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MÉXICO, D.F. JUNIO 2013
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN
UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOSM
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Primeramente deseo agradecer a mis Padres quienes son las personas más importantes y que más amo en la vida y a quien les debo todo lo que soy y he logrado, por su infinito amor, por su apoyo, su confianza, su comprensión, su guía, sus ánimos, su dedicación y que con gran sacrificio me han ayudado e impulsado a salir adelante ante cualquier reto y prueba en la vida, así como a luchar por mis ideales y lograr mis metas.
Mi eterno agradecimiento a ti Papá, por haberme enseñado el sentido y significado de superación, sobre la importancia de la familia, del trabajo honrado y la honestidad; y aunque físicamente te has ido, sé muy bien que siempre estarás a mi lado en todo momento brindándome tu guía y tu ayuda incondicional, tu siempre vivirás dentro de mi corazón y ten por seguro que me esforzare por seguir tus pasos y que jamás te olvidare.
A mi Mamá, por su gran corazón y entrega, por creer en mí, por apoyarme y brindarme su amor, por enseñarme como vivir y enfrentar la vida sin temor, además de la libertad para vivirla; a ella que supo ser madre y padre al mismo tiempo, por el gran esfuerzo y sacrificio que ha hecho a lo largo de su vida para darnos la educación que recibimos; a ti te dedico todos mis logros pues también son tuyos y te prometo que nunca te decepcionare.
A mi Hermana, por su compañía, sus regaños, sus bromas, sus consejos y por estar siempre apoyándome en todo momento, gracias por ser un gran ejemplo a seguir y una maravillosa persona, linda e inteligente, siempre centrada y cariñosa hermana mayor. Te quiero mucho y éste logro también te lo dedico a ti.
También a mis Asesores, el Dr. Salvador Álvarez Ballesteros y el M. en C. Chadwick Carreto Arellano, por el valiosísimo tiempo que invirtieron en ayudarme a terminar éste trabajo, por creer en mí y darme la oportunidad de trabajar a su lado. Voy a estarles siempre agradecido por brindarme su apoyo, su confianza, sus consejos, sus observaciones y por enseñarme a trabajar con dedicación y esfuerzo.
A mi casa el IPN, que me ha formado desde la vocacional, la licenciatura y hasta el día de hoy en la maestría; así que puedo decir que soy “Orgullosamente Politécnico”.
Finalmente le agradezco a Dios por la maravillosa familia que poseo así como el proyecto de vida que ha tenido para mí; que como todos en el mundo ha estado llena de difíciles pruebas y tragos amargos, pero de igual forma llena de grandes dichas y bendiciones.
Disponibilidad e Interconexión para el Cómputo en la Nube
Tesis que Presenta:
ING. JUAN ERNESTO CHÁVEZ PACHECO. SEPI ESIME Zacatenco.
Maestría en Ciencias en Ingeniería de Telecomunicaciones. Unidad Profesional “Adolfo López Mateos”.
Directores de Tesis:
DR. SALVADOR ÁLVAREZ BALLESTEROS. SEPI ESIME Zacatenco.
Maestría en Ciencias en Ingeniería de Telecomunicaciones. Unidad Profesional “Adolfo López Mateos”.
M.C. CHADWICK CARRETO ARELLANO. SEPI ESCOM.
Maestría en Ciencias en Sistemas Computacionales Móviles. Unidad Profesional “Adolfo López Mateos”.
Pág.
Resumen i
Abstract ii
Objetivo iii
Introducción iv
Justificación vi
Capítulo I 1
Antecedentes y Estado del Arte
1.1 Introducción. 2
1.2 Conceptos Básicos de Comunicaciones Móviles. 2
1.3 Red de Computadoras. 4
1.4 Redes Inalámbricas. 5
1.5 Cómputo Móvil. 8
1.6 Cómputo Ubicuo. 10
1.6.1 Tecnologías Ubicuas. 11
1.7 Cloud Computing. 13
1.7.1 Concepto. 13
1.7.2 Características del Cloud Computing. 14
1.7.2.1 Escalabilidad. 14
1.7.2.2 Virtualización. 15
1.7.2.3 Ubicuidad. 15
1.7.3 Cuestiones a Vigilar en Cloud Computing. 16
1.7.3.1 Privacidad. 16
1.7.3.2 Seguridad. 16
1.7.3.3 Falta de Control sobre Recursos. 16
1.7.3.4 Dependencia. 17
1.8 Modelos de Implantación de Cloud Computing. 17
1.8.1 Nube Pública. 18
1.8.2 Nube Privada. 20
1.8.3 Nube Híbrida. 21
1.9 Niveles del Cloud Computing. 22
1.9.1 Infraestructura como un Servicio (IaaS). 23
1.9.1.1 IaaS vs Sistema Tradicional. 25
1.9.1.2 Puntos Clave en la Elección de IaaS. 26
1.9.1.3 Casos de Éxito. 27
1.9.2 Plataforma como un Servicio (PaaS). 28
1.9.2.1 PaaS vs Sistema Tradicional. 28
1.9.2.2 Puntos Clave en la Elección de PaaS. 29
1.9.2.3 Casos de Éxito. 30
1.10 Planteamiento del Problema. 38
1.10.1 Disponibilidad de los Servicios. 38
1.11 Referencias y Sitios de Interés. 39
Capítulo II 41
Propuesta del Modelo de Solución
2.1 Introducción. 42
2.2 Punto de Interconexión y Dominios. 42
2.2.1 Dominios Fijos. 42
2.2.2 Dominios Móviles. 43
2.2.3 Dominios Distribuidos. 43
2.3 Modelo de Gestión de Interconexión y Disponibilidad de los Servicios para el Cloud Computing. 44
2.4 Descripción del Modelo. 46
2.5 Capa de Interconexión. 47
2.6 Capa de Validación o Identificación. 48
2.7 Capa de Administración de la Información. 49
2.8 Capa de Monitoreo de la Conexión. 49
2.8.1 Monitoreo. 50
2.8.2 Análisis. 51
2.9 Capa de Técnicas de Corrección. 52
2.10 Esquema del Modelo Propuesto. 53
2.11 Referencias y Sitios de Interés. 54
Capítulo III 55
Diseño y Arquitectura de la Solución
3.1 Introducción. 56
3.2 Diseño del Modelo. 56
3.3 Arquitectura del Modelo. 57
3.4 Diseño de la Capa de Interconexión. 59
3.5 Diseño de la Capa de Validación o Identificación. 61
3.6 Diseño de la Capa de Administración de la Información. 63
3.7 Diseño de la Capa de Monitoreo de la Conexión. 65
3.7.1 Calidad de Servicio (QoS). 65
3.7.2 Cómo se Mide la QoS. 65
3.7.2.1 Retardo. 66
3.7.2.2 Jitter. 66
3.7.2.3 Pérdida de Paquetes. 67
3.7.2.4 Throughput. 68
3.7.3 Modelos de Implementación de QoS. 68
3.7.3.1 Mejor Esfuerzo. 69
3.7.3.2 IntServ. 69
3.7.3.3 DiffServ. 70
3.7.4 Técnicas de Monitoreo In Service. 70
3.9 Herramientas de Diseño. 73
3.9.1 ownCloud. 74
3.9.2 Ubuntu Server. 75
3.9.3 Métodos de Medición de QoS. 76
3.9.3.1 Analizadores de Red. 76
3.9.3.2 Herramientas de Monitoreo QoS en Tiempo Real. 77
3.9.3.3 Mobile Service Testing and Measurement Tool (MOSFET). 77 3.9.3.4 Métodos de Medición diseñados por medio de Aplicación de Capa y Monitoreo. 77
3.9.4 Bases de Datos. 78
3.9.4.1 MySQL. 79
3.9.4.2 PHP. 80
3.9.5 Servidor HTTP Apache. 81
3.9.6 HTML. 82
3.10 Referencias y Sitios de Interés. 84
