Contenedores virtuales y su implementación en sistemas web

Juan Manuel Guillen1, Rossana Beatriz Rodríguez1

1Carrera de Ingeniería Informática, Facultad Comunitaria de Caacupé, Universidad del Norte

 

Introducción

La empresa Herkim Soluciones Tecnológicas en su rama de soluciones de redes carrier conocida como Wirecom Networks, provee a sus clientes el servicio de internet de alta velocidad recurriendo al uso de la tecnología inalámbrica WiMax, la cual permite transmisión de datos a grades distancias, a un costo mínimo y con la capacidad de cubrir grandes áreas brindando un servicio de calidad a todos los clientes finales.

Considerando la posibilidad de ofrecer servicios convergentes (voz, video y datos) a altas velocidades utilizando una sola infraestructura de red de datos IP, Wirecom Networks ha impulsado la implementación de sistemas de control y gestión internas, para servicios relacionados con: 1) Facturación y cobro. 2) Control de la red. 3) Soporte técnico. En vista a la situación de empresa, escrito no solo el desarrollo de un sistema para Soporte Técnico que permita su funcionamiento dentro de toda la red, sino también que este coexista con los ya funcionales sistemas de control de Red y de Facturación y cobro y no genere conflictos durante su operación simultanea.

Por ende, este estudio de grado no solo cubre el desarrollo e implementación de un sistema web, sino también de la mejora de los servicios ya operativos por medio de máquinas y contenedores virtuales; logrando así la consolidación de servicios, al mismo tiempo se optimiza el consumo de recursos y la seguridad de los servidores internos. Siendo el objetivo final lograr un paquete de sistemas unificado, con un consumo de recursos mínimo y con la posibilidad de migración a la nube sobre demanda

La empresa Herkim, que ofrece servicios en su rama Wirecom Networks, no posee un sistema de Soporte Técnico para clientes. Pero ya cuenta con sistemas de control de red y cobro sobre servidores independientes. Al carecer de la información rápida y actualizada de los clientes, la empresa no puede establecer una comunicación con todos ellos, lo que conlleva a un desconocimiento de parte del administrador de la situación actual del servicio, generando así pérdida de tiempo y de dinero por la imposibilidad de responder a las exigencias de los distintos estados en los cuales se encuentran los clientes

La empresa necesita contar con una aplicación web que le permita obtener y mantener en tiempo y forma real, la información de las necesidades y dificultades de los servicios brindados a la población de clientes que existen dentro de la red.

Sumando a esto la necesidad de una consolidación completa a nivel de infraestructura de servidores para así poder implementar tecnologías de seguridad, respaldo y servicios sobre demanda para los usuarios que así lo soliciten. El mayor inconveniente en esta situación es el ajuste a su tiempo de implementación, ya que los mismo trabajan con servidores físicos. Para si gestión interna de red de datos, por lo que este sistema experimentado, debe poder acoplarse a los demás sistemas ya operativos sin dañar la dinámica de negocios. A la par se debe ofrecer una solución a la actual infraestructura, sobre tecnologias de virtualización unificada que permita operar sobre recursos en nube escalables que permitan una rápida migración tanto de Herkim Informatica como de los clientes que deseen operar dentro de esta solución de vanguardia.

Es viable la implementación de una aplicación web desarrollada sobre estándares de contenedores virtuales para la gestión de soporte técnico, y la migración de la infraestructura actual a un modelo virtual de máquinas y contenedores virtuales. El tema propuesto por contenedores virtuales y su Implementación en Sistemas Web: nace con la finalidad de otorgar la rama Wirecom Networks de la empresa Herkim Informática y a cualquiera otra empresa que opera con el mismo rubro: rapidez y confiabilidad en operaciones de control y soporte técnico que se realicen directamente con los clientes manteniendo la lógica de infraestructura ya adquirida y mejorándola con soluciones de virtualización; en este caso desde su punto inicial el control y soporte técnico de clientes.

Frecuencias se tropieza con uno de los casos más comunes, en el que la empresa posee una cliente extensa con sistema de pago en cuotas mensuales y personales y un sistema de control interno, aflorando incertidumbres de parte de los que dirigen la empresa y de parte de los mismos clientes al no conocer el estado de los trabajos realizados y el detalle de los mismo, lo que frecuentemente genera dificultades y perdidas.

Por consecuencia se busca el personal técnico tenga a mano el historial de las operaciones y/o trabajos realizados, así como la información específica de un determinado cliente, de tal manera que pueda realizar un seguimiento individual detallado; pueda acceder a informaciones cuando lo requiera.

A partir de las especificaciones tomadas de la empresa Herkim surgió la necesidad de construir un sistema de soporte técnico intuitivo que pudiera acoplarse a sus sistemas de control de red y pago de facturas, que pudiera ejecutarse desde cualquier terminal con conexión basada en protocolo TCP/IP.

El proyecto en sí, permite a la empresa Herkim, mantener un control óptimo y resultados eficientes referentes a los trabajos de soporte técnico realizados y aumentar la eficiencia del mismo de manera considerable junto con el sistema de control basados en entorno de escritorio. Por otro lado, se integran los sistemas a una infraestructura virtual ya instalada de la empresa de manera transparente manteniendo la lógica de conexiones de la misma, lo cual generara un producto más orientado a los estándares SOE (Standard Operating Environment) actuales gracias a las tecnologias de virtualización, lo que a su vez permite de la aplicación web

Las máquinas y contenedores virtuales son una solución de virtualidad basados en Entornos Operativos Estandarizados (SOE) que permite la implementación y el desarrollo y el despliegue inmediato de sistemas desarrollados a media en conjunto con un sistema operativo base optimizado para este. Esta solución unificada agilizará la instalación y puesta en marcha de una aplicación web de soporte técnico en línea, teniendo como objetivo disminuir el tiempo de funcionamiento y la dependencia de hardware propietario y/o especifico, lo que permitirá futuras expansiones rápidas y libre de problemas de compatibilidad.

