UNIDAD ZACATENCO DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED DE COMPUTADORAS THIN CLIENT UTILIZANDO LTSP, PXE Y GNU/LINUX T E S I S

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED DE COMPUTADORAS THIN CLIENT UTILIZANDO LTSP, PXE Y GNU/LINUX T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA P R E S E N T A : FRAGOSO BARRERA CARLOS FERNANDO ASESORES: ING. IGNACIO DIAZ SANDOVAL ING. ARTURO ROLANDO ROJAS SALGADO MEXICO, DF. MAYO 2013

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3 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED DE COMPUTADORAS THIN-CLIENT UTILIZANDO LTSP, PXE Y GNU/LINUX

4 Índice de Contenido Índice de Contenido Objetivos: i ii Justificación: iii Introducción vi Antecedentes de GNU y Linux LTSP Thin-Client Fat-Client Arranque por red Servidor X (X11) Window Manager (WM) Desktop Environment (DE) Capítulo 1 Antecedentes de GNU/Linux Capítulo 2 Tecnología VDI Maquina Virtual (VM) Virtualización de escritorio Capítulo 3 Propuesta de solución con LTSP Planteamiento Diseño del servidor Diseño de los clientes Sistema operativo Instalación del Sistema Operativo Actualización del sistema operativo Instalación de LTSP Costos del proyecto Configuración de red Configuración del servidor LTSP Configuración de arranque (thin-clients) Configuración de BIOS Configuración de thin-client Capítulo 4 - Configuración del sistema Capítulo 5 - Resultados obtenidos Conclusiones y Recomendaciones Glosario Bibliografía Anexos. i

5 Objetivos: Generales: Diseñar una red de terminales de consulta o de ofimática para zonas de poco o difícil acceso a tecnologías de la información, la cual esté integrada por terminales ligeras conocidas formalmente como Thin Client mismas que utilicen los recursos de hardware y software de un servidor de computo. Particulares: Utilizar el protocolo de arranque por Ethernet PXE para cargar el sistema operativo de las terminales, Proveer, mediante LTSP, a las terminales con una interfaz gráfica de usuario o GUI (Graphic User Interface) necesaria para ser utilizable por usuarios regulares dentro de un ambiente productivo real. Utilizar software libre para la implementación de la red. Utilizar un sistema operativo GNU/Linux para el diseño del servidor. ii

6 Justificación: Actualmente el desarrollo acelerado de la tecnología ha permitido que cada día más personas tengan herramientas que permiten tener acceso a la información. Gracias a este comportamiento se puede contar con equipos de cómputo a menor costo, sin embargo no todos los sectores de la sociedad cuentan con los recursos para obtener siquiera la más económica de las computadoras que se venden, dando como resultado que una importante parte de la población en México no pueda utilizar las tecnologías de la información. Esto es un problema si se considera la gran cantidad de información a la que se puede acceder mediante un equipo de cómputo. Desde cursar una carrera profesional en línea, hasta la consulta simple de noticias que pueden tener un impacto muy importante en la toma de decisiones críticas de un país, como puede ser la elección de un nuevo gobierno. Se puede dar cuenta del impacto que esto puede tener al revisar las cifras dadas por el INEGI de hogares que cuentan con una computadora y conexión a Internet entre los años 2001 a (Tabla 1.1) De acuerdo a estas cifras en 2001 sólo el 11% del total de hogares en todo el país tenía acceso a una computadora. Mientras que sólo el 6% tenían conexión a Internet. En 2011 sólo 30% de los hogares totales en el país tenían acceso a una computadora. Mientras que en el mismo año 23% de los hogares tenían acceso a Internet. Las zonas más afectadas por esta falta de acceso a la tecnología son Chiapas, Oaxaca y Guerrero con menos de 150,000 hogares con acceso a una computadora, lo cual indica más de un 80% de hogares que no tienen acceso a una computadora y mucho menos a Internet (Tabla 1.2). Esta brecha tecnológica no solo tiene como consecuencia el aislamiento de comunidades completas, también representa un atraso económico para la región y en general para la nación, por lo que es un problema crítico que requiere de una solución inmediata. El crecimiento tecnológico tiene como consecuencia la generación desmedida de equipos de cómputo obsoletos que son desechados sin ningún control, generando toneladas de basura electrónica año con año. Una gran cantidad de estos desechos son enviados a países con economías emergentes (tercermundistas) como donativo, sin embargo un 90% de estos equipos no son re-utilizables, por lo que son quemados provocando la contaminación del suelo y agua, repercutiendo en la salud de los habitantes de estas zonas. iii

