Caso práctico de la misión Mars Curiosity de la NASA/JPL

El 26 de noviembre de 2011, la NASA lanzó el Curiosity en un viaje de ocho meses al planeta rojo. Esta misión de perfil alto se enfrentaba a una serie de desafíos que debía superar para tener éxito. En primer lugar, el aterrizaje suponía un enorme desafío porque la masa del Curiosity había hecho insostenibles las aproximaciones de aterrizaje anteriores. Los ingenieros del JPL diseñaron una innovadora técnica de entrada/descenso/aterrizaje que concluía con una maniobra de "grúa aérea" que permitió al Curiosity bajar con suavidad hacia la superficie. La NASA quería asegurarse de que los aficionados de todo el mundo pudieran compartir esta emocionante experiencia proporcionando detalles en tiempo real de la misión, especialmente durante los 7 minutos finales que el vehículo rover tardó en descender a través de la atmósfera marciana y aterrizar en Marte. La disponibilidad, escalabilidad y rendimiento del sitio web mars.jpl.nasa.gov eran absolutamente esenciales durante el aterrizaje. Antes de trabajar con AWS, sostener los cientos de miles de visitantes simultáneos del sitio web habría sido muy difícil, ya que requería una infraestructura de streaming de vídeo en directo y web considerable de la que la NASA/JPL carecía.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA utilizó AWS para transmitir las imágenes y el vídeo asociados con el aterrizaje del Curiosity. La informática en la nube permitió al JPL aprovisionar capacidad con rapidez y aprovechar la nube de AWS para ofrecer atractivas experiencias de Marte al público. Con usuarios públicos de todo el mundo visitando sus sitios, la NASA/JPL entregó sus contenidos desde regiones de AWS de todo el mundo para mejorar la experiencia de los espectadores y escalar la capacidad para satisfacer la demanda global. El uso innovador de Amazon Route 53 y los equilibradores de carga elásticos (ELB) permitió a la NASA/JPL equilibrar la carga en las regiones de AWS y garantizar la disponibilidad de su contenido en todas las circunstancias imaginables. La arquitectura final, desarrollada en colaboración y revisada por la NASA/JPL y Amazon Web Services, proporcionó a la NASA la garantía de que el modelo de despliegue podía escalar, realizar y entregar de forma rentable una experiencia increíble del aterrizaje en otro planeta. Con el incansable objetivo de presentar los datos al público, la NASA/JPL se preparó para ofrecer cientos de gigabits/segundo de tráfico a cientos de miles de espectadores simultáneos.

En pocas semanas, la NASA/JPL fue capaz de diseñar, crear, probar e implementar sus soluciones de streaming de video en vivo y alojamiento web que se habían creado con distintos servicios en AWS. La arquitectura de streaming de video en directo de la NASA/JPL se desarrolló en una combinación de Adobe Flash Media Server, instancias de Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) que ejecutaban la conocida capa de almacenamiento en caché nginx, Elastic Load Balancing, Amazon Route 53 para la administración de DNS y Amazon CloudFront para la entrega de contenido. AWS CloudFormation automatiza la implementación de pilas de infraestructura de streaming de video en vivo en varias zonas de disponibilidad (AZ) y regiones de AWS.

Además, las instancias Amazon EC2 que ejecutan la AMI de Amazon Linux se configuraron mediante scripts de configuración y metadatos de instancias Amazon EC2. Poco después del aterrizaje, la NASA/JPL aprovisionó pilas de infraestructura de AWS, cada una de ellas capaz de gestionar 25 Gbps de tráfico. La NASA/JPL utilizó Amazon CloudWatch para monitorear picos del volumen de tráfico y aprovisionar capacidad adicional en función de la demanda regional. A medida que los volúmenes de tráfico volvían a las horas normales tras el aterrizaje, la NASA/JPL utilizó AWS CloudFormation para reducir el aprovisionamiento de recursos con un solo comando.

El sitio web mars.jpl.nasa.gov se basa en el sistema de administración de contenido (CMS) de código abierto Railo, que se ejecuta en Amazon EC2. Las instancias de Amazon EC2 que ejecutan Gluster en un grupo de volúmenes de Amazon Elastic Block Store (EBS) proporcionan el almacenamiento compartido para Railo a fin de obtener una E/S de disco de rendimiento constantemente alto. El CMS también interactúa con una base de datos multi-AZ MySQL de alta disponibilidad administrada por Amazon Relational Database Service (RDS). El tráfico se reparte entre los servidores de CMS mediante una serie de equilibradores de carga elásticos que utilizan Amazon Route 53 para proporcionar una distribución de tráfico pesado en los ELB. Amazon CloudFront también se utiliza para difundir el tráfico a puntos de presencia en todo el mundo, lo que reduce la latencia para los visitantes internacionales y mejora la escalabilidad general de la solución.

Además, la NASA aprovecha Amazon Simple Workflow Service (Amazon SWF) para copiar las imágenes más recientes de Marte en Amazon S3. Los metadatos se almacenan en Amazon SimpleDB y Amazon SWF activa el aprovisionamiento de las instancias de Amazon EC2 para procesar imágenes a medida que cada transmisión del Curiosity se retransmite a la Tierra. En el diagrama siguiente se muestra la arquitectura web de la NASA/JPL.