Computación en nube para la empresa, parte 3: Uso de WebSphere CloudBurst para crear nubes privadas

En la parte 1 de esta serie de artículos se discutió la computación en nube en general, incluyendo los niveles de las nubes y los diferentes tipos de nube, así como sus ventajas y desventajas, y se analizó la importancia de este movimiento para los desarrolladores empresariales. En la parte 2 se analizó la nube pública y la manera en que se puede usar IBM® WebSphere® sMash e IBM DB2® Express-C para entregar aplicaciones Web alojadas en una infraestructura de nube pública. En este artículo se ofrece una introducción a IBM WebSphere CloudBurst™ e IBM WebSphere Application Server Hypervisor Edition y se discute cómo estos nuevos productos llevan los importantes beneficios de la computación en nube privada a los entornos empresariales de WebSphere. This content is part of the IBM WebSphere Developer Technical Journal.

Dustin Amrhein, Staff Software Engineer, IBM

Author photoDustin Amrhein joined IBM as a member of the development team for the WebSphere Application Server. While in that position, Dustin worked primarily on web services infrastructure and web services programming models. In addition, Dustin worked on the development of a RESTful services framework for Java runtimes. In his current role Dustin is a WebSphere Client Technical Professional.


Nivel de autor profesional en developerWorks

Ruth Willenborg, Senior Technical Staff Member, IBM

Ruth Willenborg is a Senior Technical Staff Member in IBM's WebSphere Technology Institute. Ruth is currently working on WebSphere Cloud computing and virtual appliance initiatives, and is the technical evangelist for the new IBM WebSphere CloudBurst Appliance. Prior to her work on virtualization and appliance initiatives, Ruth was the manager of the WebSphere Performance team responsible for WebSphere Application Server performance analysis, performance benchmarking and performance tool development. Ruth has over 20 years of experience in software development at IBM. She is co-author of Performance Analysis for Java Web Sites (Addison-Wesley, 2002).


Nivel de autor contribuyente en developerWorks

02-09-2009

Introducción

Los costos de los centros de datos tienen tres componentes principales: costos de hardware, costos físicos (energía, enfriamiento, etc.) y costos administrativos y de gestión. Este último componente de costos representa una porción significativa de los costos corrientes totales. Por eso, la eliminación de procesos manuales, de errores y de repeticiones es una excelente forma de reducir y controlar los costos de TI.

El nuevo IBMWebSphere CloudBurst Appliance, junto con IBM WebSphere Application Server Hypervisor Edition, ofrece funciones de implementación y de función para implementar entornos WebSphere Application Server de manera rápida y reiterativa, lo que reduce significativamente los requisitos administrativos y de gestión generalmente asociados con esas actividades. Además, al potenciar los principios de virtualización y de computación en nube, WebSphere CloudBurst ofrece la capacidad de usar un fondo de recursos compartidos – nube privada – de un modo eficiente a fin de reducir los costos de infraestructura.

En este artículo se ofrece una introducción a WebSphere CloudBurst y a WebSphere Application Server Hypervisor Edition y se discute cómo estos nuevos productos llevan los importantes beneficios de la computación en nube privada a los entornos empresariales de WebSphere.


Nubes privadas

Como se analizó en las entregas previas de esta serie de artículos, las soluciones de la computación en nube adoptan diferentes formas: pública, híbrida y privada. Por lo general, el tipo de nube se define de acuerdo al lugar donde residen los datos y los recursos físicos. En el caso de una nube privada, nos referimos a una nube que existe dentro del firewall de una empresa; todos los servicios y recursos informáticos que componen la nube están protegidos por el firewall.

Si bien una nube privada no lo liberará de la responsabilidad de adquirir y mantener recursos informáticos, las empresas tienen numerosos motivos para elegir soluciones de nubes privadas antes que nubes públicas:

  • Normas de seguridad y cumplimiento: Es posible que el control y la supervisión que usted necesite respecto de la manera y el lugar de almacenamiento de los datos sean más estrictos que los que suele ofrecer un servicio de nube pública.
  • Capacidades que no están presentes en una nube pública: Es posible que usted necesite una tecnología muy específica o garantías de disponibilidad que no se puedan obtener usando una nube pública.
  • La nube privada como un bien financiero: Si las inversiones que usted realiza en el centro de datos son cuantiosas, es posible que prefiera optimizar el uso de esos recursos antes que pagar servicios de nube privada. Incluso muchas empresas que no tienen inversiones de esa envergadura suelen advertir las ventajas en cuanto al precio que ofrecen las soluciones dentro de las instalaciones del cliente, ya que la flexibilidad de las soluciones externas puede ser más costosa (es como alquilar un auto durante un año en vez de comprar uno).