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8 Hogares con computadora por entidad federativa, 2011 Entidad federativa Sí tiene Absolutos Por ciento Estados Unidos Mexicanos Chiapas Oaxaca Guerrero Tlaxcala Michoacán de Ocampo Veracruz de Ignacio de la Llave Guanajuato Hidalgo Puebla Tabasco San Luis Potosí Zacatecas Campeche México Yucatán Nayarit Durango Sinaloa Morelos Chihuahua Jalisco Querétaro Coahuila de Zaragoza Tamaulipas Colima Aguascalientes Nuevo León Quintana Roo Sonora Baja California Baja California Sur Distrito Federal Nota: Cifras preliminares al mes de abril. No tiene Absolutos Por ciento Fuente: INEGI, Módulo sobre Disponibilidad y Uso de las Tecnologías de la Información en los Hogares. Fecha de actualización: Jueves 2 de agosto de 2012 Tabla Hogares con computadora por entidad federativa, v

9 Introducción En el presente proyecto se presenta el diseño y la implementación de una red de computadoras denominadas thin-client que funcionan en conjunto con un servidor central que les provee los recursos de software y hardware necesarios para realizar todo tipo de tareas que un usuario común pueda necesitar. El primer capítulo contiene los antecedentes históricos de GNU y Linux, un resumen sobre los sistemas operativos GNU/Linux, sus características y funcionamiento. Se resumen los principios sobre el arranque por red en equipos de cómputo y los diferentes tipos de terminales para este fin. En el capítulo dos se presentan las opciones comerciales existentes para montar una VDI o Virtual Desktop Infrastructure (Infraestructura de Escritorio Virtual). Se comparan sus características, ventajas y desventajas. En el capítulo tres se detalla el diseño del servidor y los clientes de computo, así como los costos de los equipos. Se abordan los aspectos más básicos como es la instalación del sistema operativo GNU/Linux, así como la instalación de la plataforma LTSP o Proyecto ServidorTerminal Linux por sus siglas en ingles. En el capítulo cuatro se realizan las configuraciones del sistema empleando las herramientas gráficas con las que se cuenta, pero también se establece la forma en que se puede realizar la misma configuración desde una consola del sistema. En el capítulo cinco se presentan los resultados de realizar las instalaciones y configuraciones de los capítulos anteriores. Se incluyen fotografías de la red realizada en el desarrollo del proyecto. Por último se presentan las conclusiones, con un análisis comparativo entre los costos de la solución propuesta en este proyecto contra las soluciones comerciales existentes en el mercado. También se exponen las limitaciones del sistema y sus posibles mejoras. El siguiente trabajo incluye también las imágenes y configuraciones realizadas en la instalación y configuración del servidor y terminales. Se incluye la bibliografía y anexos correspondientes. vi

10 Capítulo 1 Antecedentes de GNU/Linux Objetivo específico: Establecer los conceptos teóricos necesarios para respaldar y delimitar el proyecto. Presentar una breve introducción a los sistemas operativos GNU/Linux así como el origen de estos. 1

11 Antecedentes de GNU y Linux A través de los años se han realizado diferentes esfuerzos para contar con herramientas que permiten el uso eficiente de la computadora. Qué es GNU/Linux? En realidad son dos proyectos completamente diferentes, GNU y Linux. Estos surgen a principios de 1980 y 1991 respectivamente, por lo que se tiene que hablar de estos individualmente y enseguida establecer la relación de estos dos y como llegaron a ser lo que son actualmente. GNU Es un acrónimo recursivo que significa GNU is Not UNIX. Es el nombre de un proyecto que inicia en 1980 en manos de Richard Stallman quien buscaba devolver el espíritu de cooperación que existía en la comunidad computacional de los años 70 donde los desarrolladores de software cooperaban entre ellos y compartían el código fuente del software que realizaban. El logotipo oficial del proyecto es la cabeza de un Ñu tal como se ve en la figura 1.1. Figura 1.1 Logotipo del proyecto GNU (GNU in Not Unix). Es en los años 80's cuando todo cambió y prácticamente todo el software era privativo lo cual implicaba que los desarrolladores no tenían ningún derecho sobre sus creaciones y no existía más la cooperación entre ellos. Esto hizo necesaria la creación del proyecto GNU que tendría como objetivo principal crear un nuevo sistema operativo alternativo a los ya existentes. 2

