Nube privada y plataformas de virtualización en servidores dedicados

Nube privada y plataformas de virtualización en servidores dedicados

Todas las nubes públicas se ejecutan en servidores físicos dedicados con una capa de hipervisor. Cuando se aprovisiona una máquina virtual en la nube, se está alquilando una parte del hardware dedicado de otra persona. Ejecutar esa capa de hipervisor tú mismo en hardware físico o dedicado no gestionado de InMotion proporciona a tu equipo la misma capacidad, acceso directo al hardware, control total de la densidad de las máquinas virtuales, etc.

Opciones de hipervisor para Bare Metal

Proxmox VE

Proxmox Virtual Environment es la opción más práctica para la mayoría de los equipos que crean una nube privada en un único servidor dedicado o en un pequeño clúster. Es de código abierto, está basado en Debian e incluye una interfaz de usuario web que gestiona tanto máquinas virtuales KVM como contenedores LXC desde la misma interfaz. La suscripción empresarial añade acceso al repositorio y contratos de asistencia técnica, pero la edición comunitaria es totalmente funcional para su uso en producción.

Proxmox gestiona la migración en vivo de máquinas virtuales entre nodos, la configuración del almacenamiento compartido, la agrupación en clústeres de alta disponibilidad y la integración del servidor de copias de seguridad Proxmox, que facilita enormemente la realización de copias de seguridad de instantáneas de máquinas virtuales. Para los equipos que desean ejecutar una nube privada sin contratar a un administrador dedicado de VMware, Proxmox es el punto de partida adecuado.

VMware vSphere / ESXi

VMware ESXi sigue siendo el estándar empresarial en organizaciones con infraestructura VMware existente, integraciones certificadas y equipos con certificaciones VMware. El modelo de licencia cambió significativamente tras la adquisición de VMware por parte de Broadcom en 2023, lo que llevó a muchas organizaciones a evaluar más seriamente las alternativas Proxmox y KVM. Para las organizaciones que ya están comprometidas con el ecosistema VMware, ESXi en bare metal dedicado sigue siendo válido. Para los equipos que empiezan de cero, vale la pena evaluar primero Proxmox o KVM por motivos de coste.

KVM con libvirt

Linux KVM (Kernel-based Virtual Machine) es la capa de hipervisor que se encuentra debajo de la pila de virtualización de RHEL y de la infraestructura de muchos proveedores de nube. libvirt proporciona la API de gestión; virt-manager o Cockpit proporcionan interfaces gráficas de usuario básicas. Para los equipos que se sienten cómodos con la administración de Linux y las herramientas de infraestructura como código (Terraform, Ansible), KVM con libvirt ofrece más flexibilidad que Proxmox a costa de una experiencia de gestión menos integrada.

Planificación de la densidad de máquinas virtuales con 192 GB de RAM

La pregunta práctica a la hora de aprovisionar un nodo de nube privada es cuántas máquinas virtuales caben. La respuesta depende totalmente de los perfiles de carga de trabajo de las máquinas virtuales.

Perfil VMRAM por máquina virtualMáquinas virtuales en un servidor de 192 GBNotas
Entorno de desarrollo4 GB~40 máquinas virtualesDeja 16 GB para la sobrecarga del hipervisor.
Aplicación web VM8GB~20 máquinas virtualesTípico para servidores LAMP/LEMP stack
Servidor de base de datos VM32 GB~5 máquinas virtualesRequisitos del búfer de InnoDB
Carga de trabajo mixta8-16 GB de media10-15 máquinas virtualesEstimación realista de la producción

Estas cifras no suponen ningún exceso de compromiso de memoria. Tanto Proxmox como KVM admiten el aumento de memoria y el exceso de compromiso, lo que permite aprovisionar más memoria a las máquinas virtuales de la que existe físicamente, apostando por que las máquinas virtuales no utilicen toda su asignación simultáneamente. Para entornos de desarrollo, un exceso de compromiso del doble es razonable. Para máquinas virtuales de bases de datos de producción, nunca se debe incurrir en exceso de compromiso.