Capítulo IV 85
Implementación de la Solución
4.1 Introducción. 86
4.2 Implementación del Modelo. 86
4.3 Diseño de la Nube. 88
4.3.1 Configuración del Servidor. 89
4.3.2 Sistema Operativo Ubuntu Server. 89
4.3.3 Configuración de las Especificaciones del Servidor. 91
4.3.4 Instalación de Ubuntu Server. 91
4.3.5 Configuración de la Tarjeta de Red. 96
4.3.6 Instalación del Servidor Cloud Computing con ownCloud. 97
4.3.7 Soporte para WebDAV. 102
4.4 Interconexión con la Nube. 106
4.5 Validación con la Nube. 109
4.6 Administración de los Servicios de la Nube. 112
4.7 Herramientas para el Monitoreo y Corrección de Errores en la Nube. 117
4.7.1 Wireshark. 117
4.7.2 Scrutinizer NetFlow & sFlow Analyzer. 119
4.7.3 Caín and Abel. 120
4.8 Desarrollo de las Interfaces Gráficas para la Aplicación en Android. 121
4.9 Referencias y Sitios de Interés. 123
Capítulo V 124
Pruebas y Resultados del Modelo
5.1 Introducción. 125
5.2 Pruebas de Funcionamiento de la Implementación del Modelo dentro de un Entorno de Nube Pública. 125
5.3 Pruebas de Funcionalidad. 126
5.3.1 Uso de la Nube con la Aplicación para Dispositivos Móviles. 126
5.3.2.1 Aplicación Archivos. 131
5.3.2.2 Aplicación Música. 134
5.3.2.3 Aplicación Calendario. 135
5.3.2.4 Aplicación Galería. 137
5.3.2.5 Aplicación Contactos. 138
5.3.2.6 Aplicación Ajustes. 138
5.3.3 Uso de la Nube como una Unidad de Red. 139
5.3.4 Resultados de las Pruebas de Funcionalidad. 142
5.4 Pruebas de Unidad. 143
5.4.1 Validación e Identificación. 144
5.4.2 Administración de la Información Local. 145
5.4.3 Administración de la Información en Nube. 146
5.5 Pruebas de Desempeño de Red. 148
5.5.1 Factor de Disponibilidad del Modelo. 148
5.5.2 Cuantificación del Ancho de Banda. 151
5.5.3 Análisis del Tráfico. 153
5.6 Referencias y Sitios de Interés. 156
Capítulo VI 157
Conclusiones y Trabajo a Futuro
6.1 Conclusiones. 158
6.2 Aportaciones del Trabajo. 160
6.3 Trabajo a Futuro. 161
Anexos 162
Glosario 169
Artículos en Congresos y Revistas Nacionales e Internacionales 182
Pág.
Capítulo I
Figura 1.1 Sistema de comunicaciones móviles. 3
Figura 1.2 Red de computadoras. 4
Figura 1.3 Clasificación de redes inalámbricas. 6
Figura 1.4 El cómputo móvil. 8
Figura 1.5 Dispositivos móviles inteligentes. 9
Figura 1.6 Red de cómputo ubicuo. 10
Figura 1.7 El cómputo ubicuo. 11
Figura 1.8 Cloud computing. 13
Figura 1.9 Los modelos de implantación del cloud computing. 17
Figura 1.10 Modelo de una nube pública. 19
Figura 1.11 Modelo de una nube privada. 20
Figura 1.12 Modelo de una nube híbrida. 21
Figura 1.13 Los niveles de servicio del cloud computing. 22
Figura 1.14 Arquitecturas de las capas de servicio. 23
Figura 1.15 Esquema de los servicios ofrecidos por IaaS y las herramientas ofrecidas al usuario para su gestión. 24
Figura 1.16 Proveedores de servicios IaaS. 27
Figura 1.17 Proveedores de servicios PaaS. 31
Figura 1.18 Servicios de almacenamiento de archivos en la nube. 34
Figura 1.19 Ambiente de Windows Live SkyDrive. 35
Figura 1.20 Servicios SaaS de correo web. 36
Figura 1.21 Antivirus como servicios SaaS. 36
Figura 1.22 Servicios SaaS como contenidos multimedia. 37
Figura 1.23 Disponibilidad de los servicios cloud. 38
Capítulo II
Figura 2.1 Estructura de un dominio fijo. 43
Figura 2.2 Estructura de un dominio móvil. 43
Figura 2.3 Estructura de un dominio distribuido. 44
Figura 2.4 Ejemplo de una arquitectura de nube. 44
Figura 2.5 Modelo de gestión de interconexión y disponibilidad. 45
Figura 2.6 Estructura para el modelo propuesto. 46
Figura 2.7 Ejemplo de la implementación del modelo de gestión. 46
Figura 3.1 Etapas del modelo propuesto. 56
Figura 3.2 Arquitectura del modelo. 57
Figura 3.3 Diagrama de secuencia del modelo de gestión. 59
Figura 3.4 Diagrama de flujo de la capa de interconexión. 60
Figura 3.5 Diagrama de flujo de la capa de validación o identificación. 62 Figura 3.6 Diagrama de flujo de la capa de administración de la información. 64
Figura 3.7 Logo de ownCloud. 74
Figura 3.8 Ventana de ownCloud. 75
Figura 3.9 Logo de MySQL. 79
Figura 3.10 Logo de PHP. 80
Figura 3.11 Logo del servidor web HTTP Apache. 81
Figura 3.12 Logo de HTML. 82
Figura 3.13 Ejemplo de un código HTML. 83
Capítulo IV
Figura 4.1 Ubicación del sitio para la implementación del modelo. 86
Figura 4.2 Esquema de la nube para el modelo de gestión. 87
Figura 4.3 Descarga de Ubuntu Server. 92
Figura 4.4 Instalación de Ubuntu Server. 92
Figura 4.5 Configuración de usuario y contraseña. 93
Figura 4.6 Cifrado de carpeta. 93
Figura 4.7 Selección del disco duro. 94
Figura 4.8 Particionado del disco duro. 94
Figura 4.9 Configuración de las actualizaciones en el servidor. 94
Figura 4.10 Gestor de programas. 95
Figura 4.11 Instalación del GRUB. 95
Figura 4.12 Fin de la instalación de Ubuntu Server. 95
Figura 4.13 Pantalla de inicio de Ubuntu Server. 96
Figura 4.14 Configuración de la tarjeta de red del servidor. 97
Figura 4.15 Instalación de paquetes. 98
Figura 4.16 Descarga de ownCloud. 99
Figura 4.17 Activación de funciones de htaccess para ownCloud. 100
Figura 4.18 Reinicio del servidor Apache. 101
Figura 4.19 Instalación de ownCloud. 101
Figura 4.20 Creación de los usuarios de la nube. 102
Figura 4.21 Configuración de davfs2 para recursos WebDAV. 103
Figura 4.22 Modificación del archivo PHP. 105
Figura 4.23 Cambio del máximo tamaño de archivos permitidos. 106
Figura 4.24 Router Linksys WRT54GL. 106
Figura 4.25 Firmware DD – WRT. 107
Figura 4.26 Configuración del SSID. 108
Figura 4.27 Deshabilitación de la seguridad inalámbrica. 108
Figura 4.28 Configuración del servidor DHCP. 109
Figura 4.34 Ventana de la galería de imágenes. 115
Figura 4.35 Ventana de activación de aplicaciones. 116
Figura 4.36 Logo de Wireshark. 118
Figura 4.37 Interfaz de Wireshark. 118
Figura 4.38 Pantalla principal de NetFlow Analyzer. 119
Figura 4.39 Monitoreo y administración de red con Caín and Abel. 121
Figura 4.40 Logotipo del servicio en nube. 122
Capítulo V
Figura 5.1 Ventana de inicio de sesión en la nube. 126
Figura 5.2 Ventana del explorador de archivos en el directorio y en la nube. 127
Figura 5.3 Creación de directorios. 127
Figura 5.4 Selección de archivos y cierre de sesión. 128
Figura 5.5 Cargar archivos a la nube. 128
Figura 5.6 Descargar archivos de la nube. 129