Es importante destacar que el resultado obtenido de la universidad de las naciones de estas tecnologías son el presente de soluciones en entornos de la más alta modernización, siendo la cúspide en cuestión de soluciones y seguridad de infraestructura, como recursos por medio de servicios y migraciones en la nube.

Descripción del sistema

Para la aplicación web se cuenta con una plataforma comprendida por el lenguaje de programación java, utilizando como patrón de diseño el Modelo Vista Controlador (MVC)

A su vez, las aplicaciones interactúan con bases de datos bajo la tecnología PostgreSQL, en donde se realiza el manejo y la organización para mantener la integridad y disponibilidad de los datos. Se dispondrá de frameworks para las capas de presentación: Bootstrap, y para lenguajes adjuntos como HTML5 y JavaScript.

Todo el funcionamiento de la aplicación web en el contenedor virtual empaquetando de acuerdo a los parámetros de los Entornos Operativos Estandarizados (SOE), para generar el contenedor se utiliza la tecnología de Docker y Docker Engine.

La aplicación virtual estará constituida por 2 (dos) contenedores que poseerán sus propias características técnicas y de desarrollo a tener en cuenta para la implementación.

Virtualización B2M (Bare to Metal)

Esta capa se encarga de la gestión, administración y compatibilidad de la máquina virtual con cualquier tipo de hardware que cumpla con la arquitectura x84-64.

  • Hypervisor: VMware ESXi6.3
  • Administrador: VMware vCener 6.5
  • Empaquetador: Estándar OVF

Virtualización por contenedor

Esta capa tiene la particularidad de agregar independencia a cada módulo del sistema web, permitiendo un despliegue por instancias de cada componente: así mismo esta capa es la que permite compatibilidad con plataformas en la nube como AWS, Docker Hub y Digital Ocean.

  • Sistema: Ubuntu server 16.04.2LTS
  • Núcleo: kernel Linux 4.1
  • Hipervisor: Docker Engine 1.13.1
  • Clustering: Docker Swarm 1.2.6

Virtualización de aplicación

Es la capa principal que interactúa mediante la interfaz web y los clientes ya sean terminales y/o usuarios web

  • Lenguaje desarrollo: Java EE 7
  • Capa Presentación: Bootstrap
  • Patrón de diseño: MVC (Modelo Vista Controlador)
  • Bases de datos: PostgreSQL9.5.6
  • Servidor web: Payara Servar 171
  • Entorno de desarrollo: NetBeans 8.2

Tecnologías aplicadas

Plataformas virtuales

VMware Inc. Es una empresa que proporciona software de virtualización disponibles para operadores compatibles con arquitecturas x86-64 y fue fundada el 28 de octubre de 1998 en Pablo Alto, California en los Estados unidos de América.

VMware es actualmente el líder mundial en infraestructura de nube y tecnología de área de trabajo digital, gracias a que acelera la transformación digital al permitir y flexibilidad sin precedentes, con sus soluciones las organizaciones están mejorando la agilidad de los negocios modernizando los centros de datos e integrando las nubes públicas, impulsando la innovación con aplicaciones modernas, creando experiencia excepcionales potenciando el espacio de trabajo digital y salvaguardando la seguridad.

La virtualización

Se refiere a un concepto en el que el acceso a una sola pieza subyacente de hardware, como un servidor, está coordinado para que múltiples sistemas operativos invitados puedan compartir esa pieza única de hardware, sin ningún sistema operativo invitando sepa que realmente está compartiendo.

Despliegue del sistema JAVA Web

Para la implementación de un sistema desarrollado bajo la plataforma JAVA Enterprise (JAVA EE) se requiere de un servidor de aplicaciones en funcionamiento y su correspondiente base de datos.

También es necesario la dirección IP, el host DNS o una dirección FDQN (fully qualified domain) donde este operativo el servidor donde se desea desplegar el sistema JAVAWEB

Figura 1. Optando por Glassfish/Payara Server es necesario ingresar por medio de los puertos de administración 4848 y autentificar mediante el usuario y contraseña que se han aplicado al momento de la instalación del servidor quedando de la siguiente manera (IP)xxx.xxx.xxx.xxx.4848 o (por FQDN) mydomain:4848.
Figura 2. Una vez presentada la pantalla de bienvenida y ya autenticados nos dirigimos a: Aplicaciones > Desplegar.
Figura 3. Seleccionamos el archivo el cobro.war (desarrollo previamente) y con el botón Aceptar lo cargamos al servidor.
Figura 4. Ya cargando el archivo del sistema web, se procede a activarlo para su implementación y despliegue.

Realizada la etapa de despliegue es posible acceder utilizando la dirección IP junto con los puertos 8080 o mediante un DNS previamente adquirido.

Figura 5. Interfaz gráfica de usuario del sistema Java web implementado en el trabajo de grado para la empresa Herkim Informática.
Figura 6. Vista de la barra de Menú.
Figura 7. Opciones del usuario logueado
Figura 8. Servidores utilizados para las pruebas, desarrollo e implementación de las tecnologías de virtualización. Unos de los equipos servidores Dell PowerEdge Gen 10 Gen 11 respectivamente.

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