7/21/2019 Aulas informaticas virtualizadas

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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN

DE SOLUCIONESINFORMÁTICAS PARA LA

EDUCACIÓN

AULAS INFORMÁTICASCON TERMINALES VIRTUALES

Una alternativa más económica en sistemaspara tu Institución Educativa

Una alternativa más económica en sistemaspara tu Institución Educativa

Cesar A. GómezEsp. en Virtualización

  © Todos los derechos reservados

Abril de 2015

Cesar A. GómezEsp. en Virtualización

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En la actualidad la importancia que están tomando los sistemasen casi todos los aspectos de la vida cotidiana, hace que estecampo sea visiblemente importante en futuras generaciones.El colegio es el lugar donde inicia generalmente el aprendizajede la informática, área que debería ser una herramienta potentede aprendizaje, cómoda y bien equipada, pero muchas veceshay muchas dificultades económicas y técnicas que hacenamarga esta experiencia. Es así como la realidad es otra y en lamayoría de los colegios hay salas de informática con:

“La virtualización es una tecnología desarrollada en los años 60's que solo ha sido aplicable hoy en día”

ý Equipos obsoletos ya que la nanotecnología ha hechoque cada 3 años se duplique la capacidad de lascomputadoras y se reduzcan de tamaño, pasando estos aser maquinas desactualizadas y sin utilidad práctica.

ý Equipos lentos, que por su configuración y limitantes dehardware, no se pueden repotenciar fácilmente, por loque la solución y la mas costosa es cambiar todos los PC.

ý El Software en una sala de cómputo, limita a unos pocosprogramas por el asunto de las licencias de software, asíque no hay herramientas de aprendizaje y se estádesperdiciando el potencial de uso de los equipos.

ý En su mayoría las salas de cómputo no están diseñadasde forma asequible o práctica, o los espacios no son losadecuados para permitir el acceso y mejor distribución delos estudiantes y el docente.

ý No son fáciles de administrar y mantener al día, requierende conocimiento y tiempo para funcionar correctamente.

Esta realidad plantea desafíos que nos llevan a buscar soluciones a todas estas dificultades, usando yaplicando tecnologías disponibles en la actualidad. Para entender un poco empezaremos cambiandoel concepto para ver estos puestos de trabajo como “estaciones virtualizadas” o terminales tontas.

¿Que es virtualización?La virtualización de hardware es una técnica utilizada desde la década del 60 por IBM, consiste en lasimulación de varias computadoras lógicas, a partir de una computadora real, es decir que 1 solocomputador se puede extender para que se conecten varias estaciones (Teclado, mouse y pantalla).

 AULAS INFORMATICAS VIRTUALIZADAS

Si esta pensando en mejorar o montar una sala de informática para tu institución o tu empresa,tomate unos minutos para aprender una nueva manera de conectar tus recursos informáticos

de una manera eficiente y más económica gracias a la virtualización de servidores.

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Esto en la práctica es posible y aplicable, se requiere de un servidor de buena potencia y capacidad, alque se le instala software de virtualización, que divide todos los recursos y programas para seraccedidos por los usuarios al mismo tiempo. Las terminales sin CPU, se conectan en red por medio deun “dispositivo” al servidor como usuario, donde podrá acceder cada uno por separado a su propiasistema operativo y ejecutar los programas, abrir y guardar sus archivos, acceder servicios comoimpresora, DVD, TV, internet que están conectados en el servidor.

El dispositivo que permite esta conexión es Estación de PC Thin Client Terminal Ncomputing N480W,que se conecta al servidor central donde está nuestra máquina virtual creada, que manejaremos connuestro teclado y mouse. Novedosamente este dispositivo trabaja aún sin estar encendido el servidor,lleva incluido internamente una versión funcional de Windows Embedded CE con funciones básicas.

  Ventajas de la Virtualización

 – Ahorro en la adquisición de licencias de software. – Puede ser usado sin conexión al servidor ya que el

sistema tiene windows CE 6.0 – Índices de utilización del 60 al 80% para servidores  x86 (frente al 5 a 15% en PC no virtualizado)

 – Facilidad para la administración ya que solo existe 1  equipo servidor para administrar.