Figura 5.7 Eliminar archivos en la nube. 129
Figura 5.8 Eliminar archivos del directorio local. 130
Figura 5.9 Acceso a la nube mediante el explorador de Internet. 130
Figura 5.10 Pantalla principal de una sesión en la nube. 131
Figura 5.11 Subir un archivo a la nube mediante el explorador. 132
Figura 5.12 Visualización de un documento PDF desde la nube. 132
Figura 5.13 Visualización de una imagen desde la nube. 133
Figura 5.14 Visualización de un archivo de texto desde la nube. 133
Figura 5.15 Cuadro de opciones para los archivos en la nube. 134
Figura 5.16 Archivos de audio en la sesión en nube. 134
Figura 5.17 Creación de calendarios por parte del usuario en la nube. 135
Figura 5.18 Ventana para la creación de un nuevo evento. 136
Figura 5.19 Vista del calendario en la nube. 136
Figura 5.20 Ventana principal de la galería de fotos en la nube. 137
Figura 5.21 Imágenes almacenadas dentro del álbum creado. 137
Figura 5.22 Ventana para agregar contactos en la nube. 138
Figura 5.23 Ventana de ajustes en la sesión en nube. 138
Figura 5.24 Ventana de conexión. 140
Figura 5.25 Uso del protocolo WebDAV. 140
Figura 5.26 Conexión con el servidor cloud. 141
Figura 5.27 Uso de la nube de ownCloud en Ubuntu con Nautilus. 141
Figura 5.28 Resultado de las pruebas de funcionalidad. 143
Figura 5.29 Resultado de las pruebas de autenticación. 145
Figura 5.30 Resultado de la gestión de la información local. 146
Figura 5.31 Resultado de la gestión de la información en nube. 147
Figura 5.32 Resultado de las pruebas de unidad. 147
Figura 5.33 Porcentaje de disponibilidad del modelo de gestión de interconexión y disponibilidad de los servicios para el cómputo en la
nube. 150
Figura 5.38 Desglose del flujo de tráfico en la nube. 155
Figura 5.39 Comparativa de los flujos de paquetes en la nube. 156
Anexos
Figura A.1 Eclipse download. 162
Figura A.2 Selección del workspace de Eclipse. 163
Figura A.3 Página de descarga del SDK de Android. 163
Figura A.4 URL y paquetes para instalar el plugin ADT. 164
Figura A.5 Instalación del software del plugin ADT. 164
Figura A.6 Página de descarga de Eclipse. 165
Figura A.7 Descarga de las Android Platform Tools y Android Support Library. 166
Figura A.8 Selección de paquetes a instalar. 166
Figura A.9 Android SDK Manager. 167
Figura A.10 Pantalla del AVD Manager. 167
Pág.
Capítulo I
Tabla 1.1 Evolución y características de Wi – Fi. 7
Tabla 1.2 Resumen de los modelos de implantación. 18
Tabla 1.3 Ejemplos de plataformas de servicios SaaS. 37
Capítulo III
Tabla 3.1 Tabla de elementos del modelo y sus funciones. 73
Capítulo IV
Tabla 4.1 Características del router Linksys WRT54GL. 107
Tabla 4.2 Características del CPU. 110
Tabla 4.3 Autenticación de los usuarios en la nube. 111
Tabla 4.4 Validación de los usuarios en la nube. 111
Tabla 4.5 Gestión de la información y servicios de los usuarios en la nube. 112
Capítulo V
Tabla 5.1 Pruebas unitarias de la capa de validación e identificación. 144 Tabla 5.2 Pruebas unitarias de la capa de administración en los archivos locales. 145
Tabla 5.3 Pruebas unitarias de la capa de administración en los archivos en la nube. 146
n el trabajo se propone un Modelo para la gestión y la mejora de los servicios de interconexión y disponibilidad de acceso en los servicios para cómputo en la nube, se propone el modelo para facilitar que los servicios proporcionados por una “nube pública” se encuentren la mayoría del tiempo disponibles para los usuarios en el momento que lo requieran.
Éste modelo se basa en una arquitectura por capas que permite que los usuarios puedan tener acceso a sus servicios en la nube, incluso cuando exista algún problema de interconexión. El trabajo detalla el análisis y el diseño del modelo que se ha propuesto, obteniendo así una arquitectura totalmente funcional, flexible y estable, que permitirá poder realizar la Implementación de dicho modelo.
La implementación del modelo se ha realizado en un entorno de nube pública que se ha montado dentro del Laboratorio de la Maestría de Cómputo Móvil, en la Escuela Superior de Cómputo (ESCOM) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), donde el modelo ha sido evaluado por los usuarios del entorno; es decir: estudiantes, profesores y algunos visitantes que bajo una Infraestructura de red convergente y con el uso de las tecnologías Wi – Fi y Ethernet, pueden de acuerdo a su perfil de usuario acceder a su información dentro de la nube a través de sus diferentes dispositivos móviles personales como: computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, tabletas electrónicas, etc.
Finalmente se presentan las conclusiones y el trabajo a futuro del modelo, en base a todos los resultados obtenidos durante la evaluación para determinar si éste cumplió con los objetivos propuestos durante el inicio del proyecto.
he paper proposes a Model for the management and improvement of interconnection services and access availability of services for cloud computing, we propose the Model to facilitate that the services provided by a "public cloud" are found most of the time made available to users at the moment they need them.
This model is based on a layered architecture that allows users to access their cloud services, even when there is a problem of interconnection. The paper describes the analysis and design of the model that has been proposed, thus obtaining a fully functional architecture, flexible and stable, allowing to perform the Implementation of the model.
Implementation of the model has been made in a public cloud environment that is mounted within the Laboratory of Mobile Computing, in the Masters at the High School of Computing (ESCOM) of the National Polytechnic Institute (IPN), where the model has been evaluated by the users of the environment, that is: students, teachers and some visitors under a Converged network infrastructure and using Wi – Fi and Ethernet technologies, can according to their user profile access their information in the cloud through their various personal mobile devices such as: laptops, smartphones, electronic tablets, etc.
Finally, we present the conclusions and future work of the model, based on all the results obtained during the evaluation of the model to determine whether this met the objectives set at the start of the project.