12 Dado que para que un usuario pueda utilizar una computadora es necesario que eta tenga instalado un sistema operativo y ya que todo el software era privativo, cualquiera que quisiera usar su computador tendría que recurrir al uso de software privativo, aceptando los términos y condiciones de uso, lo cual en general resta libertad a los usuarios impidiendo que este modifique o comparta dicho sistema ni las aplicaciones que se quieran utilizar. Entonces lo primero que se necesitaba crear era un nuevo sistema operativo, basado en UNIX ya que este ya existía y contaba con una base sólida de usuarios y era portátil, lo que significaba que podrían usarlo en prácticamente cualquier equipo de cómputo existente de la época que utilizara UNIX. Para lograr esta tarea se creó la Free Software Foundation en 1985 con el objetivo de financiar la creación de todo el software requerido por el nuevo sistema operativo GNU para que este pudiera ser utilizable por cualquier persona, desde editores de texto, interfaz gráfica y software de correo, hasta juegos y demás utilidades destinadas para el usuario final. Así como otorgarle una base legal al proyecto, con el fin de proteger la libertad del software creado. LINUX Para 1990 ya se contaba con una propuesta viable a los sistemas operativos privativos y se contaba con una base fuerte de software esencial, sin embargo hacía falta una parte crítica para completar el objetivo principal de la creación de GNU : el núcleo del sistema. Si bien ya existían y se podían usar los programas, no se contaba con un núcleo que permitiera implementarlos en conjunto para formar el sistema operativo final. Es entonces que en 1991, Linus Benedict Torvalds, cansado del software privado y los sistemas operativos cerrados, inicia un proyecto para crear su propia versión de MINIX, un sistema operativo didáctico, clon de UNIX, creado por Andrew S. Tanenbaum en 1987 con el objetivo de ser utilizado para enseñar el diseño y funcionamiento de un sistema operativo en la Vrije Universiteit de Ámsterdam. En la figura 1.2 se encuentra la mascota oficial del proyecto, este pingüino tiene su origen en 1996 cuando se lanzó un concurso para elegir el logotipo oficial de Linux. Su creador Larry Ewing entro al concurso con este diseño, inspirado por el mismo Torvalds quien tiene una afición a estos animales. De las tres etapas de selección, en ninguna resulto elegido como ganador, sin embargo se decidió adoptar como mascota oficial de Linux. 3

13 Figura 1.2 Tux, mascota oficial del núcleo Linux. Es en 1992 cuando Linus Torvalds libera el código de Linux, nombre que recibiría finalmente su núcleo, bajo la licencia GNU GPL escrita por Richard Stallman para la Free Software Foundation, estableciendo así la primera relación entre GNU y Linux. Para 1993, con ayuda de más de 100 desarrolladores de software se logra adaptar el núcleo Linux y el sistema GNU, logrando este último finalmente resolver el problema de no tener núcleo del sistema. En la figura 1.3 encontramos el logotipo de GNU/Linux que representa a ambos proyectos unidos. Figura 1.3 Imagen de GNU/Linux En los años que siguen el desarrollo de GNU/Linux presenta un crecimiento acelerado para un Sistema Operativo que inició, en palabras de Torvalds como solo un pasatiempo ( just a hobby, won't be big and professional like gnu ). 4

14 El núcleo Linux ha evolucionado desde su versión 0.1 en 1991 hasta su más reciente serie 3.x en 2013 gracias al apoyo que recibió por parte del proyecto GNU. Actualmente se cuenta con la versión 3.2 en la mayoría de las distribuciones GNU/Linux más importantes. Entre los colaboradores mas importantes se encuentran empresas como Intel e IBM quienes aportan una cantidad importante de soporte y código al núcleo de GNU/Linux. Este crecimiento inesperado se ve reflejado en el desarrollo de las diferentes variaciones del sistema y el uso extendido que tiene en diversas áreas de desarrollo, desde centros de cómputo avanzado, centros de investigación, hasta en los sitios web más importantes actualmente como es Google, quienes tienen una base de servidores de búsqueda, todos funcionando con Ubuntu GNU/Linux. LTSP El Proyecto Servidor-Terminal Linux (Linux Terminal Server Proyect) por sus siglas en ingles, es un conjunto de herramientas y programas que permiten transformar cualquier instalación de un sistema operativo GNU/Linux normal, comúnmente conocida como de escritorio en un sistema operativo servidor-terminal o terminal server. En la figura 1.4 se encuentra el logotipo del proyecto. Figura 1.4 Logotipo del proyecto LTSP. Este conjunto de herramientas permite que computadoras de bajos recursos, puedan ser utilizadas como thin-client. A diferencia de otros sistemas de clientes-terminal, LTSP es considerada como la mejor opción para ser utilizada en un ambiente productivo ya que es más sencillo darle mantenimiento. La ventaja principal que tiene LTSP por encima de las otras soluciones de clientes-terminal es la forma en la que carga el sistema dentro de los clientes. Otros sistemas funcionan mediante la instalación de un sistema operativo mínimo que luego permite cargar el sistema dentro del servidor, sin embargo esto presenta algunos inconvenientes, el principal es que requiere de mucha más atención y mantenimiento del sistema operativo de carga en cada una de las terminales. 5