Mantén aproximadamente entre 16 y 24 GB de RAM física fuera de la asignación de VM para el hipervisor, el almacenamiento en caché (la caché de página del sistema operativo host para imágenes de disco VM) y cualquier servicio de administración que se ejecute en el host físico.

Índices de sobresuscripción de CPU

El AMD EPYC 4545P ofrece 16 núcleos y 32 subprocesos. Las ratios de sobresuscripción de CPU definen cuántas vCPU se aprovisionan en relación con los subprocesos físicos:

  • Proporción 1:1 (32 vCPU en total): adecuado para máquinas virtuales de producción que ejecutan cargas de trabajo constantes. Ninguna máquina virtual espera nunca por tiempo de CPU.
  • Proporción 2:1 (64 vCPU en total): seguro para entornos mixtos en los que coexisten máquinas virtuales de desarrollo y producción. Las máquinas virtuales de desarrollo suelen permanecer inactivas.
  • Proporción 4:1 (128 vCPU en total): adecuado para entornos exclusivamente de desarrollo con cargas de trabajo intensas pero no simultáneas. Inaceptable para la producción.

En Proxmox, la métrica de uso de la CPU en el panel de control del host muestra el robo real de CPU: cuando la suma del uso de la CPU de todas las máquinas virtuales supera el 100 % de la capacidad del host, las máquinas virtuales comienzan a esperar tiempo de CPU. Supervisa esto en las nuevas implementaciones antes de comprometerte con una densidad de máquinas virtuales en producción.

Configuración de almacenamiento para flotas de máquinas virtuales

Imágenes de disco VM en NVMe

NVMe como backend para las imágenes de disco de las máquinas virtuales cambia el perfil de rendimiento de todas las máquinas virtuales del host. Las operaciones de E/S del disco de las máquinas virtuales pasan por la capa del hipervisor, pero el NVMe subyacente NVMe significa que una máquina virtual que realiza una operación con un uso intensivo de escritura en la base de datos no afecta de forma notable a otras máquinas virtuales del mismo host.

En Proxmox, crea un grupo de almacenamiento local-lvm que apunte a la NVMe . Esto utiliza el aprovisionamiento LVM-thin, que asigna espacio en disco desde el NVMe bajo demanda en lugar de preasignar tamaños completos de disco de VM. Un grupo de VM aprovisionadas con discos de 50 GB cada una solo puede utilizar realmente 200 GB de NVMe si la mayoría de las VM tienen datos dispersos.

Configuración RAID para almacenamiento de máquinas virtuales

InMotion utiliza mdadm RAID 1 (duplicación de software) en las NVMe duales. Esto proporciona redundancia al grupo de almacenamiento de la máquina virtual: si falla una NVMe , no se pierden los datos de la máquina virtual mientras se espera su sustitución. Para una nube privada que aloja máquinas virtuales de producción, esta protección básica es importante.

La configuración RAID 1 proporciona 3,84 TB de NVMe utilizable para imágenes de disco de máquinas virtuales. Para un parque de 15 máquinas virtuales con un promedio de 200 GB de disco aprovisionado por máquina virtual, eso supone 3 TB de capacidad aprovisionada. Con el sobreaprovisionamiento LVM-thin, la utilización real suele ser del 40-60 % de la capacidad aprovisionada, lo que deja un margen cómodo.

Servidor de copias de seguridad Proxmox

Proxmox Backup Server (PBS) se ejecuta como un servicio en el host del hipervisor o en una máquina independiente y gestiona copias de seguridad incrementales deduplicadas de máquinas virtuales. Un entorno de 20 máquinas virtuales con un uso medio de disco de 100 GB produce aproximadamente 2 TB de datos únicos. Con la deduplicación, PBS suele almacenar entre 3 y 5 copias de seguridad diarias en menos de 3 TB de espacio, dependiendo de las tasas de cambio de las máquinas virtuales.

El volumen de almacenamiento de copia de seguridad de 500 GB de Premier Care complementa el almacenamiento PBS local para copias fuera del servidor de copias de seguridad críticas de máquinas virtuales.