Las soluciones de nube privada ofrecen muchos de los beneficios que tienen las de nube pública, como reducción de costos, agilidad de negocios y mayor innovación. La diferencia más importante es que usted tiene todo el control —y la responsabilidad— respecto de la nube.


Introducción a WebSphere CloudBurst

WebSphere CloudBurst es un nuevo aparato de IBM que incluye capacidades de hardware y de software para crear y gestionar nubes privadas dentro de las instalaciones del cliente. WebSphere CloudBurst ofrece la capacidad de construir, implementar y mantener configuraciones virtualizadas de WebSphere Application Server para toda la gama de implementaciones, desde implementaciones de servidor único hasta implementaciones de clúster más complejas.

Figura 1. WebSphere CloudBurst
WebSphere CloudBurst

Como se muestra en la figura 1, WebSphere CloudBurst consta de tres partes fundamentales:

  • El aparato: WebSphere CloudBurst Appliance incluye el hardware, la aplicación de gestión y un conjunto de imágenes virtuales y patrones de WebSphere Application Server preinstalados y preconfigurados. Todos los accesos a WebSphere CloudBurst se realizan a través de interfaces soportadas, usando Web 2.0 User Interface, Command Line Interface (CLI) completa o API (Interfaces de Programación de Aplicaciones) REST.
  • La nube: WebSphere CloudBurst soporta un modelo de "nube propia" en el que se proporcionan hipervisores, capacidades de red y almacenamiento para su uso por parte del aparato. La nube es el lugar donde se ejecutan las aplicaciones WebSphere implementadas; no se ejecutan en WebSphere CloudBurst Appliance.
  • Los sistemas virtuales: WebSphere CloudBurst proporciona las herramientas para personalizar las imágenes y patrones provistos por IBM a fin de crear un catálogo de autoservicio de las aplicaciones WebSphere, así como las capacidades para dispensar los sistemas virtuales de WebSphere Application Server en la nube privada. WebSphere CloudBurst Appliance incluye capacidades de ubicación inteligente que permiten implementar los patrones de WebSphere Application Server en la nube a efectos de asegurar un uso eficaz de los recursos de nube y características de alta disponibilidad. Una vez implementados los patrones, WebSphere CloudBurst proporciona capacidades de gestión y de optimización, incluidos los mecanismos para aplicar correcciones al entorno.

WebSphere CloudBurst Appliance trata los crecientes costos de gestión y administración de servidores y middleware de diversas maneras. WebSphere CloudBurst proporciona herramientas para generar implementaciones de WebSphere Application Server consistentes y reiterativas. Estas implementaciones están optimizadas para entornos virtualizados, lo que permite reducir los costos administrativos y potenciar los beneficios de la consolidación de servidores que se derivan de tales entornos. Además, WebSphere CloudBurst aplica el conocimiento de las mejores prácticas para moldear y ajustar las configuraciones que dispensa.

Asimismo, WebSphere CloudBurst forma parte de diversos escenarios de integración que involucran herramientas de gestión de servicios e implementación de las marcas Rational® y Tivoli® de IBM. Estas capacidades de integración proporcionan flujos de trabajo de extremo a extremo y sin contratiempos que pueden mejorar de manera significativa la eficacia y la agilidad informáticas.


¿Por qué un aparato?

WebSphere CloudBurst Appliance es un aparato, y esto genera numerosos beneficios:

  • Consumibilidad: El aparato permite una gran consumibilidad. Una vez conectado el aparato y aceptadas las licencias iniciales, la disponibilidad de la consola WebSphere CloudBurst es inmediata. Sin pasos de instalación adicionales, usted podrá comenzar a generar sus nubes WebSphere privadas de inmediato.
  • Seguridad: WebSphere CloudBurst Appliance, al igual que IBM WebSphere DataPower® SOA Appliance, proporciona una carcasa inviolable. Asimismo, WebSphere CloudBurst aplica cifrado a certificados SSL, contraseñas, imágenes virtuales, aplicaciones y todo lo que almacena. Los usuarios interactúan con WebSphere CloudBurst usando una de las tres interfaces: interfaz de usuario Web 2.0, Command Line Interface completa o API (Interfaces de Programación de Aplicaciones) REST. Como no existen otros puntos de acceso (como un shell de línea de comandos), se reduce el área expuesta a ataques malintencionados.
  • Rendimiento: WebSphere CloudBurst Appliance actúa como un almacén dedicado para las imágenes virtuales y los patrones de WebSphere Application Server, tanto los estándar como los personalizados. El aparato incluye técnicas avanzadas de compresión y de almacenamiento que permite almacenar un gran número de imágenes virtuales. También proporciona el poder de procesamiento necesario para gestionar estas imágenes virtuales y permitir la creación de nubes WebSphere privadas.

