Virtualización en la nube mediante OpenStack y Open Source MANO (OSM)

Abstract

[CA] El nostre món està de manera creixent informatitzat, amb aplicacions més complexes i que necessiten cada vegada més potència per a suportar les exigències d’aquestes aplicacions a gran escala. Des d’una botiga de roba en línia fins a aplicacions que usem diàriament com Netflix, Instagram o WhatsApp, solien funcionar en múltiples centres de dades, que es recolzaven en servidors gegants amb un gran consum, tant energètic com en maquinari específic, fet que provoca que siguen molt poc eficients i molt contaminants per a l’entorn. Amb el temps, les empreses de programari es van adonar que aquest format era totalment insostenible, i que havien de buscar alguna manera de que, amb menys recursos, poder mantenir la càrrega de treball en nivells elevats el màxim temps possible. D’aquesta manera va sorgir la idea de la virtualització, i també el que ara anomenem "Virtualització de funcions en xarxa"o també anomenada NFV, proposada per l’Institut Europeu de Normes de Telecomunicacions (ETSI). Aquest nou concepte té com a idea principal virtualitzar tots els elements de xarxa possibles per a aconseguir limitar al mínim el maquinari i programari específic possible, i així maximitzar la càrrega dels servidors virtualitzant petites màquines dins. Globalment, l’adopció de la virtualització en els seus múltiples dominis d’ús permet dividir eficientment la càrrega de treball dels servidors, i així maximitzar la càrrega que suporten els servidors, evitant deixar-los ociosos i eliminant aquesta part de maquinari que generava tants costos per a les empreses. D’aquesta manera sorgeix un nou programari de codi obert amb la idea de que, amb el pas del temps, es creara una comunitat i es perfeccionara un programari capaç de virtualitzar tots els serveis en xarxa, i així aconseguir eliminar aquests problemes que generen els grans servidors. Amb el pas del temps s’ha format la comunitat OpenStack, fent cada vegada més senzilla i accessible l’adopció d’aquesta tecnologia per a totes les empreses. A més, s’ha creat una plataforma més petita per a realitzar proves, i aconseguir que més persones s’uneixen a aquesta comunitat i ajuden a millorar les tecnologies. En aquest TFG s’ha decidit estudiar aquesta tecnologia, i avaluar el seu potencial aprofitant l’ús de MicroStack per a poder realitzar proves de manera més senzilla. En concret, en l’estudi realitzat s’han abordat tant l’arquitectura, com la instal·lació i els requisits de sistemes més complexos, com és el cas d’OpenStack, a més d’investigar gran part del marc teòric d’aquests sistemes i realitzar certes proves de funcionament dins de MicroStack, per així demostrar la veritable utilitat i potencial d’aquests sistemes.

[ES] Cada vez nuestro mundo se encuentra más informatizado, con aplicaciones más complejas y que necesitan más y más potencia para soportar la exigencia que tienen estas aplicaciones a gran escala. Desde una tienda de ropa online, hasta aplicaciones que usamos diariamente como Netflix, Instagram o WhatsApp, se ejecutaban en múltiples centros de datos, los cuales se apoyan en servidores gigantescos con un gran consumo, tanto energético como en hardware especifico, hecho que provoca que sean muy poco eficientes y muy contaminantes para el medio ambiente. Con el tiempo, las empresas de software se dieron cuenta de que este formato era totalmente insostenible, y que debían de buscar alguna manera de que, con menor cantidad de recursos, poder mantener la carga de trabajo en niveles elevados el mayor tiempo posible. De esta manera surgió la idea de la virtualización, y también de lo que ahora llamamos "Virtualización de funciones en red.o también denominada NFV, propuesta por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI). Este nuevo concepto tiene como idea principal virtualizar todos los elementos de red posibles para conseguir limitar al mínimo el hardware y software especifico posible, y así maximizar la carga de los servidores virtualizando pequeñas máquinas dentro. Globalmente, la adopción de la virtualización en sus múltiples dominios de uso permite dividir la carga de trabajo de los servidores de manera eficiente, y así maximizar la carga que soportan los servidores, evitando dejarlos ociosos y eliminando esa parte de hardware que generaba tanto gasto para las empresas. De esta manera surge un nuevo software Open Source con la idea de conseguir que, con el paso del tiempo, se crease una comunidad se llegase a perfeccionar un software capaz de virtualizar todos los servicios en red, y así conseguir eliminar estos problemas que generan los grandes servidores. Con el paso del tiempo se ha formado la comunidad OpenStack, haciendo cada vez que sea más sencilla y accesible la adopción de esta tecnología por todas las empresas. Además, se ha creado una plataforma más pequeña para realizar pruebas, y conseguir que más personas se unan a esta comunidad y ayuden a mejorar las tecnologías. En este TFG se ha decidido estudiar esta tecnología, y evaluar su potencial aprovechando el uso de MicroStack para poder realizar pruebas de una manera más sencilla. En concreto, en el estudio realizado se han abordado tanto la arquitectura, como la instalación y los requisitos de sistemas más complejos, como es el caso de OpenStack, además de investigar gran parte del marco teórico de estos sistemas y realizar ciertas pruebas de funcionamiento dentro de MicroStack, para así demostrar la verdadera utilidad y potencial de estos sistemas

[EN] Our world is becoming increasingly digitalized, with more complex applications that require more and more power to support the demands of these large-scale applications. From online clothing stores to daily-use apps like Netflix, Instagram, or WhatsApp, they used to run in multiple data centers, relying on gigantic servers with significant energy and specific hardware consumption, which makes them highly inefficient and environmentally harmful. Over time, software companies realized that this format was entirely unsustainable, and they needed to find a way to maintain high workloads with fewer resources for as long as possible. This gave rise to the concept of virtualization and what we now call "Network Function Virtualization" or NFV, proposed by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI). The main idea behind this new concept is to virtualize as many network elements as possible to minimize specific hardware and software, thus maximizing server load by virtualizing small machines within them. Globally, adopting virtualization in various use cases efficiently distributes server workloads, maximizing their capacity and eliminating the need for idle hardware that incurred significant expenses for companies. This led to the development of open-source software aimed at creating a community capable of perfecting a system capable of virtualizing all network services over time, eliminating the issues associated with large servers. Over time, the OpenStack community has formed, making it increasingly easy and accessible for companies to adopt this technology. Additionally, a smaller platform has been created for testing purposes, encouraging more people to join this community and contribute to technology improvements. In this Bachelor’s Thesis, the decision was made to study this technology and assess its potential by utilizing MicroStack for simpler testing. Specifically, the study addressed the architecture, installation, and requirements of more complex systems like OpenStack, in addition to researching much of the theoretical framework of these systems and conducting certain performance tests within MicroStack to demonstrate the true usefulness and potential of these systems