 – Reemplazo rápido de sistemas completos en casos  de averías o actualización.

 – Virtualizar permite una alta disponibilidad de  servicios a un bajo costo.

 – Disminución de errores de Hardware al no requerir   sino 1 equipo completo.

 – Disminución de 60% en el gasto de energía, al  requerir solo 20 W para funcionar, comparado con los  250 W promedio de un CPU.

 – Máxima explotación de los recursos de hardware.

 – Seguridad: Al ejecutar clientes virtuales, en S.O.  virtual los virus no podrán atacar tu información.

F Es bien sabido que muy pocas veces utilizamos el 100% de nuestra CPU, generalmente un PCsolo utiliza el 15 o 20% de su potencial, el resto del tiempo está en espera de órdenes y ejecutandoprocesos de bajo consumo de CPU. Esto crea la necesidad de implementar sistemas máseficientes que aprovechen el 100% del potencial y reduzcan el gasto energético en un 60%

Las desventajas son que las estaciones virtualizadas tendrán retrasos cuando multiples usuariosquieran acceder a un mismo recurso o programa, pero son retrasos tolerables. Otra desventaja esel costo del servidor, ya que oscila entre los 1200 a 2500+ dolares según la cantidad de terminalesy el uso que se les piense dar. Normalmente este sistema permite a los usuarios correr programasde ofimática, audio, video, programas de diseño gráfico 2D como corel, photoshop, pero no para 3D

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¿COMO IMPLEMENTAR LA VIRTUALIZACIÓNEN MI SALA DE COMPUTO?

Ya sea en un colegio, en un cybercafé o en una oficina, la virtualización es la mejor alternativapara aprovechar y revivir tus equipos obsoletos ya que nos permite 2 formas de implementarlo:dandole uso como “terminales tontas” o implementando con nuevos PC Thin Client TerminalNcomputing, vamos a explicar las diferencias entre uno y otro:

Terminales Tontas: Compuestas por Pantalla, mouse, teclado y una CPU con fuente de podermemoria y board, todo lo demás se quita. lo unico que se requiere es que el equipo encienda paraconfigurar en la Bios el arranque por la tarjeta de red. Esto permite que el PC por medio de cable,busque en el servidor principal, su máquina virtual que tiene todos los programas. Es una buenaalternativa cuando tienes varios equipos que ya se quedaron obsoletos, pero que cambiarlos todosno esta al alcance, entonces la solución es comprar un buen servidor y dedicarlo para virtualizar tusestaciones o puestos de trabajo. Esto trae muchas mas ventajas que desventajas, asi que te lo

recomendamos porque sabemos que muchas grandes empresas como IBM, Google, Microsoft loutilizan en muchos de sus servidores. Asi es como virtualmente te dan alojamiento en la nube, Googlete crea un acceso a su drive y todas sus demás aplicaciones (docs, maps etc) mediante virtualizaciónde los usuarios en sus servidores.

Terminal PC Thin Client: Esta terminal no requiere la CPU.Se compone de pantalla, teclado, mouse y el dispositivo deinterfaz PC Thin Client. Este dispositivo trae la electrónica ensu i n t e r i o r pa ra com un i ca rse con e l se rv i do rautomáticamente y permite controlar una máquina virtualcon todos los programas. Este dispositivo ofrece 2 modos detrabajo, conectandose al servidor para recibir los programas,

o trabajar sin conexión y ejecutando un sistema operativoWin CE que trae en su interior, con aplicaciones básicas quete permitirán entrar a internet, abrir archivos y descargarinformación.