Objetivo
Introducción
na de las tendencias emergentes que se observan actualmente y que han marcado el campo de las Tecnologías de la Información y Comunicaciones (TICs) y continuarán haciéndolo en los próximos años, es lo que ha venido a denominarse como Cloud Computing o Computación en Nube. Sin embargo, pese a que la computación en nube pueda parecer a primera vista un concepto totalmente innovador y recién aterrizado en nuestra sociedad, ciertas variantes de aplicaciones cloud computing se encuentran ampliamente extendidas desde hace varios años, como es el caso del correo electrónico en Internet o Webmail.
El cloud computing puede ser considerado como un nuevo paradigma computacional que permite a los usuarios utilizar una infraestructura a través de la red, como un servicio proporcionado por un proveedor. Estos recursos (hardware y software) son escalables, logrando crecer en picos de demanda y pudiendo utilizarse en cualquier parte.
Los servicios ofrecidos pueden ser de muy distinto tipo, y se agrupan en tres diferentes categorías asociadas al cloud computing que se muestran en el presente trabajo. Así, la computación en nube nos permite “alquilar” infraestructura hardware en la red (IaaS, “Infraestructure as a Service”), utilizar plataformas colaborativas y herramientas de desarrollo disponibles en la nube (PaaS, “Platform as a Service”) o directamente consumir aplicaciones software ofrecidas online por el proveedor de servicios o pertenecientes a la propia empresa (SaaS, “Software as a Service”).
Justificación
ebido a las necesidades de cómputo, se ha venido realizando un importante esfuerzo en la investigación de capacidades para la ejecución de procesos en múltiples computadoras. Está tendencia fue impulsada originalmente por la utilización de sistemas abiertos, interoperables y protocolos de comunicación estándar que permitían la comunicación eficiente entre sistemas y tecnologías heterogéneos.
Del concepto cloud computing, cuya importancia creciente es indiscutible en nuestra sociedad, especialmente en el entorno empresarial, emerge un nuevo paradigma capaz de proporcionar recursos de cálculo y de almacenamiento apto para la explotación comercial de las grandes capacidades de cómputo de proveedores de servicios en Internet; y que permite que las empresas puedan crecer rápidamente sin necesidad de añadir equipamiento tecnológico, software, ni personal añadido. Consciente de ello, la Unión Europea (UE) junto con las principales autoridades implicadas, está apostando por su implantación.
Un estudio sobre el impacto económico de la difusión del cloud computing en Europa publicado por el Foro Económico Mundial, concluye que éste paradigma contribuirá positiva y significativamente al crecimiento económico ayudando a crear un millón de nuevos empleos y miles de nuevas PyMES en la UE, siendo éste último el principal mecanismo conductor de todos los impactos positivos en los próximos años.
La computación en nube o cloud computing, consiste en la convergencia y evolución de varios conceptos relacionados con las tecnologías de la información, como son la virtualización, el diseño de aplicaciones distribuidas o el diseño de redes, que finalmente permiten que las empresas puedan desplegar rápidamente aplicaciones informáticas sobre sistemas que adaptan sus recursos eficientemente en función del ciclo de vida natural del negocio, con los consiguientes ahorros de costes y mejoras en la productividad.
Computación en Nube no está exenta de controversias como: la responsabilidad del almacenamiento de datos, su control en manos de proveedores externos y en cuanto a la disponibilidad, está se negocia con un proveedor mediante un acuerdo de nivel de servicio que especifica una garantía de acceso continuo a los servicios con una calidad mínima.
Empresas como Google, Microsoft, Amazon o Salesforce son pioneras en ofrecer servicios en la “Nube”, y desde hace tiempo están trabajando para que éstos sean seguros, eficaces y en definitiva atractivos para las empresas.
apítulo I
ANTECEDENTES Y ESTADO DEL ARTE
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RESUMEN:
A través de éste capítulo se presentan a detalle las generalidades del concepto del cloud computing, cuya importancia creciente es indiscutible hoy en día en nuestra sociedad. Así como de vavarriiooss coconncceeppttooss bbáássiiccooss ee iinnttrroodduuccttoorriiooss necesarios para la correcta comprensión del desarrollo de éste trabajo.
OBJETIVOS DEL CAPÍTULO:
Definir que es el cloud computing.
Presentar un panorama general de las características y desventajas del cloud computing.
1.1 Introducción
La constante modernización de equipo tecnológico en la era digital y de la información, y por consiguiente la demanda de servicios, ha propiciado que se dispare el uso de las redes y las telecomunicaciones como medios cotidianos de comunicación entre las sociedades.
La tendencia a la momovviilliiddaadd y la ububiiccuuiiddaadd hacen que cada vez sean más utilizados los sistemas inalámbricos, y el objetivo es ir evitando los cables en todo tipo de comunicación, no solo en el campo informático sino en televisión, telefonía, seguridad, domótica, etc.
Así pues, la comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en donde el equipo transmisor y el equipo receptor de la comunicación no se encuentran unidos por un mmeeddiioo dede prprooppaaggaacciióónn ffííssiiccoo, sino que se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio [1].
En éste sentido, los dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal, entre los cuales encontramos: antenas, computadoras portátiles, PDA’s, teléfonos móviles, etc.
Es por esta razón que se vuelve importante la creación de servicios de cloud computing que nos permitan tener acceso a información de manera eficiente, fácil, rápida y disponible en cualquier momento y lugar; y que además proporcione la ventaja de que la ininffoorrmmaacciióónn oobbtteenniiddaa sseeaa úúttiill yy vveerraazz.
1.2 Conceptos Básicos de Comunicaciones Móviles
El objetivo fundamental de las comunicaciones móviles es dar servicios a equipos en movimiento [1]. Hay una variedad de sistemas que cumplen dichos objetivos con distintas características.
Un sisisstteemmaa dede cocommuunniiccaacciioonneess mómóvviill bábássiiccoo estará formado por: estaciones móviles (MS), estaciones base (BS) y una estación central (CS).
a) Estaciones Base
Es una instalación fija de radio para la comunicación bidireccional. Se usa para comunicar con una o más estaciones móviles o portátiles.
La estación base sirve como punto de acceso a una red de comunicación fija o para que dos terminales se comuniquen entre sí yendo a través de la estación base.
b) Estaciones Móviles
Son aquellas estaciones que requieren un servicio (datos, telefonía, etc.) mientras se desplazan por la zona de cobertura de la estación base. Pueden ser del tipo portátil o transportables a bordo de un vehículo.
c) Estaciones Centrales
Esta se encarga de coordinar, controlar y permitir el enlace a las estaciones base entre ellas o bien hacia una red de comunicación fija como una red de datos (Internet) o una red telefónica.
Figura 1.1 Sistema de comunicaciones móviles.
Las comunicaciones inalámbricas móviles para uso en telefonía y transmisión de datos [1]. Se pueden subdividir en los siguientes grupos:
Sistemas vía satélite (INMARSAT, IRIDIUM).
Redes de área extensa de transmisión de datos (WATM).
Redes móviles privadas (Wi – Fi, WiMax).
Redes de telefonía celular públicas (GSM, GPRS, UMTS).
Redes de telefonía sin hilos (DECT).
Redes domésticas (Home RF).
Existen aspectos importantes en las comunicaciones móviles, como son los tipos de acaccceessoo mmúúllttiippllee al medio:
Acceso Múltiple por División de Frecuencia(FDMA).
