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Resumen

En este tutorial se muestra uno de los ejemplos básicos y habituales de desarrollo de aplicaciones en entornos cloud. Se trata de crear una instancia dedicada a la base de datos y otra instancia dedicada a la aplicación. Se verá también la importancia del uso de variables de entorno y los ejemplos se ilustrarán en OpenStack-DI y Google Cloud.

Objetivos

  • Crear instancias con scripts de configuración incial.

  • Crear soluciones que usen varias máquinas virtuales.

  • Usar variables de entorno para evitar exponer datos sensibles.

1. Introducción

En el modelo IaaS (Infrastucture as a Service) de cloud computing el proveedor proporciona a los usuarios recursos de cómputo como servidores, almacenamiento y redes virtuales. Entre las funciones principales destacan:

  • En lugar de adquirir hardware directamente se hace un pago por uso de infraestructura.

  • La infraestructura es escalable en función de las necesidades de procesamiento y almacenamiento.

  • La infraestructura está replicada por lo que no existe un punto único de fallo.

2. Descripción del escenario

En este tutorial se ilustra cómo crear una aplicación que muestra un listado de artículos deportivos obtenidos de una base de datos MySQL. Se trata de desplegar lo siguiente:

  • Una máquina virtual con un servidor MySQL y una base de datos de ejemplo. La base de datos se inicializará a través de un script.

  • Una máquina virtual con un servidor Apache, intérprete PHP y la aplicación que muestra el listado de productos deportivos recuperados de la base de datos de la máquina virtual anterior.

3. Despliegue en OpenStack-DI

OpenStack-DI ofrece Infraestructura como servicio dentro de la red de la UAL. Para conexiones desde el exterior es necesaria una conexión VPN.

3.1. Requisitos previos

3.2. Crear instancia MySQL

Seleccionar Compute | Instances en el menú del proyecto. A continuación pulsar Lanzar instancia. Completar los valores siguientes en los pasos del cuadro de diálogo:

  1. En el paso Detalles introducir el nombre de la instancia (p.e. mysql). Dejar los valores de zona de disponibilidad a nova y count a 1.

    Note

    Las zonas de disponibilidad en OpenStack permiten agrupar los servidores físicos que forman el cloud privado. Actualmente sóla hay definida una única zona, denominada nova.

  2. En el paso Origen se indica cuál es la imagen que se toma de base para crear la instancia o máquina virtual. En este ejemplo seleccionar en el desplegable Seleccionar Origen de arranque el valor Imagen. En la opción Crear nuevo volumen seleccionar No. Seleccionar la imagen Ubuntu 16.04 LTS. El script de instalación, configuración e inicialización de una base de datos que se proporciona está probado en Ubuntu 16.04 LTS

  3. En el paso Sabor se selecciona el tamaño que tendrá la instancia en términos de CPU, RAM y disco. Seleccionar el sabor small.

  4. En el paso Redes se establece la comunicación que tendrá la instancia con el exterior. Seleccionar la red del proyecto si no está seleccionada ya.

  5. Saltar el paso Network ports.

  6. En el paso Grupos de seguridad debe estar seleccionado default. Usaremos este grupo para definir las reglas de acceso a las máquinas virtuales creadas. Otra opción es tener grupos de seguridad diferentes para cada configuración de puertos de cada máquina virtual evitando tener abiertos puertos innecesarios y haciendo un control más fino.

  7. En el paso Par de claves debe estar seleccionada la clave pública SSH subida a OpenStack-DI. Esta clave será inyectada a la instancia en el momento de su creación y permitirá que nos conectemos a ella desde un cliente SSH donde esté la clave privada SSH que empareje con ella.

  8. En el paso Configuración se puede pasar un script que configure la instancia de forma automática tras su creación. En este caso incluiremos este script de instalación de MySQL en Ubuntu con el password que se indica e inicializará una base de datos denominada SG (Sporting Goods) a partir de este script de inicialización de la base de datos de artículos deportivos.

    Script de instalación de MySQL e inicialización con la base de datos SG
    #!/bin/bash
apt-get update (1)
debconf-set-selections <<< 'mysql-server mysql-server/root_password password secret' (2)
debconf-set-selections <<< 'mysql-server mysql-server/root_password_again password secret'
apt-get -y install mysql-server (3)
curl 'https://gist.githubusercontent.com/ualmtorres/eb328b653fcc5964f976b22c320dc10f/raw/448b00c44d7102d66077a393dad555585862f923/init.sql' | mysql -u root -psecret (4)
sed -i 's/bind-address/#bind-address/g' /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf (5)
service mysql restart (6)
mysql -u root -psecret --execute="GRANT ALL ON SG.* TO root@'%' IDENTIFIED BY 'secret'; FLUSH PRIVILEGES"; (7)

    1. Actualización del repositorio de paquetes

    2. Paso de las contraseñas de instalación.

    3. Instalación de MySQL

    4. Descarga del script de inicialización de la base de datos SG y carga en MySQL

    5. Modificación del archivo mysqld.cnf para permitir las conexiones remotas

    6. Permitir el acceso al usuario root a la base de datos SG desde cualquier sitio

    Note

    Se está usando el password secret. Cambiarlo por cualquier otro.