15 El otro inconveniente es que requiere que todas las terminales posean alguna unidad de almacenamiento física como un disco duro donde se instala el sistema mínimo y desde donde carga este mismo. Por si mismo poseer una unidad de almacenamiento puede ser considerada una vulnerabilidad del sistema, ya que si este se dañara, esta terminal quedaría inhabilitada y se requeriría reemplazar, lo cual representa un gasto extra y es justo lo que se quiere evitar con este proyecto. Por otro lado LTSP tiene la gran ventaja que no requiere que se instale ningún tipo de software para realizar la carga del sistema operativo, de hecho no requiere que las terminales posean ninguna unidad de almacenamiento físico, disco duro o lector de discos. Para que este funcione dentro de los thin-client se requiere que cuenten con una interfaz de red Ethernet. Esto es gracias a que LTSP solo requiere que los equipos ( thin-client ) que se quieren conectar se comuniquen a través de una interfaz de red Ethernet A diferencia de los otro sistemas, LTSP hace uso de PXE como protocolo de arranque para realizar la carga completa del sistema operativo en el clientes-terminal, lo cual elimina la necesidad de cargar un sistema aparte dentro de una unidad de disco local, reduciendo los costos en equipo y el tiempo de mantenimiento de las terminales. En general el proceso de arranque de una terminal mediante LTSP es como sigue. 1. El cliente arranca el sistema mediante el protocolo PXE (Pre-eXecution Environment). 2. PXE solicita una dirección IP al servidor DHCP local. 3. El servidor DHCP envía información adicional al cliente y descarga una imagen Linux initramfs vía TFTP a la memoria RAM del cliente. 4. El cliente arranca la imagen Linux descargada, realiza la detección de hardware y se conecta al servidor LTSP. A partir de este punto todas la operaciones de inicio de sesión, autenticación de nombres de usuario y contraseña, lanzar aplicaciones, cargar páginas web todas son realizadas completamente por el servidor en lugar de los clientes mediante SSH. 6

16 El servidor LTSP se encarga de enviar la información gráfica de lo que se debe de mostrar en pantalla en cada servidor mediante la conexión de red. Cada cliente es capaz de abrir la misma aplicación sin apenas restar memoria al servidor, ya que en esencia la aplicación es cargada una sola vez en el servidor y lo único que se esta realizando es referenciar la llamada de las librerías de la aplicación al cliente que las solicita. De esta forma se pueden tener conectadas 50 terminales thin-client a un solo servidor y en cada una se puede ejecutar un editor de texto como LibreOffice sin disminuir la cantidad de memoria RAM disponible en el servidor, ni afectar el desempeño de las terminales ya que todo el procesamiento se realiza en el servidor. Como se explica antes, la carga del sistema operativo en los thin-client se realiza mediante la interfaz de red. Dado que estos equipos suelen no tener instalada una unidad de almacenamiento, el sistema operativo de las terminales reside dentro de un servidor-terminal. Este sistema operativo es una versión reducida de GNU/Linux optimizada para arrancar desde una interfaz de red y se le conoce como chroot environment o ambiente chroot. El chroot environment es básicamente el lugar donde se aloja el sistema operativo mínimo para los thin-client. Este se aloja normalmente dentro del directorio /opt/ltsp/ en el servidor-terminal. Esta característica permite que convivan equipos de diferentes arquitecturas dentro de la misma red, arrancando desde el mismo servidor LTSP, todas compartiendo el mismo servidor independientemente de la arquitectura de este último. Para lograr esto último se crean directorios para cada una de las arquitecturas existentes en la red dentro del directorio /opt/ltsp/, por ejemplo /opt/ltsp/ppc/ para terminales PowerPC y otro /opt/ltsp/i386/ para terminales con procesadores de arquitectura Intel de 32 bits. Es muy importante tener presente este directorio ya que todos los cambios que se quieran realizar al ambiente chroot de las terminales se tiene que realizar en este directorio mediante el uso del comando chroot. Thin-Client Es el nombre con el que se conocen a las computadoras con características de hardware limitadas por lo que dependen de otra computadora más robusta conocida como servidor para poder realizar las tareas más básicas. Por lo general este tipo de terminales no poseen unidades de almacenamiento internas como lo pueden ser un disco duro (HDD) o una unidad 7