Acceso Múltiple por División de Tiempo(TDMA).
Acceso Múltiple por División de Código(CDMA).
Acceso Múltiple por División de Espacio (SDMA).
También, los tipos de momodduullaacciióónn son otro aspecto importante de las comunicaciones móviles. Estos pueden ser
Modulación por Desplazamiento en Frecuencia(FSK).
Modulación por Desplazamiento de Amplitud(ASK).
Modulación por Desplazamiento de Fase(PSK).
Modulación en Amplitud en Cuadratura(QAM).
1.3 Red de Computadoras
Una red es un conjunto de computadoras interconectadas entre sí, ya sea por medio de cables o de ondas de radio (wireless).
Su principal propósito consiste en que totoddaass lalass cocommppuuttaaddoorraass ququee foforrmmaann ppaarrttee d
dee elelllaa sese enenccuueennttrreenn eenn coconnddiicciioonneess dede cocommppaarrttiirr susu ininffoorrmmaacciióónn y ysususs rereccuurrssooss con las demás [2].
Los recursos que se pueden compartir en una red son:
Procesador y memoria RAM.
Unidades de disco duro.
Unidades de CD-ROM/DVD-ROM.
Módems.
Impresoras y fax.
Conexión a Internet.
También es posible compartir la información almacenada en las computadoras conectadas a la red, como por ejemplo:
Ejecución remota de programas de aplicación.
Bases de datos.
Documentos (archivos de texto, imagen, sonido, video, etc.).
Directorios (carpetas).
Como ventaja adicional, la instalación de una red ofrece una interfaz de comunicación a todos sus usuarios [3]. Esto se logra por medio de la utilización del correo electrónico, el chat y la videoconferencia.
Sin embargo nuestra naturaleza humana nos hace desenvolvernos en situaciones donde se requiere una ““ccoommuunniiccaacciióónn coconnssttaannttee””. Para ello es necesario establecer medios para que esto se pueda realizar; y uno de los medios más discutidos es a través de rereddeess iinnaalláámmbbrriiccaass.
1.4 Redes Inalámbricas
Tal como su nombre lo indica, las redes inalámbricas son aquéllas que carecen de cables [2]. La conexión entre “nodos” se da por medio de ondas electromagnéticas y tanto la transmisión como la recepción se realizan a través de puertos [3].
Esta tecnología facilita en primer lugar el acceso a recursos en lugares donde se imposibilita la utilización de cables.
Según su cobertura, se pueden clasificar en diferentes tipos:
a) Wireless Personal Area Network(WPAN).
Es una reredd ddee ccoobbeerrttuurraa ppeerrssoonnaall, incluye tecnologías para conectar dispositivos móviles que requieren comunicaciones seguras con tasas bajas de transmisión de datos como son Bluetooth, ZigBee, RFID, etc.
b) Wireless Local Area Network (WLAN).
En las rreeddeess dede áráreeaa loloccaall podemos encontrar tecnologías inalámbricas basadas en HIPERLAN, un estándar del grupo ETSI, o tecnologías basadas en Wi – Fi, que siguen el Estándar IEEE 802.11 con diferentes variantes [3].
c) Wireless Metropolitan Area Network (WMAN).
Para rreeddeess ddee áárreeaa memettrrooppoolliittaannaa se encuentran tecnologías basadas en WiMAX, un estándar de comunicación inalámbrica basado en la norma IEEE 802.16, parecido a Wi – Fi, pero con más cobertura y ancho de banda [3].
d) Wireless Wide Area Network (WWAN).
Existen diferentes versiones del Estándar IEEE 802.11 con diferentes prestaciones. La Tabla 1.1 muestra sus principales características en el nivel físico y nivel de acceso de estas versiones.
Estándar 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n
Fecha
Aprobación 1999 1999 2003 2006
Frecuencia 5.15 - 5.35/5.47 - 5.725/5.725 -
5.875 GHz 2.4 - 2.5 GHz 2.4 - 2.5 GHz 2.4 ó 5 GHz
Modulación BPSK,QPSK,16 QAM,64 QAM, OFDM
CCK, DSSS , DBPSK/DQPSK+DSSS
DBPSK/DQPSK+DSSS, BPSK,QPSK,16-QAM,
64 QAM OFDM
DSS, CCK, OFDM
Acceso al
Medio CSMA/CA CSMA/CA CSMA/CA CSMA/CA
Tasa Teórica
(Mbps) 54 11 54 600
Tasa Real
(Mbps) 25 6.5 25 100
Rango (m) 50 100 100 250
Tabla 1.1 Evolución y características de Wi – Fi.
En síntesis las ventajas de las redes WLAN respecto a las LAN son:
Movilidad.
Simplicidad y rapidez de instalación.
Flexibilidad en la instalación.
Escalabilidad.
Costos menores a largo plazo.
Sin embargo, se debe hacer hincapié en algunas de las desventajas más notorias que acarrea la instalación de una red inalámbrica.
La primera de ellas es la velocidad, hasta el momento las redes Wi – Fi no superan la velocidad de 100 Mbps, mientras que las redes cableadas ya llegaron hace unos cuantos años a los 1000 Mbps.
Otro punto por tener en cuenta es la seguridad, muchas redes sufren accesos no debidos, a causa de una incorrecta configuraron de los parámetros de seguridad.
1.5 Cómputo Móvil
La computación móvil es un término muy utilizado para describir a un tipo de c
coommppuuttaaddoorraass y eqequuiippooss ppoorrttááttiilleess iinnaalláámmbbrriiccooss que hacen uso de la computación y que para lograr su funcionamiento se basa en los principios de los sistemas distribuidos, para ser ahincó en la integración de los dispositivos a través de clientes móviles [4].
Estas computadoras podrían considerarse computadoras portátiles, porque son lo suficientemente pequeñas como para poder ser trasladadas de un lado a otro fácilmente.
Figura 1.4 El cómputo móvil.
El continuo avance de la tecnología y las necesidades básicas de comunicación, han permitido el crecimiento de la computación móvil, como un elemento de apoyo en la cotidianidad de las personas, en la agagiilliizzaacciióónn y opopttiimmiizzaacciióónn de los procesos de las organizaciones e instituciones educativas.
Existe una diversidad de aplicaciones que tiene hoy en día la tecnología móvil, un claro ejemplo son los teléfonos celulares, que han tenido un crecimiento vertiginoso y una gran acogida debido a las diversas aapplliiccaacciioonneess ququee ttrraaeenn p
La evolución del cómputo móvil ha consistido de tres fases [4]:
La primera fase consistió en hacer las ccoommppuuttaaddoorraas lo suficientemente s
pequeñas como para que pudieran ser fácilmente transportadas.
La segunda fase consiste en reemplazar los ccaabblleess dede cocommuunniiccaacciióónn, por un memeddiioo iinnaalláámmbbrriiccoo ddee ccoommuunniiccaacciióónn.
La tercera fase es una combinación de las primeras dos, utilizar los d
diissppoossiittiivvooss mómóvviilleess enen unun amambbiieennttee ininaalláámmbbrriiccoo, permitiendo conexiones en tiempo real entre los dispositivos y otros ambientes de computadora.
Figura 1.5 Dispositivos móviles inteligentes.
Entre las ventajas de la computación móvil las que sobresalen son [1], [4]:
Movilidad y portabilidad.
Largo alcance, comodidad y personalización.
