Vol. 13 Núm. 4 (2024): Revista de Investigaciones
Artí­culos Originales

Infraestructura física frente a la virtualizada: análisis experimental del uso de CPU en la Universidad Nacional del Altiplano

Jesus Daniel Malma Montaño
Universidad Nacional del Altiplano
Adolfo Carlos Jimenez Chura
Universidad Nacional del Altiplano
V13n4-Revista de Investigaciones

Publicado 2024-12-30

Palabras clave

  • Automatización de servidores,
  • Eficiencia operativa,
  • Infraestructura virtualizada,
  • Optimización de recursos,
  • Uso de CPU

Cómo citar

Malma Montaño, J. D., & Jimenez Chura, A. C. (2024). Infraestructura física frente a la virtualizada: análisis experimental del uso de CPU en la Universidad Nacional del Altiplano. Revista De Investigaciones, 13(4), 201-209. https://doi.org/10.26788/ri.v13i4.6513

Resumen

La automatización de servidores permite optimizar la gestión de recursos y mejorar la eficiencia operativa en entornos tecnológicos. La infraestructura puede ser física o virtualizada, y cada una presenta ventajas y desventajas en términos de rendimiento y consumo de recursos. El objetivo de esta investigación fue evaluar y comparar la eficiencia operativa en el uso de CPU entre servidores físicos y virtualizados en la Universidad Nacional del Altiplano. La metodología empleó un enfoque cuantitativo y experimental, utilizando una muestra de seis servidores (tres físicos y tres virtuales), monitoreados con Prometheus y Grafana. Los resultados evidenciaron diferencias significativas: los servidores virtualizados presentaron un uso de CPU más eficiente (3,66 % promedio) en comparación con los físicos (43,85 %). Se aplicaron pruebas estadísticas, como la t de Student, que arrojaron un valor t de 28,21 y un p-valor de 2,57e-150, indicando una diferencia altamente significativa entre ambos tipos de servidores. Se concluye que la virtualización ofrece ventajas en la optimización de recursos y la estabilidad operativa, especialmente en aplicaciones de menor demanda, por lo que su implementación en entornos académicos podría mejorar la eficiencia de la infraestructura tecnológica universitaria.
Palabras clave: Automatización de servidores, Eficiencia operativa, Infraestructura virtualizada, Optimización de recursos, Uso de CPU.