Conociendo las 2 formas de virtualizar, yadeberás escoger cual puede acomodarse mejora tu caso, pero casi siempre recomendamosimplementar la virtualización con PC Thin Client,por fiabilidad y estabilidad, ya que son menossuceptibles de fallos, cosa que no sucede conlas CPU donde cualquier componente podría

fallar y seguirán requiriendo mantenimientoperiódico preventivo de limpieza. Ahora siveamos las formas para implementarlo

CASO 1 - Terminales Tontas: Tienes una sala de computo con 30 equipos de 10 años promedio,conectados en red y con windows XP o 7, quieres actualizarla pero vale un dineral modernizarla. Si losequipos están en buen estado, se pueden reutilizar como terminales tontas, para lo que les quitamos eldisco duro, floppy o lector de memorias, unidad de DVD. Solo necesitan encender para configurar laBios en arranque por tarjeta de red para que se conecte al servidor. Este servidor se debe adquirir conal menos 1Gb de memoria por cada PC si quieres correr windows 7, para el procesador calculamos 10PC máximo por núcleo, pero para un optimo desempeño es mejor 5 o 6 PC por núcleo que tengas en el

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servidor. Para calcular el almacenamiento debes destinar por lo menos 30 a 50 Gb para cada equipoconectado. La mejor configuración es tener un Disco SSD 500 Gb (de estado solido) como principal delsistema, y adicional uno o varios discos SATA para todos los usuarios, esto permite respaldar yrecuperar por separado cualquier error rápidamente.

Switch

Servidor 

Terminales “Cero o Tontas”Internet

Terminales compuestas de caja confuente de poder, tarjeta madre, tarjetade red, procesador Pentium 4 osuperior, 1 Gb memoria DDR2.

 Ademas teclado, mouse y pantalla

Componentes innecesarioseliminadosDisco Duro

Unidad DVDVentilador externo

Si conservan los elementosde su red actual, asegurensed e q u e t r a b a j a n a l avelocidad máxima. Pero es

recomendable usar nuevastar je tas y swi t chs quegarantizan altas velocidadesde trasferencia. El cableadodebe ser de categoría 6, perose puede t raba jar conUTP Cat5.

El servidor es un equipo potentec o m p l e t o , c o n t o d o s l o saccesor ios que se deseencompartir en red, como scanner,impresora, TV, DVD. Puede estarconfigurado con Win server 2008o Linux. Sobre configurarlo paraque todo funcione, debe serrealizado por un experto envirtualización de servidores yaque podrían dejar inoperante lared o parte de ella.

La ventaja de este sistema es su bajo costo de implementación, ya quecon 5000 dolares o menos, podrán recuperar una sala de 30

computadores, corriendo programas actuales desde un servidorpotente. Si comparamos los costos con los beneficios podrán ver mejorla opción de implementar la virtualización:

ü Mejora en el desempeño de los equipos, ya que la velocidad entodos es la misma, y es una buena velocidad gracias al servidor.

ü El ahorro en licencias de software es alto, ya que solo en algunoscasos habrá que adquirir licencias especiales para trabajar enredes.

ü El ahorro de energía es significativo llegando al 60%, recuerden queel único que trabaja al limite de su capacidad es el servidor.

ü El bajo mantenimiento que requieren, solo aseo en los terminales ypoco que hacer en el servidor, el sistema ya configurado lo hacetodo.

ü  Aumento en la eficiencia y el rendimiento general.ü  Aprovechamiento del 80% del potencial del servidor.ü Los clientes al funcionar como maquinas virtuales, no pueden

infectar el servidor por lo que la seguridad del sistema es su mejorcaracterística.

ü Diferentes máquinas virtuales pueden ejecutar diferentes sistemasoperativos y múltiples aplicaciones al mismo tiempo utilizando unsolo equipo físico.

COSTOS x 30 PC $USD

Servidor: 2500Switch 48P: 1000Tarjetas de Red: 500Servicio Profesional 1000

Esto dará cerca de $Usd 170por cada PC, la mitad delcosto de una nueva, yrenovando además casitodos los componentes de lared. Pero si su red esta enmuy buen estado, los costos

de implementación seránunos $USD 3500, un pocomas de 100 USD por cadaPC.

S i u s t e d d e c i d i e r areemplazar los equiposcomo convencionalmente loharía, el costo para 30equipos y servidor sería deaprox 10.000 o 15.000 USD.