Ahorro de costos, tiempo y espacio.
Mayor flexibilidad y manejo de la información.
Rápida adaptación a las necesidades del entorno.
Constante actualización y divulgación de la información.
Existen varios campos en los que no sólo es de utilidad, sino de competitividad esencial en las compañías internacionales:
a) Manejo de pacientes. b) Ventas directas. c) Servicios a clientes.
d) Personal móvil en oficinas. e) Profesionales viajeros. f) Grupos de trabajo.
Así el cómputo móvil permite aumentar la pprroodduuccttiivviiddaadd, efefiicciieenncciiaa y ututiilliiddaaddeess ddee u
1.6 Cómputo Ubicuo
El término de tecnologías ubicuas fue introducido por Mark Weiser, que describe su visión sobre el incremento en el uso de sisisstteemmaass dede cócómmppuuttoo a a trtraavvééss ddeell a
ammbbiieennttee ffííssiiccoo, haciéndolos disponibles y a la vez invisibles al usuario.
El concepto de ubicuo se refiere a la presencia de una entidad en todas partes; pero en el área de computación adquiere la característica de ser entornos invisibles rodeados de cocommppuuttaaddoorraass y y rereddeess ddee cocommuunniiccaacciioonneess ininaalláámmbbrriiccaass, que se encuentran en interacción con los seres humanos [5].
Las rereddeess ububiiccuuaass permitirán a los usuarios acceder a Internet desde cualquier sitio y en cualquier momento [5]. Esta característica introduce una nueva serie de problemas en el uso de las telecomunicaciones, la multidifusión y la efectividad de los modelos de negocio actuales.
Figura 1.6 Red de cómputo ubicuo.
El cómputo ubicuo, se realiza en un segundo plano (en forma invisible o transparente), con tecnología que forma parte de los equipos o dispositivos que usamos cotidianamente. La principal misión de estos equipos pasa pues por i
iddeennttiiffiiccaarr aall uussuuaarriioo,,avaveerriigguuaarr ssuu uubbiiccaacciióónn,,ininffeerriirr ssuuss ddeesseeooss,,sususs nneecceessiiddaaddeess yy
e
enn ffuunncciióónn ddee eelllloo aaccttuuaarr.
Las redes ubicuas son por tanto el último eslabón en la secuencia de crecimiento de los enenttoorrnnooss didissttrriibbuuiiddooss. Desde las redes de área local en las que se seguía un modelo cliente/servidor, hasta la computación web o computación en Internet, en las que se siguen modelos de N capas, y nuevas arquitecturas como
B
B22B, B CC22B yB PP22P. P
Así pues la gran diferencia entre computación móvil y computación ubicua es que la segunda es la evolución de la primera; puesto que en el ccóómmppuuttoo uubbiiccuuoo se busca que el usuario sea uno solo con la tecnología e Internet y que pueda acceder a los servicios de información donde y cuando sea [6].
1.6.1 Tecnologías Ubicuas
Las tteeccnnoollooggííaass uubbiiccuuaass nos dan una nueva visión a través de las mejoras que se producen en la calidad de vida de los ciudadanos. Se puede decir, que la ubicuidad de las tecnologías está dada por la disponibilidad de los servicios, procesos e información a ellas, en cualquier lugar y en todo momento [6].
Éste tipo de tecnología apunta a hacer nuestras vidas más simples, con el uso de herramientas que permitan manejar información fácilmente. Estas herramientas son una nueva clase de dispositivos inteligentes y portátiles, que permiten al usuario interactuar en todo momento desde cualquier ubicación.
Figura 1.7 El cómputo ubicuo.
Todo apunta a que la próxima etapa de las cocommuunniiccaacciioonneess ininiinntteerrrruummppiiddaass será el surgimiento de nuevas tecnologías y redes ubicuas, además de la mejora de las tecnologías ya existentes [7], tales como:
TTeeccnnoollooggííaa ddee IIddeennttiiffiiccaacciióónn ppoorr RRaaddiiooffrreeccuueenncciiaass (RFID).
Mejoras en las cocommuunniiccaacciioonneess ddee ccoorrttoo aallccaannccee iinnaalláámmbbrriiccaass.
Mejoras en los méméttooddooss ddee ppoossiicciioonnaammiieennttoo ddee oobbjjeettooss (GPS).
Las ReReddeess ddee ÁÁrreeaa CCoorrppoorraall (Body Area Network).
La computación ubicua originará la aparición de toda una serie de aplicaciones totalmente nuevas; así como también sabemos que la cantidad de computadoras conectadas a Internet, han aumentado en los últimos años, y de hecho, es una tendencia que sigue en aumento.
Así, estas redes tradicionales seguirán creciendo y desarrollándose, aunque las nuevas redes estarán enfocadas para coconnssttrruuiirr hohoggaarreess yy ofofiicciinnaass ququee nnoo n
neecceessiittaarráánn ccoonnttaarr ccoonn llaa pprreesseenncciiaa ddee uussuuaarriiooss (edificios inteligentes).
Los tipos de dispositivos que se usarán para conectarse no estarán solamente atados a cocommppuuttaaddoorraass peperrssoonnaalleess, de esesccrriittoorriioo o seserrvviiddoorreess. Esto abarcará e incorporará la tecnología móvil existente como los PDA’s, y cualquier otro componente que pueda comunicarse en forma inalámbrica para interactuar con el resto de los dispositivos.
A diferencia de las computadoras tradicionales y de las redes existentes, los nuevos dispositivos tendrán las siguientes características [7]:
Disminución de tamaño.
Grandes capacidades de procesamiento y memoria.
Almacenamiento o almacenamiento no persistente.
Conexión con otros dispositivos sin intervención del usuario.
Conectividad inalámbrica.
Cambiarán y mejorarán rápidamente.
Explotarán el entorno digital.
Incorporan sensibilidad, adaptabilidad y respuesta a cada necesidad.
Acceso ubicuo a través de interacciones naturales.
Las redes ubicuas necesitan un mecanismo para permitir a los usuarios tener acceso seguro y transparente a los recursos de la red.
La utilización de mecanismos de autenticación Single Sign-On (SSO) para acceder a varios sistemas con una sola instancia de identificación en estos entornos implica una gran complejidad, y las soluciones tradicionales basadas en autenticación PuPubblliicc KeKeyy IInnffrraassttrruuccttuurree ((PPKKII)), más las listas de control de acceso tienen importantes problemas de escalabilidad [6], [7].
1.7 Cloud Computing
La gestión de la información es un proceso que incluye operaciones como la extracción, manipulación, tratamiento, depuración, conservación, acceso y/o colaboración de la información adquirida, por una organización a través de diferentes fuentes y que gestiona el acceso y los derechos de los usuarios sobre la misma.
La Cloud Security Alliance (CSA) define que el cloud computing es un modelo a la carta para la asignación y el consumo de computación [8]. Describe el uso de una serie de servicios, aplicaciones, información e infraestructura compuesta por reservas de recursos de computación, redes, información y almacenamiento. Y estos componentes pueden orquestarse, abastecerse, implementarse y desmantelarse rápidamente, y escalarse en función de las dimensiones para ofrecer unos servicios de tipo utilidad [9].
Figura 1.8 Cloud computing.
1.7.1 Concepto
Así, cloud computing proporciona de forma eficiente el acceso a servicios informáticos, independientemente de los sistemas físicos que se utilizan o de su ubicación real [11], siempre y cuando se disponga de acceso a Internet.
