Infraestructura empresarial completa automatizada con Terraform y Ansible para operaciones críticas en entornos LAN de alta demanda

Universidad Privada Antenor Orrego | Infraestructura como Código | Grupo 5

• El Problema de Negocio
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• Stack Tecnológico
• Infraestructura como Código
• Guía de Instalación
• Estructura del Proyecto
• Monitoreo y Observabilidad
• Equipo del Proyecto
• Roadmap

Las operaciones enfrentan desafíos críticos que impactan directamente la productividad y confiabilidad:

Infraestructura empresarial 100% automatizada que garantiza seguridad y confiabilidad mediante:

🎯 Arquitectura de Tres Capas

• Capa de Presentación (VLAN 10): Servicios de frontend y proxy reverso
• Capa de Aplicación (VLAN 20): Lógica de negocio y mensajería
• Capa de Datos (VLAN 30): Persistencia, caché y procesamiento

🛡️ Seguridad por Diseño

• Segmentación de red mediante VLANs aisladas
• Firewalling entre capas con routers virtuales
• Acceso controlado mediante NAT y reglas iptables
• Sin exposición directa a Internet de servicios críticos

🔄 Confiabilidad Operacional

• Base de datos transaccional PostgreSQL con ACID
• Sistema de caché Redis para alta disponibilidad
• Colas de mensajería RabbitMQ para procesamiento asíncrono
• Monitoreo continuo con Grafana y alertas automatizadas
• Logs centralizados para trazabilidad completa

• Hypervisor bare-metal tipo 1 para máximo rendimiento
• Gestión centralizada de recursos computacionales
• Soporte nativo para VLANs y redes virtuales

• Nginx (10.10.0.1:80): Reverse proxy y balanceador
• Grafana (10.10.2:3000): Dashboards de monitoreo
• Loki: Agregación de logs centralizada

Justificación: Aísla la capa de acceso público/interno del resto de servicios críticos

• RabbitMQ (10.20.0.2:5672): Cola de mensajes para procesamiento asíncrono
• Routers Virtuales: Control de tráfico entre VLANs

Justificación: Desacopla servicios mediante arquitectura orientada a eventos

• Redis (10.30.0.1:6379): Caché de alta velocidad y sesiones
• PostgreSQL (10.30.0.2:5432): Base de datos transaccional ACID
• Cron Jobs: Tareas programadas y mantenimiento
• NTFS (1TB): Almacenamiento compartido para backups

Justificación: Centraliza persistencia con aislamiento de red para máxima seguridad

• Punto único de salida controlado
• Reglas iptables para filtrado de tráfico
• Logging de conexiones salientes

Cliente → DNS Local → Nginx (VLAN 10) 
  → Router → RabbitMQ (VLAN 20)
  → Router → PostgreSQL/Redis (VLAN 30)
  → Log Sync → Loki (VLAN 10) → Grafana

¿Por qué Proxmox?

• Control total sobre hardware sin costos de licenciamiento
• API REST completa para automatización con Terraform
• Soporte empresarial para virtualización en LAN

¿Por qué PostgreSQL?

• Garantías ACID para transacciones financieras
• Extensibilidad y soporte para tipos de datos complejos
• Rendimiento superior en operaciones de lectura/escritura simultáneas

¿Por qué Redis?

• Latencia sub-milisegundo para operaciones críticas
• Persistencia opcional con snapshots
• Soporte nativo para estructuras de datos complejas

Nuestra arquitectura prioriza dos atributos de calidad fundamentales:

Implementación:

• Segmentación de red en 3 VLANs completamente aisladas
• Comunicación inter-VLAN únicamente mediante routers con reglas de firewall
• NAT Instance como único punto de salida a Internet
• Sin exposición directa de servicios de datos (PostgreSQL, Redis) a capas superiores
• Acceso a servicios mediante DNS interno sin resolución externa

Métricas:

• 0 puertos de servicios críticos expuestos a Internet
• 100% del tráfico entre VLANs inspeccionado
• Logs de acceso centralizados para auditoría

Implementación:

