lados soporten una aplicación, es necesario proporcionar conectividad entre los asociados de las dos células. La práctica estándar es configurar una VPN para conectar a los asociados.


Conclusión

La tecnología de nube ha avanzado ininterrumpidamente, y ahora existen varias soluciones para un clúster web con escalamiento elástico. No obstante, estas soluciones generalmente operan dentro de una única nube, lo que limita la posibilidad total de la nube de responder a los picos de demanda. Este artículo consideró el uso de varias nubes para soportar el escalamiento elástico—específicamente, el escenario de una empresa que ejecuta una aplicación dentro de su nube privada y que desborda hacia una nube pública cuando se excede la capacidad de la nube privada. El artículo analizó el soporte de productos de IBM existentes e ideó una solución de nube híbrida que aprovecha el soporte actual y minimiza los nuevos esfuerzos de desarrollo.

Recursos

Aprender

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