Esto permite que:
La información ya no tenga que almacenarse necesariamente en los dispositivos informáticos, sino en los sistemas proporcionados por la propia nube [12], haciendo que no sea necesario instalar aplicaciones informáticas, sino que éstas se ejecutarán en la nube a través de Internet permitiendo liberar recursos.
La puesta a disposición de los usuarios de infraestructuras tecnológicas a través de Internet, de modo que los recursos informáticos sean compartidos por varios usuarios y a través de distintos dispositivos, pudiendo trabajar conjuntamente sobre el mismo contenido [13].
1.7.2 Características de Cloud Computing
Tradicionalmente, la cadena de valor para un servicio TIC estaba basada en el análisis del servicio, su diseño, implementación y puesta en explotación, junto con la administración de las infraestructuras informáticas asociadas [13]. Sin embargo, con el uso de cómputo en la nube, la cadena de valor se basa en el consumo de servicios ya ofrecidos por los proveedores de la nube [14].
Así, se reduce el tiempo y trabajo necesarios para ofrecer un servicio, permitiendo una mayor agilidad y eficiencia de costos en la gestión de la información digital de cualquier organización o empresa [9], a través de una implantación sencilla y flexible.
1.7.2.1 Escalabilidad
La escalabilidad es posiblemente la característica más destacable del cloud computing, y consiste en la capacidad de adaptar fácilmente los recursos a utilizar en función de las necesidades de cada momento y la variación de la demanda [15].
1.7.2.2 Virtualización
La virtualización consiste en la capacidad de separar el software (el sistema operativo, las aplicaciones informáticas, etc.) de los sistemas físicos o hardware en los que están instalados [16].
Esta característica aplicada al cloud computing se materializa en que el usuario no tiene por qué preocuparse por la implementación concreta de los servicios de la nube ni tener en cuenta el hardware asociado a ellos. Por ejemplo, modificaciones en el hardware no supongan grandes cambios en las aplicaciones instaladas.
Por otra parte, la virtualización posibilita una optimización respecto al aprovechamiento de los recursos comunes, ya que permite que las aplicaciones sean independientes del hardware en el que se ejecutan [16], ya que varias aplicaciones pueden ejecutarse en una misma máquina o una aplicación puede usar varias máquinas a la vez.
El principal aspecto a tener en cuenta a la hora de utilizar recursos virtualizados y que las empresas que contratan servicios de cloud deben tener en cuenta es que se les deben garantizar la seguridad de la información en esos entornos. Para ello, es necesario establecer controles adecuados de acceso y gestión segura de la información en cada uno de los niveles informáticos del entorno virtualizado, que estará compartido por muchos usuarios.
1.7.2.3 Ubicuidad
El acceso a los servicios de cloud computing se realiza a través de la red, esto facilita que distintos dispositivos, tales como teléfonos móviles, dispositivos PDA y/o computadoras portátiles, puedan acceder a un mismo servicio ofrecido en la red mediante mecanismos de acceso comunes [17].
Esta característica por la que se permite que sistemas heterogéneos accedan a un mismo servicio desde cualquier localización física se conoce como ubicuidad, y es una de las principales ventajas que aporta cloud computing.
Para conseguir proporcionar dicha ubicuidad los proveedores de la nube cuentan con la infraestructura y el ancho de banda necesarios para dar cabida a los requisitos de los diferentes dispositivos que acceden [17], como pueden ser una alta velocidad de acceso a través de Internet.
1.7.3 Cuestiones a Vigilar en Cloud Computing
Si bien el cloud computing es una realidad cada vez más demandada por la industria gracias a las grandes ventajas que aporta, también es necesario tener presente una serie de consideraciones relativas cuando una empresa persigue delegar en la nube ciertas aplicaciones críticas de una organización [19].
Es necesario tener presente una serie de consideraciones relacionadas con la seguridad, la privacidad y la estandarización cuando se persigue migrar a un entorno de nube. Las consideraciones expuestas sólo persiguen concienciar a las empresas y usuarios de que deben ser cuidadosos a la hora de contratar servicios de cloud computing y de que deben otorgar tanta importancia a éste tipo de cuestiones ya que son necesarias para poder ofrecer servicios de alta calidad a los clientes.
1.7.3.1 Privacidad
El tema a tratar aquí, es el de que para muchos es extremadamente difícil el confiar su información a terceros y se considera que lo que propone el cloud computing pone en riesgo las cuestiones relativas a la prprooppiieeddaadd iinntteelleeccttuuaall ddee lala i
innffoorrmmaacciióónn [20]; Por lo tanto, paralelamente se deberá de garantizar que los usuarios puedan ejercer su derecho de acceso a la información pública e implantar medidas de seguridad.
1.7.3.2 Seguridad
Dado que la ininffoorrmmaacciióónn dede lala oorrggaanniizzaacciióónn ssee trtraannssmmiittiirráá a atrtraavvééss dede InIntteerrnneett, es comprensible la percepción de inseguridad que genera una tecnología que pone la información en servidores fuera de la organización [21] y en donde los sistemas del proveedor pueden ser compartidos por distintos clientes.
Por lo tanto, es necesario establecer un sistema seguro de comunicaciones contra posibles amenazas y corrupción de los datos [22]; así como implantar los controles de seguridad adecuados para que los usuarios no puedan acceder a información ajena. En ciertos casos para garantizar la seguridad de la información deberá estar encriptada o protegida.
1.7.3.3 Falta de Control sobre Recursos
1.7.3.4 Dependencia
En una solución basada en cloud computing, el cliente se vuelve dependiente no sólo del proveedor del servicio, sino también de su ccoonneexxiióónn a a InIntteerrnneett [24], debido a que el usuario debe estar permanentemente conectado para poder alcanzar al sistema que se encuentra en la nube.
1.8 Modelos de Implantación de Cloud Computing
Existen varios modelos de implantación de sistemas que hacen uso del paradigma del cloud computing. En éste apartado se exponen estos modelos, cada uno con sus vveennttaajjaass e ininccoonnvveenniieenntteess; los cuales se dividen en sistemas basados en:
NNuubbeess ppúúbblliiccaass..
NNuubbeess pprriivvaaddaass..
NNuubbeess hhííbbrriiddaass..
Se ha de elegir el modelo más adecuado al problema a resolver; por ejemplo, el modelo más recomendable para el despliegue de una aplicación que se utilizará de manera temporal o provisional, probablemente sería aquél basado en nubes públicas, ya que evita la necesidad de instalar equipos adicionales para su uso provisional [25].
Figura 1.9 Los modelos de implantación del cloud computing.
TIPO UTILIZACIÓN CARACTERÍSTICAS
Nube Pública
Despliegue de una aplicación de forma provisional.
Adecuado cuando a la empresa no le importa compartir espacio con otros usuarios de la nube.
Cuentan con un tamaño y expansión mayor.
Nube Privada
Despliegue de una aplicación de forma definitiva.
Adecuado cuando no se prevé aumentar los recursos a corto plazo.
Normalmente se implantan en una empresa.
Tienen un diseño específico para ella.
Nube Híbrida
Adecuado si no quiere compartir espacio con otros usuarios.
Útil si se prevé aumentar los recursos a corto plazo.
Utiliza la infraestructura física privada.
Aprovecha las posibilidades de ampliación públicas.