Ahora analicemos las imágenes virtuales y los patrones de WebSphere Application Server, que forman una parte fundamental de WebSphere CloudBurst.


Imágenes virtuales y patrones precargados

Las imágenes virtuales son una parte elemental de WebSphere CloudBurst. En particular, el nuevo WebSphere Application Server Hypervisor Edition es la pieza clave en la que se basan los patrones de WebSphere CloudBurst. WebSphere Application Server Hypervisor Edition (figura 2) es una edición especial de WebSphere Application Server que se ejecuta sobre un hipervisor y viene optimizada para entornos virtualizados. (El empaquetado es para WebSphere Application Server V6.1.0.x y V7.0.0.x). La primera versión de WebSphere Application Server Hypervisor Edition está compuesta de los archivos binarios y los perfiles de WebSphere Application Server, de IBM HTTP Server y de un sistema operativo SLES Linux, todos preinstalados y empaquetados en Open Virtualization Format (OVF).

Como la imagen virtual viene preinstalada, configurada y ajustada, es posible obtener un rápido rendimiento de la inversión (ROI), ya que no se necesita instalar WebSphere Application Server otra vez.

Figura 2. WebSphere Application Server Hypervisor Edition
WebSphere Application Server Hypervisor Edition

WebSphere Application Server Hypervisor Edition se puede adquirir independientemente de WebSphere CloudBurst; su disponibilidad inicial está programada para VMware ESX y ESXi. Sin embargo, usted obtendrá un mayor valor si utiliza WebSphere Application Server Hypervisor Edition con WebSphere CloudBurst Appliance.

WebSphere CloudBurst introduce la idea de los patrones, que en este caso representan topologías generadas desde componentes de WebSphere Application Server Hypervisor Edition. Estos patrones son unidades implementables listas para su ejecución en servidores VMware ESX o ESXi. La figura 3 ilustra un patrón representativo de WebSphere CloudBurst.

Figura 3. Patrones de WebSphere CloudBurst
Patrones de WebSphere CloudBurst

Los patrones que trae WebSphere CloudBurst son la culminación de diez años de especialización en la generación de entornos WebSphere Application Server y de comentarios de usuarios y técnicos. Además de proporcionar una topología implementable, WebSphere CloudBurst ajusta el entorno de WebSphere Application Server en función del entorno específico para asegurar que el entorno contenga el conocimiento más importante y más valioso de las mejores prácticas.

Imágenes y patrones personalizables

Además de las capacidades listas para usar que trae WebSphere CloudBurst en forma de patrones, WebSphere CloudBurst proporciona capacidades de personalización. Es posible personalizar tanto las imágenes virtuales como los patrones de WebSphere que trae el aparato para crear una nube privada personalizada y con un propósito determinado dentro de su empresa.

Extensión de imágenes virtuales

Es posible personalizar cada una de las imágenes de WebSphere Application Server Hypervisor Edition que vienen con WebSphere CloudBurst a través de la capacidad de extensión: seleccione la extensión de una imagen, efectúe las personalizaciones deseadas y luego recapture la imagen. La nueva imagen se almacenará junto con las demás en el catálogo de WebSphere CloudBurst.

Una buena aplicación para la extensión de imágenes virtuales sería crear una imagen que contenga software personalizado. Por ejemplo, es posible extender WebSphere Application Server Hypervisor Edition, instalar el software antivirus que exige su empresa y luego recapturar la imagen que será almacenada en el catálogo WebSphere CloudBurst. La imagen resultante se podría usar para generar patrones a fin de asegurar que todos los sistemas virtuales implementados contengan el software requerido.