  9. Pulsar Lanzar instancia

    Note

    A pesar de que la instancia esté en estado Ejecutando tardará algunos minutos en estar disponible. OpenStack establece el estado Ejecutando cuando ha iniciado la máquina virtual. Sin embargo, OpenStack está ajeno al proceso de configuración mediante el script de inicialización. Puedes consultar su evolución en el desplegable de la derecha de la máquina virtual seleccionado Ver log y luego pulsando Ver log completo

La instancia con MySQL estará creada y configurada. Por ahora no la probaremos. La probaremos más adelante desde otra máquina para comprobar que la base de datos SG admite conexiones desde fuera.

3.3. Crear instancia PHP

En este apartado crearemos una máquina virtual configurada con lo necesario para servir la aplicación SG. Se trata de configurar un servidor Apache, PHP y clonar el repositorio donde se encuentra la aplicación.

Comenzaremos creando una nueva instancia con los mismos requisitos previos y con los mismos parámetros usados para crear la máquina virtual de MySQL (misma imagen, mismo sabor, redes, clave SSH). Sólo habrá dos diferencias:

  • El nombre de la máquina virtual será appSG

  • El script de inicialización será el siguiente:

#!/bin/bash
apt-get update (1)
apt-get install -y apache2 (2)
sudo apt-get install -y php libapache2-mod-php php-mysql php-mcrypt (3)
sed -i 's/#extension=php_mysqli.dll/extension=php_mysqli.dll/g' /etc/php/7.0/apache2/php.ini (4)
sudo chgrp -R www-data /var/www (5)
sudo chmod -R 775 /var/www
sudo chmod -R g+s /var/www
sudo useradd -G www-data ubuntu
sudo chown -R ubuntu /var/www/
git clone https://github.com/ualmtorres/SGApp.git /var/www/html/SGApp (6)

  1. Actualización del repositorio de paquetes

  2. Instalación de Apache

  3. Instalación de PHP y los paquetes necesarios

  4. Activar MySQLi en PHP

  5. Configuración de los permisos de la carpeta /var/www para el usuario ubuntu

  6. Clonar el repositorio que contiene el código de la aplicación

Note

Este script usa el usuario ubuntu que es el usuario con el que se crean las máquinas vituales Ubuntu en OpenStack-DI.

Asignar una dirección IP flotante y abrir la aplicación en http://<ip>/SGApp. Pasados unos instantes para dar tiempo a que se complete el script de inicialización (Ver log completo de la instancia para ver el progreso) la aplicación estará disponible pero no mostrará datos.

SGAppSinDatos

La aplicación no muestra datos porque las credenciales de acceso a la base de datos no están configuradas en el repositorio que se ha clonado. En el repositorio están configuradas mediante variables de entorno.

$conexion = mysqli_connect(getenv('MYSQL_HOST'), getenv('MYSQL_USER'), getenv('MYSQL_PASSWORD'), "SG");
Tip

Es una buena práctica no introducir credenciales ni valores sensibles en el código. Esos valores podrían quedar expuestos en el historial de versiones del repositorio.

Una forma de hacer esto es mediante el uso de variables de entorno. Así, los valores no quedan expuestos en el código y en función de donde se esté ejecutando (producción, desarrollo, …​) se configurarán las variables de entorno con los valores adecuados para cada entorno.

Para configurar las variables de entorno en la máquina virtual de la aplicación (sgapp) hay que seguir los pasos siguientes:

  1. Obtener la dirección IP fija de la máquina virtual mysql. En el ejemplo de la figura sería 10.0.0.17. Lbasea comunicación entre la máquina virtual de la aplicación y la de la base de datos se realizará por la red del proyecto. No es necesario crear una IP pública para la máquina virtual de MySQL por este motivo.

    SGAppDireccionesIP

  2. Iniciar sesión SSH en la dirección IP de la máquina virtual sgApp. En el ejemplo de la figura sería 192.168.67.2.

  3. Editar el archivo /etc/apache2/envvars para configurar las variables de entorno para la configuración de cada uno (los valores mostrados aquí son propios a la configuración de host, usuario y contraseña seguidos en el tutorial. Pueden diferir)

    ...
export MYSQL_HOST=10.0.0.17
export MYSQL_USER=root
export MYSQL_PASSWORD=secret

  4. Reiniciar el servidor Apache

    $ sudo service apache2 restart

El resultado final debe ser algo así.

SGApp

3.4. Posibles soluciones a posibles problemas

  • Ante problemas con la base de datos (no se sabe si se ha instalado correctamente, no se ha creado la base de datos SG, …​), asignar una dirección IP flotante, iniciar sesión SSH y ver el estado de la base de datos con el cliente mysql de la propia máquina virtual.