Configuración de red y aislamiento de VLAN

Aislar los grupos de máquinas virtuales entre sí en la capa de red es un requisito fundamental de la nube privada, especialmente cuando las máquinas virtuales de desarrollo, ensayo y producción comparten el mismo host físico.

En Proxmox, los puentes de red (vmbr0, vmbr1, etc.) se asignan a tarjetas de red físicas o VLAN. La creación de puentes independientes para cada grupo de entornos y la asignación de máquinas virtuales a sus respectivos puentes proporciona aislamiento de capa 2. Las máquinas virtuales del puente de producción no pueden comunicarse directamente con las máquinas virtuales del puente de desarrollo sin pasar por un router o una máquina virtual de firewall.

Para clústeres de varios servidores, un puerto de red de 10 Gbps proporciona el ancho de banda entre nodos necesario para la migración de máquinas virtuales en tiempo real y el acceso al almacenamiento compartido sin competir con el tráfico de red de las máquinas virtuales en un enlace congestionado de 1 Gbps.

Comparación de costes: nube privada frente a máquinas virtuales en la nube

La comparación de costes queda clara cuando calculas el precio del equivalente en la nube de una flota de máquinas virtuales en una nube privada:

Medio ambienteConfiguraciónCoste mensual
AWS EC2 (10 máquinas virtuales t3.large)2 vCPU, 8 GB cada una~520 $ al mes
AWS EC2 (10 máquinas virtuales m5.xlarge)4 vCPU, 16 GB cada una~1380 $ al mes
InMotion Extreme + Proxmox (15 máquinas virtuales)8-16 GB cada uno, NVMe349,99 $ al mes
InMotion Advanced + Proxmox (8 máquinas virtuales)4-8 GB cada uno, NVMe149,99 $ al mes

El cruce se produce rápidamente. Un equipo que ejecuta más de 5 máquinas virtuales en la nube alcanza sistemáticamente el punto de coste en el que la nube privada en hardware dedicado resulta más barata por máquina virtual. Con 15 máquinas virtuales en un servidor Extreme, el coste por máquina virtual es de aproximadamente 23 dólares al mes, frente a los 52-138 dólares por máquina virtual de AWS, dependiendo del tipo de instancia.

Virtualización gestionada frente a no gestionada

Para ejecutar una pila completa de hipervisores se requiere acceso root al servidor físico. Los servidores dedicados gestionados de InMotion incluyen la gestión del sistema operativo por parte del equipo de APS, pero la configuración del hipervisor en sí misma se encuentra en el dominio del cliente. En el caso concreto de las implementaciones de Proxmox, la configuración gestionada por InMotion coexiste con la administración de máquinas virtuales gestionada por el cliente.

Para los equipos que desean que se gestione el servidor físico (supervisión del hardware, actualizaciones del sistema operativo, configuración de la red) y, al mismo tiempo, controlar su propia capa de máquinas virtuales, el modelo dedicado gestionado es el más adecuado. Para los equipos que desean un acceso sin gestión para configurar el sistema operativo base y la pila del hipervisor de forma independiente, los servidores bare metal de InMotion proporcionan esa base.

Introducción a Proxmox en InMotion

  • Solicita un servidor dedicado Extreme o Advanced en función del número de máquinas virtuales que necesites.
  • Solicita la instalación de Proxmox VE a InMotion APS en el momento del aprovisionamiento.
  • Configura el grupo de almacenamiento local-lvm en NVMe para las imágenes de disco de VM.
  • Configurar puentes de red y etiquetado VLAN para aislar el entorno.
  • Instala Proxmox Backup Server para realizar copias de seguridad programadas de instantáneas de máquinas virtuales.
  • Añade Premier Care para la gestión a nivel del sistema operativo y 500 GB de almacenamiento de copias de seguridad fuera del servidor.

La mayoría de los equipos que ejecutan Proxmox en hardware InMotion descubren que la densidad de las máquinas virtuales duplica la eficiencia de su gasto anterior en la nube durante el primer mes. Los gastos generales de gestión de una nube privada son reales, pero sustancialmente inferiores a lo que se supone, especialmente con la interfaz web unificada de Proxmox.

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