Creación de patrones

Además de las imágenes virtuales, también se pueden personalizar patrones de WebSphere CloudBurst. Es posible personalizar los patrones de fábrica para agregar componentes WebSphere al patrón o quitarlos de él, o bien para agregar paquetes script. Existen seis componentes en WebSphere Application Server Hypervisor Edition que están disponibles para la generación de patrones:

  • Administrador de implementaciones
  • Administrador de trabajos
  • Agente de administración
  • Nodo personalizado
  • Nodo único de IBM HTTP Server
  • Nodo independiente

Es posible agregar o quitar componentes, o bien aumentar su número, utilizando un generador de configuraciones intuitivo con función de arrastrar y colocar. Cuando se crea un nuevo patrón, se pueden bloquear propiedades asociadas con los componentes del patrón. Por ejemplo, si se crea un patrón para su uso en pruebas, es posible que usted desee asegurar que todas las implementaciones de prueba usen la misma cantidad de memoria virtual. La propiedad de tamaño de memoria virtual de cada uno de los componentes del patrón se puede bloquear al momento de su creación. De esta forma se garantiza una implementación consistente y reiterativa para cualquier usuario del patrón.

El objeto de este brevísimo análisis es presentar las capacidades de personalización de WebSphere CloudBurst. Una serie de artículos de próxima publicación analizará más detalladamente las características de personalización de WebSphere CloudBurst y explicará cómo y cuándo usarlas.

También es posible usar paquetes script para personalizar patrones. Los paquetes script son archivos binarios comprimidos (.zip o .tgz) que proporcionan un script de ejecución, así como los artefactos requeridos. El paquete de script puede usarse para instalar una aplicación en el patrón implementado, para ajustar la instancia de WebSphere Application Server implementada o para ejecutar otras acciones deseadas. Los usuarios de WebSphere CloudBurst crean paquetes script y los cargan en el catálogo. Los paquetes script pueden ser incluidos en patrones usando el generador de configuraciones mencionado.

Un conjunto de patrones personalizados forma un catálogo de autoservicio de aplicaciones WebSphere listo para su implementación en la nube privada. Sin embargo, antes que WebSphere CloudBurst pueda efectuar la primera implementación, es necesario que el administrador del sistema defina una nube. A continuación se analizará la manera en que se genera la nube.


Nubes propias

Además de la posibilidad de crear configuraciones WebSphere Application Server optimizadas para entornos virtuales, WebSphere CloudBurst lo ayuda a crear una nube privada para ejecutar sistemas virtuales WebSphere Application Server. Estos sistemas virtuales no se ejecutan en el aparato, sino que WebSphere CloudBurst soporta un modelo de "nube propia " en el que se define la nube privada para el aparato.

La nube privada, en lo que respecta a WebSphere CloudBurst, consta de tres recursos: hipervisores, almacenamiento y direcciones IP (figura 4):

Un hipervisor es un programa de virtualización de software que proporciona un nivel de abstracción entre los sistemas operativos y los recursos físicos de una máquina. Esta abstracción permite la ejecución de múltiples sistemas operativos y pilas de aplicaciones en un único recurso físico, lo que genera niveles más altos de utilización de recursos. Por ejemplo, si se potencia un hipervisor, es posible ejecutar tres máquinas virtuales diferentes —una con un sistema operativo y un administrador de implementaciones WebSphere Application Server, y dos con un sistema operativo y nodos personalizados WebSphere Application Server— en el mismo servidor físico.

Para configurar la nube, el administrador define la ubicación y las credenciales de inicio de sesión de los hipervisores (inicialmente, VMware ESX o ESXi). Estos hipervisores alojarán los sistemas virtuales dispensados por WebSphere CloudBurst Appliance. WebSphere CloudBurst detecta de manera automática el almacenamiento asociado con los hipervisores y gestiona la ubicación de sistemas virtuales WebSphere Application Server en todo el conjunto de hipervisores.

Otro componente de la nube privada de WebSphere CloudBurst es un conjunto de direcciones IP que están disponibles para su uso por parte de las máquinas virtuales WebSphere Application Server. El administrador define este conjunto de direcciones IP y, cuando se crean nuevas máquinas virtuales, WebSphere CloudBurst se ocupa de asignarle a cada una de ellas un valor único.

Lo único que debe hacer el administrador es definir hipervisores y direcciones IP para WebSphere CloudBurst. Una vez definidos estos recursos, WebSphere CloudBurst crea y gestiona una nube privada de sistemas virtuales.