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CASO 2 - PC Thin Client: Ya sea que quiera aprovechar sus equipos obsoletos, o que quiera montardesde cero toda una red, esta opción sin ser la más económica es la mejor sin duda. En este escenariose usan unos pequeños terminales a los que se les conecta el teclado, el mouse, la pantalla, salida deaudio o un dispositivo USB. Estas terminales ya tienen un mini sistema operativo instalado en suinterior, por lo que podrán trabajar sin depender del servidor en tareas básicas de navegación ovisualización de archivos. La conexión y configuración es casi similar a la anterior, solo se reemplazantodas las CPU clientes por el thin client y se configura todo lo demás en el servidor. Estos dispositivosno poseen disco duro por lo que todo el almacenamiento será realizado en el servidor. Su consumo deenergía es solo de 5 Watts contra 150 Watts de una PC Tonta y 300 de una PC normal.

Switch

Servidor 

Terminales “PC Thin Client”

Internet

Terminales compuestas teclado,

mouse y pantalla, conectados a unPC Thin Client sin CPU, sin memoriay sin disco duro, sólo tiene entrada ysalida de datos. Por lo tanto essimple, fiable, duradero y accesible

Componentes innecesarioseliminados

CPU

Si conservan los elementos desu red actual, asegurense deque trabajan a la velocidadmáxima. Pero es recomendableusar nuevas tarjetas y switchsq u e g a r a n t i z a n a l t a svelocidades de trasferencia. Elcableado debe ser de categoría6, pero se puede trabajar conUTP Cat5.

El servidor es un equipo potentec o m p l e t o , c o n t o d o s l o saccesor ios que se deseencompartir en red, como scanner,impresora, TV, DVD. Puede estarconfigurado con Win server 2008o Linux. Sobre configurarlo paraque todo funcione, debe serrealizado por un experto envirtualización de servidores yaque podrían dejar inoperante lared o parte de ella.

 Aunque implementar este sistema cuesta alrededor de 8000, laadquisición de estos dispositivos implica un ahorro sustancial enrepuestos, ya que constantemente se dañan fuentes de voltaje,memorias y tarjetas madre. Un ahorro de hasta el 70% en el consumode energía, 30 computadoras encendidas pueden consumir 8000watts/hora, con este sistema se logra reducir a menos de 2000Watts/hora, miremos otros beneficios:

Ÿ Se aprovecha al máximo el potencial de sus equipos, hay pocosequipos subutilizados lo que se traduce en eficiencia.

Ÿ El servidor es el responsable del trabajo y al poseer muy buena

configuración, este se hace con mayor eficacia en menor tiempo.Ÿ Es un sistema de casi Cero mantenimiento, debido a que encondiciones normales no debería fallar ni requerir muchos ajustes.

Ÿ Las estaciones ocuparán menos espacio, por lo que podrá instalarmas estaciones en el mismo espacio.

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Ya que conocen las caracteristicas y forma de implementar la virtualización, podrá entender lamanera de ponerla en practica, recuerde apoyarse en personal calificado con el fin de que elsistema sea lo más estable sin fallas.

Consideraciones finales:

Ÿ Recuerde usar en su red los dispositivos más adecuados, no use por ejemplo un switch que manejevelocidades de 100/1000 Mbps junto con tarjetas de red 10 Mbps de baja velocidad, esto sacrificaríatoda su red.

Ÿ Reemplazar el cable de red UTP5 por UTP6 aportaría mayor velocidad y flujo de información.Ÿ  Al ahorrar costos podrá invertir en mejorar el servidor y comprar discos duros SSD, que son 3

veces más rápidos que los discos mecanicos comunes, para configurarlos en RAID.Ÿ Para el servidor es recomendable instalar Windows Server 2008 Rc1 o Linux (Debian o

RedHat), y las estaciones pudran funcionar con XP, Vista, Windows 7 o windows 8 el cual aúnno he probado en virtualización, pero se que se puede implementar en entorno virtual.

Para mas información consulte en:www.microsoft.com/spain/virtualizacion/products/server/default.mspx

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