Método alternativo de implementación de un clúster de alto rendimiento de OpenStack en la Universidad del Valle de Guatemala

Abstract

El presente trabajo tuvo como propósito la implementación de un clúster de cómputo basado en la plataforma OpenStack, con el fin de optimizar el uso de los recursos de cómputo disponibles en el Departamento de Ingeniería Electrónica de la Universidad del Valle de Guatemala. Para ello, se replicó el despliegue modular previamente desarrollado en la HPC Precision 7920 dentro de una segunda computadora de alto rendimiento, la HPC PowerEdge T560. El proyecto se centró en la creación de una infraestructura distribuida administrada por un único controller node, que permitió la gestión unificada de múltiples nodos de cómputo bajo una misma instancia de OpenStack. Como parte del proceso, se configuraron los servicios fundamentales de la plataforma —Keystone, Nova, Neutron, Glance, Horizon, Cinder y Placement— y se integró el servicio de gestión de claves Barbican para fortalecer la seguridad de la nube. La metodología aplicada consistió en la instalación, configuración, validación y documentación de cada componente, siguiendo un enfoque modular que garantizó la replicabilidad del sistema. Se realizaron pruebas de funcionamiento para evaluar el despliegue de instancias, la conectividad de red y la correcta asignación de recursos en el clúster. Como resultado, se obtuvo una infraestructura funcional capaz de centralizar la administración de recursos de cómputo y habilitar un entorno escalable y seguro para futuras investigaciones y aplicaciones dentro del ámbito académico. Además, se identificaron líneas de trabajo futuro relacionadas con la incorporación de almacenamiento compartido o distribuido, la mejora de la tolerancia a fallos mediante arreglos redundantes, el endurecimiento del backend criptográfico de Barbican y la integración de nuevos servicios de OpenStack, lo que abre la puerta a investigaciones posteriores en alta disponibilidad, automatización y seguridad en nubes privadas.

The present work aimed to implement a computing cluster based on the OpenStack platform to optimize the use of the computing resources available in the Electronics Engineering Department at Universidad del Valle de Guatemala. To achieve this, the modular deployment previously developed on the Precision 7920 HPC was replicated on a second high-performance computer, the PowerEdge T560. The project focused on creating a distributed infrastructure managed by a single Controller Node, which enabled unified management of multiple compute nodes under a single OpenStack instance. As part of the process, the core platform services —Keystone, Nova, Neutron, Glance, Horizon, Cinder, and Placement— were configured, and the Barbican key management service was integrated to strengthen cloud security. The methodology consisted of installing, configuring, validating, and documenting each component, following a modular approach that ensured system replicability. Functional tests were carried out to assess instance deployment, network connectivity, and correct resource allocation within the cluster. As a result, a functional infrastructure was obtained, capable of centralizing the administration of computing resources and enabling a scalable and secure environment for future research and applications in the academic context. Furthermore, future work lines were identified, including the incorporation of shared or distributed storage, improved fault tolerance through redundant disk setups, hardening of Barbican’s cryptographic backend, and the integration of additional OpenStack services. These directions open the door to subsequent research on high availability, automation, and security in private cloud environments.