Tabla 1.2 Resumen de los modelos de implantación. [25]
A continuación, se describen más detalladamente las características de cada modelo de implantación, así como en qué situaciones es más aconsejable su uso.
1.8.1 Nube Pública
La denominación de nube pública hace referencia al modelo estándar de cloud computing, en el que el prestador de servicios pone a disposición de cualquier usuario en Internet su infraestructura de forma gratuita o mediante el abono de cierta cantidad relacionada con el volumen o tiempo de uso de los mismos [25].
Así, los servicios de las nubes públicas son ofrecidos al público en general o a grupos de varias organizaciones y su propietario es el propio proveedor de servicios [26]. Las aplicaciones e información se almacenan en servidores externos y el servicio se ofrece a través de Internet.
El uso de nubes públicas permite ampliar fácilmente los recursos necesitados, ya que éstas suelen tener más tamaño que las nubes privadas, normalmente implantadas en una única organización.
Sin embargo, también presentan ciertos aspectos a vigilar y carencias respecto al resto de modelos que es necesario tener en cuenta:
La información aportada a la nube se almacena con aquella de otros usuarios de los servicios. Esto hace que la empresa que contrata el servicio deba ser muy cuidadosa en los requisitos exigidos en el acuerdo con el proveedor de servicios en lo referente a:
Protección de datos, control de la propiedad de la información e imposición de restricciones sobre su ubicación geográfica.
Condiciones para que el usuario pueda auditar o inspeccionar su información en cualquier momento.
Estándares de seguridad cumplidos por la información.
Garantías sobre posibles pérdidas de información o falta de disponibilidad de la misma.
Figura 1.10 Modelo de una nube pública.
Algunos ejemplos de nubes públicas son AAmmaazozonn EEllaassttiicc CCoommppuuttee CClloouudd ((EECC22)), I
IBBMM BlBluuee ClCloouudd, SSuunn ClCloouudd, ClCloouuddBBuuiillddeerr, GGooooggllee ApApppEEnnggiinnee y MiMiccrroossoofftt W
1.8.2 Nube Privada
Actualmente existe una importante tendencia en grandes empresas a la implementación, dentro de su estructura y utilizando la red privada de la propia organización, de las llamadas nubes privadas.
Éste concepto, hace referencia a redes o centros de procesamiento de datos de propietarios que utilizan tecnologías características de cloud computing, tales como la virtualización y ofrecen los mismos servicios pero dentro en la propia estructura de la compañía [26].
Figura 1.11 Modelo de una nube privada.
Se suelen diseñar específicamente para un usuario, proporcionando un control óptimo de la información gestionada, de su seguridad y de la calidad de servicio ofrecida. Habitualmente, el usuario es también propietario de la infraestructura de nube privada, y tiene control total de las aplicaciones desplegadas en ella [27].
Los principales ininccoonnvveenniieenntteess de éste modelo son los analizados para el paradigma tradicional, como por ejemplo los relativos a la ampliación de los sistemas informáticos.
Esto obliga a adquirir nuevos sistemas antes de hacer uso de ellos, contrariamente a lo ofrecido por las nubes públicas, donde ampliar los recursos se reduce a contratarlos con el proveedor de servicios.
1.8.3 Nube Híbrida
Éste tipo de nube combina los modelos anteriormente descritos sobre nnuubbeess p
púúbblliiccaass y nunubbeess prpriivvaaddaass, de manera que se aprovecha la ventaja de la localización física de la información gestionada por las nubes privadas con la facilidad de ampliación de recursos de las nubes públicas [26]. Las principales cuestiones a vigilar en éste modelo son la privacidad y la protección de datos, al igual que en la nube pública.
Las nubes híbridas consisten en combinar las aplicaciones propias de la empresa con las consumidas a través de la nube pública, entendiéndose también como la incorporación de servicios de cloud computing a las aplicaciones privadas de la organización.
Figura 1.12 Modelo de una nube híbrida.
Esto permite a una empresa mantener el control sobre las aplicaciones críticas para su negocio y aprovechar al mismo tiempo las posibilidades ofrecidas por los servicios ofertados por la nube en aquellas áreas donde resulte más adecuado.
1.9 Niveles del Cloud Computing
Los servicios ofrecidos por la nube se distribuyen entre todas las capas arquitecturales tradicionales de un sistema informático, desde la capa de hardware hasta la capa aplicación software propiamente dicha [28].
En la práctica, los proveedores de servicios de la nube tienden a ofrecer servicios que pueden ser agrupados en tres categorías, desde el nivel más interno hasta el más externo se encuentran:
IaaS(Infraestructura como un servicio).
PaaS(Plataforma como un servicio).
SaaS(Software como un servicio).
Figura 1.13 Los niveles de servicio del cloud computing.
Como se puede observar en la Figura 1.13, cada uno de los niveles de cloud computing se sostiene sobre los niveles inferiores, de tal forma que los servicios SaaS en muchas ocasiones son soportados sobre plataformas PaaS y consumen indirectamente infraestructura en forma de servicio IaaS [28].
Así, una empresa que contrate una aplicación en cloud computing a través de un s
En cuanto a los usuarios finales de los tres tipos de servicios, como veremos a lo largo del estudio pueden ser empresas de diferente tipo, por ejemplo:
Empresas que quieran contratar cualquier tipo de aplicación software a través de servicios SaaS.
Empresas TIC cuyo núcleo de negocio sea el desarrollo software y quieran contratar plataformas o entornos de programación en cloud computing ofrecidas por PaaS.
Empresas de cualquier ámbito que necesiten ampliar sus recursos de hardware para sus aplicaciones (espacio de almacenamiento, capacidad de procesamiento, etc.) y lo resuelvan a través de servicios IaaS.
Figura 1.14 Arquitecturas de las capas de servicio. [28]
1.9.1 Infraestructura como un Servicio (IaaS)
La infraestructura como un servicio (IaaS) es un modelo de clcloouudd cocommppuuttiinngg que permite utilizar recursos informáticos de un proveedor en forma de servicio.
La IaaS está dirigida a cualquier empresa que desee delegar la implantación de sus sistemas software y aplicaciones en la infraestructura hardware de un proveedor externo (conocido como Hosting) o que requiera de servicios de a
allmmaacceennaammiieennttoo eexxtteerrnnoo,, cocoppiiaass ddee sesegguurriiddaadd dede sususs ddaattooss,, ccáállccuullooss cocommpplleejjooss q
Con ello, IaaS permite que los clientes puedan comprar recursos hardware como: servidores, sistemas de almacenamiento, conmutadores, routers, etc., como si se tratara de servicios totalmente externalizados.
Los servicios que se ofrecen habitualmente abarcan desde capacidad de procesamiento o de almacenamiento (servidores, discos duros, procesamiento, etc.) hasta capacidad de transmisión de información en forma de redes de comunicaciones de alta capacidad [29].
Así, los proveedores de servicios son los propietarios de las máquinas físicas, y las ofrecerán como servicio a los usuarios a través de entornos que les permitan gestionarlas, por ejemplo una página web para el control de las máquinas.
La Figura 1.15 describe esquemáticamente los componentes más característicos de un sisisstteemmaa coconn IaIaaaSS, mostrando el conjunto de componentes físicos que se ofrecen como servicio y la interfaz o acceso de que dispone el usuario para gestionarlos.
Figura 1.15 Esquema de los servicios ofrecidos por IaaS y las herramientas ofrecidas al usuario para su gestión. [29]