Figura 4. Nube WebSphere privada
Nube WebSphere privada

Del aparato a la nube

Implementación para la nube

Después que el administrador define la nube privada, es posible implementar los patrones de WebSphere. El proceso de implementación es un proceso sencillo en el que usted solamente deberá proporcionar información exclusiva del tiempo de implementación (como la contraseña específica del usuario). WebSphere CloudBurst usa capacidades de ubicación inteligente, así como el conocimiento de los requisitos de recursos WebSphere Application Server, para ubicar los sistemas virtuales en las diferentes máquinas físicas según las necesidades específicas. Se comunica con los hipervisores para comprender su capacidad y también toma en cuenta las cuestiones de alta disponibilidad. Por ejemplo, los nodos personalizados dentro de un patrón de clúster de WebSphere Application Server se ubicarán en múltiples máquinas físicas, como se puede observar en la figura 5, para evitar un escenario de punto de error único, en caso de que se produzca un error de servidor.

El proceso de implementación completo —que abarca desde el sistema operativo hasta la instalación de aplicaciones de usuario, pasando por la federación y el inicio de WebSphere Application Server— es rápido, y las aplicaciones agrupadas en clúster estarán listas en minutos. Los usuarios reciben una notificación cuando la aplicación está lista para usar. Desde la consola WebSphere CloudBurst, es posible iniciar sesión fácilmente en el sistema virtual usando SSH o VNC, o directamente en la consola de administración WebSphere Application Server.

Figura 5. Vista del sistema virtual
Vista del sistema virtual

Gestión de la nube

Las capacidades de WebSphere CloudBurst no finalizan con la implementación de los sistemas virtuales en la nube privada. WebSphere CloudBurst permite supervisar y gestionar las implementaciones de WebSphere Application Server.

Aplicación de correcciones

WebSphere CloudBurst proporciona capacidades de mantenimiento para actualizar imágenes virtuales, patrones e implementaciones de sistemas virtuales. La técnica más sencilla es mover a la nueva versión de WebSphere Application Server Hypervisor Edition una imagen completa con todo el mantenimiento de WebSphere Application Server y del sistema operativo aplicado y volver a implementar patrones con la nueva imagen. Este es un proceso rápido y reiterativo.

Sin embargo, a veces es necesario aplicar las correcciones directamente en los sistemas virtuales ya implementados en la nube. En estos casos, se puede usar la consola WebSphere CloudBurst para cargar service packs e iFixes directamente en el catálogo. Usted puede seleccionar los sistemas virtuales, y WebSphere CloudBurst se ocupa del proceso de aplicación de correcciones e incluso crea una instantánea del sistema virtual antes de aplicar la corrección. En cualquier momento después de la aplicación de las correcciones, es posible revertir al estado anterior del sistema virtual con un solo clic.

Supervisión de uso de nube

La computación en nube es sinónimo de estructuras de precio de "pago por uso". A tal fin, es necesario hacer un seguimiento y preparar informes del uso de recursos de la nube. WebSphere CloudBurst proporciona estadísticas de uso de nube que soportan devoluciones en la empresa. Respecto de cada uno de los usuarios dentro de WebSphere CloudBurst, los administradores podrán recuperar información sobre las tasas de utilización de uso de máquinas virtuales, de CPU, de memoria y de IP. Todos estos datos se pueden visualizar en la consola WebSphere CloudBurst (figura 6) o se pueden descargar en una hoja de cálculo.

Figura 6. Informes de uso por usuario
Informes de uso por usuario

Además del uso de recursos por usuario, WebSphere CloudBurst también proporciona información sobre el uso de los recursos de la nube. Todas las tasas de utilización de uso de CPU y memoria físicas y virtuales, de uso de IP y de uso de almacenamiento están disponibles en la consola WebSphere CloudBurst.


Resumen

Las nubes privadas ofrecen muchos de los beneficios que tienen las nubes públicas y, debido a su familiaridad con los recursos existentes, pueden proporcionar un acceso más fácil a la computación en nube. WebSphere CloudBurst Appliance es un producto nuevo y revolucionario que hace realidad las nubes privadas WebSphere Application Server, ofreciendo un medio para crear implementaciones virtualizadas y reiterativas que abarcan desde el sistema operativo hasta aplicaciones y scripts de usuario personalizados. Estas implementaciones reiterativas se pueden mover fácilmente a una nube privada con un solo clic. Una vez en la nube, los sistemas virtuales WebSphere Application Server se pueden utilizar como implementaciones WebSphere Application Server estándar. WebSphere CloudBurst completa la gestión del ciclo de vida de los entornos de nube WebSphere al permitir la aplicación de mantenimiento en forma de service packs e iFixes. Todas estas capacidades se ofrecen a través de una sencilla interfaz Web 2.0, así como a través de API (Interfaces de Programación de Aplicaciones) REST documentadas y una Command Line Interface.

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