  • Para saber si la base de datos SG es accesible desde fuera, instalar el cliente en la máquina virtual sgApp con sudo apt-get install mysql-client y probar la conexión con mysql -h <ip-mysql> -u root -p.

  • Revisar los grupos de seguridad para que los puertos 80 (HTTP) y 22 (SSH) estén abiertos al exterior.

  • Revisar las credenciales en las variables de entorno de /etc/apache2/envvars y reiniciar Apache con sudo service apache2 restart.

  • Activar la presentación de errores PHP modificando el valor de display_errors = On en el archivo /etc/php/7.0/apache2/php.ini y reiniciando Apache después con sudo service apache2 restart.

4. Despliegue en Google Cloud

Compute Engine propociona IaaS en Google Cloud. Veamos cómo hacer en Google Cloud el mismo despliegue de la sección anterior (base de datos SG en MySQL y otra máquina virtual con la aplicación que interactúa con la base de datos).

4.1. Requisitos previos

  • Cuenta creada en Google Cloud

  • Proyecto creado para la asignatura

4.2. Crear instancia MySQL

Seguir el tutorial Creación de una base de datos MySQL en Google Cloud Platform para preparar una instancia MySQL inicializada con la base de datos SG y que sea accesible desde Internet.

4.3. Crear instancia PHP

En este apartado crearemos una máquina virtual configurada con lo necesario para servir la aplicación SG. Se trata de configurar un servidor Apache, PHP y clonar el repositorio donde se encuentra la aplicación.

  1. En el Menú de navegación, en la sección COMPUTE seleccionar Compute Engine | Instancias de VM.

  2. En la barra de herramientas pulsar sobre Crear instancia.

  3. Asignarle el nombre sg-app dejando la región y la zona predeterminadas.

  4. En la sección Configuración de la máquina seleccionar la N1 en el desplegable Serie y g1-small (1 vCPU y 1.7 GB de RAM) en la lista desplegable Tipo de máquina.

  5. En la sección Disco de arranque cambiar la imagen a Ubuntu 16.04 LTS y mantener el disco en 10 GB de tamaño.

  6. En la sección Cortafuegos seleccionar la casilla de verificación Permitir el tráfico HTTP.

    GoogleCloudCrearSGApp

  7. Desplegar Administración, seguridad, discos, redes, único propietario

  8. En la pestaña Administración, en el apartado Secuencia de comandos de inicio incluir el script siguiente:

#!/bin/bash
apt-get update (1)
apt-get install -y apache2 (2)
sudo apt-get install -y php libapache2-mod-php php-mysql php-mcrypt (3)
sed -i 's/#extension=php_mysqli.dll/extension=php_mysqli.dll/g' /etc/php/7.0/apache2/php.ini (4)
git clone https://github.com/ualmtorres/SGApp.git /var/www/html/SGApp (5)

  1. Actualización del repositorio de paquetes

  2. Instalación de Apache

  3. Instalación de PHP y los paquetes necesarios

  4. Activar MySQLi en PHP

  5. Clonar el repositorio que contiene el código de la aplicación

Unos instantes después la instancia estará creada y tendrá una IP externa. Al hacer clic sobre la IP externa aparecerá la página de inicio de Apache.

Al añadir /SGApp a la dirección IP en el navegador se mostrará la aplicación pero sin datos.

GoogleCloudSGAppSinDatos

La aplicación no muestra datos porque las credenciales de acceso a la base de datos no están configuradas en el repositorio que hemos clonado. En el repositorio están configuradas mediante variables de entorno.

$conexion = mysqli_connect(getenv('MYSQL_HOST'), getenv('MYSQL_USER'), getenv('MYSQL_PASSWORD'), "SG");

Para configurar las variables de entorno en la máquina virtual de la aplicación (sg-app) hay que seguir los pasos siguientes:

  1. Obtener la dirección IP pública de MySQL (En el tutorial MySQL se configuró con una IP pública y acceso desde cuaqluier IP). Está disponible en el Menú de navegación, sección BASES DE DATOS | SQL. En el ejemplo de la figura sería 34.122.xxx.xxx

    GoogleCloudIPMySQL

  2. Iniciar sesión SSH en la máquina virtual sg-app disponible en Compute Engine | Instancias de VM del Menú de navegación. Editar el archivo /etc/apache2/envvars para configurar las variables de entorno para la configuración de cada uno (los valores mostrados aquí son propios a la configuración de host, usuario y contraseña seguidos en el tutorial)

    ...
export MYSQL_HOST=34.122.xxx.xxx
export MYSQL_USER=xxx
export MYSQL_PASSWORD=xxx

  3. Reiniciar el servidor Apache

    $ sudo service apache2 restart

El resultado final debe ser algo así.

GoogleCloudSGApp