Tecnologías Específicas

Tecnologías de la Información

Descripcion y Objetivos

El uso de servicios virtuales en un entorno Cloud implica nuevos patrones de comunicación en el tráfico que se genera en la red que forma parte del mismo. Por ejemplo, una máquina virtual puede moverse de un nodo a otro, e introducir tráfico en una zona de la red diferente. El dinamismo de la migración de servicios en las plataformas Cloud produce situaciones que deben considerarse desde el punto de vista del rendimiento de la red, de cara a ofrecer las mejores prestaciones a la plataforma Cloud. Si la red que forma parte de la plataforma Cloud es una red de altas prestaciones, como las redes InfiniBand, mayores serán las posibilidades de transferencia de información a través de dicha red, y se le deberá dar mucha más importancia a su configuración y ajuste para garantizar su buen funcionamiento.

OpenStack es un proyecto de Cloud Computing que proporciona una infraestructura como servicio (IaaS). Es un software libre y de código abierto distribuido bajo los términos de la licencia Apache. OpenStack tiene una arquitectura modular formada por varios componentes, para gestionar y automatizar los recursos, ofrecer almacenamiento redundante y escalable, telemetría y orquestación de trabajos, redes, etc. OpenStack soporta varias tecnologías de red, gracias al módulo Neutron, que debe configurarse para aprovechar al máximo el rendimiento de las redes InfiniBand y dar soporte a su funcionalidad de virtualización de la red.

En este TFG se plantea la instalación y configuración del entorno Cloud OpenStack en el clúster CELLIA (Cluster for the Evaluation of Low-Latency Architectures) del grupo de Redes y Arquitecturas de Altas Prestaciones (RAAP) de la UCLM. CELLIA está formado por 38 nodos de cómputo y almacenamiento, interconectados por medio de una red con tecnología InfiniBand. La instalación de OpenStack en CELLIA, lo transformará en una infraestructura como servicio (IaaS, del inglés "Infrastructure as a Service"). Así mismo, se instalarán y ejecutarán varias aplicaciones Cloud y Big-Data, con el objetivo de evaluar las prestaciones de la red InfiniBand que forma parte del IaaS.

 

Metodología y Competencias

Para conseguir los objetivos del TFG, las actividades principales a realizar por el alumno son las siguientes (se indica el tiempo estimado de realización en meses, asumiendo una dedicación de 37,5 horas/mes y unas 300 horas de dedicación total al TFG):

1. Conocer las características básicas de los entornos Cloud, IaaS, OpenStack y de las redes InfiniBand (1 mes).
2. Instalación en el clúster CELLIA de la plataforma OpenStack y del módulo Neutron para "Networking" (1 mes).
3. Configuración de los plug-ins del hardware InfiniBand para su uso por parte de Neutron, e instalación y configuración del software adicional para virtualización de la red (2 meses).
4. Instalar aplicaciones software para entornos Cloud y Big-Data que hagan uso del IaaS (1,5 meses).
5. Evaluar las prestaciones de la red InfiniBand de CELLIA a partir de los resultados obtenidos con las diferentes aplicaciones ejecutadas (1,5 mes).
6. Documentar los resultados, incluyendo la memoria del TFG (1 mes).

Competencias adquiridas:

• Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar, evaluar, construir, gestionar, explotar y mantener las tecnologías de hardware, software y redes, dentro de los parámetros de coste y calidad adecuados.
• Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar y gestionar redes e infraestructuras de comunicaciones en una organización.
• Capacidad para seleccionar, desplegar, integrar y gestionar sistemas de información que satisfagan las necesidades de la organización, con los criterios de coste y calidad identificados.
• Capacidad de concebir sistemas, aplicaciones y servicios basados en tecnologías de red, incluyendo Internet, web, comercio electrónico, multimedia, servicios interactivos y computación móvil.

 

 

Medios a utilizar

Los medios a utilizar para el desarrollo del TFG son los siguientes:

• Cluster CELLIA del RAAP: este cluster está formado por 38 nodos de cómputo, procesadores Intel Xeon E5, 32 GB de RAM y una red de interconexión InfiniBand, con tarjetas de red Mellanox  ConnectX3 MCX354A-QCBT QSFP y velocidad QDR de 40 Gbps, conmutadores Mellanox IS5022 y cableado InfiniBand de cobre marca Mellanox. El cluster está disponible para ser empleado durante la duración del TFG.
• Distribución de OFS: documentación, código fuente y tutoriales. La distribución está disponible.
• Benchmarks y aplicaciones paralelas para la generación de tráfico en el cluster CELLIA. Los benchmarks de Big-Data están disponibles.
• Ordenador tipo PC.

 

Bibliografía

La bibliografía básica para el desarrollo del TFG es la siguiente:

• Especificación InfiniBand.
• Diversos libros y artículos sobre redes de interconexión y Cloud Computing
• Manuales de OpenStack, Neutron y plug-ins the Mellanox.

Toda la bibliografía está disponible.