• Base de datos PostgreSQL con garantías ACID para consistencia transaccional
• Redis como capa de caché para reducir latencia y carga en BD
• RabbitMQ para procesamiento asíncrono y desacoplamiento de servicios
• Sistema de logs centralizado (Loki) para trazabilidad completa
• Monitoreo activo con Grafana y alertas en tiempo real
• Almacenamiento compartido NTFS para respaldos persistentes

Métricas:

• Latencia <5ms en LAN pura
• Disponibilidad de datos 99.9% mediante replicación de caché
• Tiempo medio de detección de fallos <2 minutos (Grafana)
• Recuperación ante fallos de servicios mediante restart automatizado

TODO el entorno es reproducible mediante código declarativo:

Infraestructura física → Terraform → VMs en Proxmox
Configuración de servicios → Ansible → Servicios productivos
Monitoreo → Dashboards como código → Observabilidad

Gestiona:

• ✅ Creación de VMs en Proxmox con especificaciones exactas
• ✅ Configuración de redes virtuales (VLANs 10, 20, 30)
• ✅ Asignación de recursos (CPU, RAM, almacenamiento)
• ✅ Configuración de routers virtuales y NAT
• ✅ Volúmenes de almacenamiento compartido

Ejemplo de uso:

cd terraform/
terraform init
terraform plan -out=tfplan
terraform apply tfplan

Gestiona:

• ✅ Instalación de servicios (PostgreSQL, Redis, RabbitMQ, Nginx)
• ✅ Configuración de seguridad (firewalls, usuarios, permisos)
• ✅ Despliegue de aplicaciones y dependencias
• ✅ Configuración de monitoreo (agentes, exporters)
• ✅ Inicialización de bases de datos y esquemas

Playbooks principales:

ansible-playbook -i inventory/production site.yml              # Despliegue completo
ansible-playbook -i inventory/production playbooks/database.yml # Solo BD
ansible-playbook -i inventory/production playbooks/monitoring.yml # Solo monitoreo

1. Código → Git Push
2. Terraform Apply → Infraestructura provisionada
3. Ansible Playbooks → Servicios configurados
4. Health Checks → Validación automatizada
5. Grafana → Monitoreo activo

Tiempo total de despliegue desde cero: ~12-15 minutos

# Despliegue completo de entorno
./deploy.sh --env production

# Destrucción segura del entorno
./destroy.sh --confirm

# Backup automatizado
./backup.sh --full

# Restauración desde backup
./restore.sh --timestamp 2025-09-28-1200

• Servidor físico con Proxmox VE 8.x instalado
• Acceso SSH al servidor Proxmox
• Git instalado en máquina de control
• Terraform 1.6+ instalado
• Ansible 2.15+ instalado

git clone https://github.com/grupo5-upao/infraestructura-iac.git
cd infraestructura-iac

# Copiar archivo de variables de ejemplo
cp terraform/terraform.tfvars.example terraform/terraform.tfvars

# Editar con datos de tu entorno Proxmox
nano terraform/terraform.tfvars

Variables requeridas:

proxmox_url = "https://tu-proxmox:8006/api2/json"
proxmox_token_id = "terraform@pam!terraform"
proxmox_token_secret = "tu-secret-token"

cd terraform/
terraform init
terraform validate
terraform plan
terraform apply -auto-approve

Salida esperada:

Apply complete! Resources: 15 added, 0 changed, 0 destroyed.

Outputs:
nginx_ip = "10.10.0.1"
database_ip = "10.30.0.2"
grafana_url = "http://10.10.2:3000"

cd ../ansible/
# Configurar inventario con IPs provisionadas
ansible-playbook -i inventory/production site.yml