Referencias

  1. Al-Mamun, A., Rahman, M. M., & Roy, N. (2021). Enhancing disaster recovery in cloud computing using container-based virtualization. Journal of Cloud Computing, 10(1), 15. https://doi.org/10.1186/s13677-021-00227-5
  2. Ariyanto, Y. (2023). SINGLE SERVER-SIDE AND MULTIPLE VIRTUAL SERVER-SIDE ARCHITECTURES: PERFORMANCE ANALYSIS ON PROXMOX VE FOR E-LEARNING SYSTEMS. Journal of Engineering and Technology for Industrial Applications, 9(44), 25–34. https://doi.org/10.5935/jetia.v9i44.903
  3. Beloglazov, A., Abawajy, J., & Buyya, R. (2012). Energy-aware resource allocation heuristics for efficient management of data centers for Cloud computing. Future Generation Computer Systems, 28(5), 755–768. https://doi.org/10.1016/j.future.2011.04.017
  4. Bianchini, R., & Rajamony, R. (2019). Power and energy management for server systems. Computer, 37(11), 68–74. https://doi.org/10.1109/MC.2015.378
  5. Brooks, T. T., Caicedo, C., & Park, J. S. (2012). Security Vulnerability Analysis in Virtualized Computing Environments. https://infonomics-society.org/wp-content/uploads/ijicr/published-papers/volume-3-2012/Security-Vulnerability-Analysis-in-Virtualized-Computing-Environments.pdf
  6. Castillo, P. A., Chávez, J., Para Obtener El, Á., Profesional, T., Oliver, I., & Araujo, V. (2021). “VIRTUALIZACIÓN DE SERVIDORES CON VMWARE VSPHERE 6.5 PARA OPTIMIZAR LOS PROCESOS DEL SERVICIO DE AUTOMATIZACIÓN EN LA EMPRESA TIC INTEGRITY G&V SAC.”
  7. Chillarón, M., Vidal, V., Segrelles, D., Blanquer, I., & Verdú, G. (2017). Combining Grid Computing and Docker Containers for the Study and Parametrization of CT Image Reconstruction Methods. Procedia Computer Science, 108, 1195–1204. https://doi.org/10.1016/j.procs.2017.05.065
  8. Djordjevic, B., Timcenko, V., Kraljevic, N., & Macek, N. (2021). File System Performance Comparison in Full Hardware Virtualization with ESXi, KVM, Hyper-V and Xen Hypervisors. Advances in Electrical and Computer Engineering, 21(1), 11–20. https://doi.org/10.4316/AECE.2021.01002
  9. Espinosa Tigre, R. M., Veloz Remache, G. del R., Ramos Valencia, M. V., & Guaiña, J. (2022). Análisis de hypervisores nativo propietario vs libre como alternativa para el almacenamiento de datos. Revista Científica de FAREM-Estelí, 42, 144–158. https://doi.org/10.5377/farem.v11i42.14695
  10. Hamdi, H., Amri, S., & Brahmi, Z. (2019). Managing Performance Interference Effects for Intelligent and Efficient Virtual Machines Placement based on GWO Approach in Cloud. International Journal of Computing and Digital Systems, 8(4), 317–332. https://doi.org/10.12785/ijcds/080401
  11. Huber, N., Von Quast, M., Hauck, M., & Kounev, S. (2011). Evaluating and modeling virtualization performance overhead for cloud environments. CLOSER 2011–Proceedings of the 1st International Conference on Cloud Computing and Services Science, 563–573. https://doi.org/10.5220/0003388905630573
  12. Juiz, C., & Bermejo, B. (2024). On the scalability of the speedup considering the overhead of consolidating virtual machines in servers for data centers. Journal of Supercomputing, 80(9), 12463–12511. https://doi.org/10.1007/s11227-024-05943-y
  13. Khaji, F. A., Potluri, S. V., & Kakelli, A. K. (2021). A performance analysis of virtual mail server on type-2 hypervisors. Walailak Journal of Science and Technology, 18(13). https://doi.org/10.48048/wjst.2021.9845
  14. Kolahi, S. S., Hora, V. S., Singh, A. P., Bhatti, S., & Yeeda, S. R. (2020, February 1). Performance comparison of cloud computing/IoT virtualization software, hyper-v vs vsphere. 2020 Advances in Science and Engineering Technology International Conferences, ASET 2020. https://doi.org/10.1109/ASET48392.2020.9118185
  15. Kommeri, J., Niemi, T., & Helin, O. (2020). Energy Efficiency of Server Virtualization. http://www.roylongbottom.org.uk
  16. Korniichuk, M., Karpov, K., Fedotova, I., Kirova, V., Mareev, N., Syzov, D., & Siemens, E. (2018). Impact of Xen and Virtual Box Virtualization Environments on Timing Precision under Stressful Conditions. MATEC Web of Conferences, 208. https://doi.org/10.1051/matecconf/201820802006
  17. Lakhno, V., Alimseitova, Z., Kalaman, Y., Kryvoruchko, O., Desiatko, A., & Kaminskyi, S. (2023). Development of an Information Security System Based on Modeling Distributed Computer Network Vulnerability Indicators of an Informatization Object. International Journal of Electronics and Telecommunications, 69(3), 475–483. https://doi.org/10.24425/ijet.2023.146495
  18. Leite, R., Solis, P., & Alchieri, E. (2019a). Performance analysis of an hyperconverged infrastructure using docker containers and GlusterFS. CLOSER 2019–Proceedings of the 9th International Conference on Cloud Computing and Services Science, 339–346. https://doi.org/10.5220/0007718003390346
  19. Leite, R., Solis, P., & Alchieri, E. (2019b). Performance analysis of an hyperconverged infrastructure using docker containers and GlusterFS. CLOSER 2019–Proceedings of the 9th International Conference on Cloud Computing and Services Science, 339–346. https://doi.org/10.5220/0007718003390346
  20. Livise Aguilar, R. E. (2022). Implementación de una plataforma de virtualización aplicando la metodología OPV para el proceso de gestión de laboratorios académicos en SENATI–contexto COVID-19. https://hdl.handle.net/20.500.13084/6098
  21. Manandhar, R., & Sharma, G. (2021). Virtualization in Distributed System: A Brief Overview. BOHR International Journal of Intelligent Instrumentation and Computing, 1(1), 34–38. https://doi.org/10.54646/BIJIIAC.006
  22. Mochalov, V., Linets, G., & Palkanov, I. (2021). Server Infrastructure Virtualization for Data Centers. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 678(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/678/1/012014
  23. Perumal, K., Mohan, S., Frnda, J., & Divakarachari, P. B. (2022). Dynamic resource provisioning and secured file sharing using virtualization in cloud azure. Journal of Cloud Computing, 11(1). https://doi.org/10.1186/s13677-022-00326-1
  24. Petrov, A. A., Nikiforov, I. V., & Ustinov, S. M. (2022). Algorithm of ESXi cluster migration between different vCenter servers with the ability to rollback. Informatsionno-Upravliaiushchie Sistemy, 2, 20–31. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2022-2-20-31
  25. Sharma, P., Chaufournier, L., Shenoy, P., & Tay, Y. C. (2016, November 28). Containers and virtual machines at scale: A comparative study. Proceedings of the 17th International Middleware Conference, Middleware 2016. https://doi.org/10.1145/2988336.2988337
  26. Uddin, M., Hamdi, M., Alghamdi, A., Alrizq, M., Memon, M. S., Abdelhaq, M., & Alsaqour, R. (2021). Server consolidation: A technique to enhance cloud data center power efficiency and overall cost of ownership. International Journal of Distributed Sensor Networks, 17(3). https://doi.org/10.1177/1550147721997218
  27. Uddin, M., Shah, A., Abubakar, A., & Adeleke, I. (2021). Journal of Power Technologies 94 (2) (2014) 1-10 Implementation of Server virtualization to Build Energy Efficient Data Centers.
  28. Yactayo Sanchez, A. D., Cano Lengua, M. A., & Andrade-Arenas, L. (2023). Server Virtualization: Success Story in a Peruvian Company. International Journal of Engineering Trends and Technology, 71(1), 293–304. https://doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V71I1P226
  29. Yaqub, N. (2012). Comparison of Virtualization Performance: VMWare and KVM.