# Verificar conectividad de servicios
ansible -i inventory/production all -m ping

# Acceder a Grafana
# http://10.10.2:3000 (admin/admin)

./deploy.sh --full --env production

infrastructure-iac/
├── terraform/                      # Infraestructura como código
│   ├── main.tf                     # Configuración principal
│   ├── variables.tf                # Variables de entrada
│   ├── outputs.tf                  # Outputs de aprovisionamiento
│   ├── providers.tf                # Providers (Proxmox)
│   ├── modules/
│   │   ├── networking/             # VLANs y routers
│   │   ├── compute/                # VMs y contenedores
│   │   └── storage/                # Volúmenes y NFS
│   └── terraform.tfvars            # Valores específicos del entorno
│
├── ansible/                        # Gestión de configuración
│   ├── site.yml                    # Playbook principal
│   ├── playbooks/
│   │   ├── database.yml            # Configuración PostgreSQL
│   │   ├── cache.yml               # Configuración Redis
│   │   ├── messaging.yml           # Configuración RabbitMQ
│   │   ├── proxy.yml               # Configuración Nginx
│   │   └── monitoring.yml          # Configuración Grafana/Loki
│   ├── roles/
│   │   ├── common/                 # Tareas comunes a todos los hosts
│   │   ├── security/               # Hardening y firewalls
│   │   ├── postgresql/             # Rol de base de datos
│   │   ├── redis/                  # Rol de caché
│   │   └── nginx/                  # Rol de proxy
│   └── inventory/
│       ├── production/             # Inventario de producción
│       └── staging/                # Inventario de pruebas
│
├── monitoring/                     # Observabilidad
│   ├── grafana-dashboards/
│   │   ├── infrastructure.json     # Dashboard de infraestructura
│   │   ├── application.json        # Dashboard de aplicación
│   │   └── security.json           # Dashboard de seguridad
│   └── prometheus/
│       └── alerts.yml              # Reglas de alertas
│
├── scripts/                        # Automatización
│   ├── deploy.sh                   # Despliegue completo
│   ├── destroy.sh                  # Destrucción de entorno
│   ├── backup.sh                   # Backup automatizado
│   └── health-check.sh             # Validación de servicios
│
├── docs/                           # Documentación
│   ├── architecture.md             # Decisiones arquitectónicas
│   ├── runbook.md                  # Procedimientos operativos
│   └── troubleshooting.md          # Solución de problemas
│
└── README.md                       # Este archivo

Dashboard de Infraestructura

• CPU, memoria y disco de todas las VMs
• Tráfico de red por VLAN
• Estado de servicios críticos
• Alertas activas

Dashboard de Base de Datos

• Conexiones activas a PostgreSQL
• Queries lentas y bloqueos
• Hit rate de Redis
• Uso de memoria de caché

Dashboard de Aplicación

• Requests por segundo en Nginx
• Latencia de respuesta
• Mensajes en colas de RabbitMQ
• Errores y excepciones

Centralización con Loki:

• Logs de todos los servicios agregados
• Búsqueda y filtrado en tiempo real
• Retención de 30 días
• Alertas basadas en patrones de log

Acceso:

http://10.10.2:3000/explore
Datasource: Loki

Curso: Infraestructura como Código
Grupo: 5

• ALCANTARA RODRIGUEZ, PIERO

• BAUTISTA REYES, LOURDES

• DAVALOS ALFARO, MARISELLA

• LEYVA VALQUI, GABRIEL

• RODRIGUEZ GONZALES, ALEJANDRO

• Arquitectura de 3 capas con VLANs
• Automatización con Terraform y Ansible
• Servicios core (PostgreSQL, Redis, RabbitMQ, Nginx)
• Monitoreo con Grafana

• Cluster de PostgreSQL con replicación maestro-esclavo
• Redis Sentinel para failover automático
• Nginx con balanceo de carga entre múltiples backends
• Backups automatizados diarios con retención de 30 días

• Sitio secundario para recuperación ante desastres
• Replicación asíncrona de datos entre sitios
• Procedimientos automatizados de failover
• RPO < 5 minutos, RTO < 15 minutos

• Arquitectura distribuida entre oficinas
• VPN site-to-site entre ubicaciones
• Base de datos distribuida con sincronización
• Load balancing geográfico

Este proyecto es desarrollado con fines académicos bajo la Universidad Privada Antenor Orrego.

Para consultas sobre este proyecto:

• Email: grupo5.iac@upao.edu.pe
• Repositorio: https://github.com/grupo5-upao/infraestructura-iac

Desarrollado con ❤️ por el Grupo 5 - UPAO
Infraestructura como Código | 2025