17 de estado sólido (SSD) y en algunos casos tampoco cuentan con lectores de CD o DVD, sustituyendo estos periféricos con lectores de memorias (MemoryStick, SD, microsd, MMC) y puertos USB, siendo estos los más importantes debido a la gran cantidad de dispositivos que funcionan bajo este protocolo de comunicación. Esta falta de dispositivos de almacenamiento permite reducir el tamaño físico que ocupan las terminales, así como reducir el consumo energético de estas. La configuración de hardware mínima para poder instalar y arrancar un sistema operativo GNU/Linux orientado para máquinas viejas, como lo es la distribución DSL (Damn Small Linux) consiste en un procesador 486DX y 16 MB de memoria RAM. Esta configuración permite realizar tareas muy básicas, como pueden ser editores de texto sencillos y visualizar imágenes pequeñas. Estas limitaciones junto con una interfaz de usuario poco amigable para los usuarios promedio exigen que se utilice un sistema operativo más robusto que pueda cargar una interfaz de usuario más amigable, vistosa y sencilla. Afortunada y desafortunadamente gracias al paso acelerado con el que se actualizan los equipos de cómputo permite encontrar computadoras con características de hardware mejores que lo antes mencionado. Los requerimientos mínimos para un thin-client consistirán en un procesador de al menos 600 MHz de velocidad y 128 MB de memoria RAM. Un equipo de estas características puede funcionar bajo el esquema de LTSP como thin-client pero estaría limitado a realizar tareas básicas como edición de texto, visualizar imágenes y navegación de Internet. Para aumentar las prestaciones del thin-client es deseable contar con un procesador más rápido, rondando en frecuencias de operación arriba de 800Mhz y una cantidad de memoria RAM superior a los 128 MB, idealmente 256MB. A primera vista se puede pensar que equipos con estas características resultan obsoletos comparados con los equipos mas modernos que podemos encontrar en el mercado hoy en día. Sin embargo no solo se tiene que que considerar la cantidad de dinero que costaría un equipo de computo tradicional, también se deben considerar los costos relacionados a la adquisición de este tipo de terminales, el espacio físico necesario para la cantidad de terminales requeridas y si se justifica la inversión según el uso que se le va a dar a estas computadoras. Ademas cada cliente que este en funcionamiento consumirá una determinada cantidad de energía incrementando los costos de operación cuando se cuenta con múltiples terminales funcionando al mismo tiempo. En la figura 1.5 se encuentra una comparativa de tamaño entre un thin-client Clientron U700 y una computadora tradicional. 8

18 Figura 1.5 Comparativa de tamaño entre PC tradicional y un thin-client (Clientron U700). El objetivo principal para la existencia de este tipo de equipos ( thin-client ) son los bajos costos que representan en un esquema de red donde se requieren una gran cantidad de terminales y donde las tareas que desempeñaran estos no son de alta demanda de recursos. Estas al tener un mínimo de hardware representan un gasto mucho menor comparado con los equipos de cómputo tradicionales, sin contar el ahorro que se puede lograr en tiempo de mantenimiento ya que los thin-clients al funcionar desde un servidor principal, solo se tiene que dar mantenimiento a dicho servidor. También cuando se requiera de aumentar el número de clientes o mejorar el rendimiento de los ya existentes, solo es necesario actualizar los componentes de un solo equipo, un solo procesador, un solo modulo de memoria RAM, un solo disco duro, etc. Actualmente se encuentran en el mercado equipos tipo thin-client integrados dentro de una sola placa madre o motherboard, resguardados dentro de un contenedor o gabinete de tamaños mínimos. Un ejemplo de estos equipos son las terminales C50LE de la marca Wyse que permiten realizar arranque por red y pueden ser montadas en la parte trasera de la pantalla con la que se esta trabajando como se puede ver en la figura 1.6. Figura 1.6 Thin-client marca Wyse modelo C50LE 9

19 El precio de estos equipos tipo thin-client puede variar dependiendo de la marca, el hardware y el software con el que estos funcionen. Por ejemplo el precio de los equipos que se muestran en la figura 1.6 de la marca Dell Wyse ronda entre los $ y $ USD o lo que equivale a $ MN y $ MN. Se puede observar que estos pueden costar tanto como un equipo tradicional. Esto es debido a que los equipos thin-client ensamblados previamente por empresas como Dell están orientados a soluciones empresariales y cuentan con software especializado, así como de unidades de almacenamiento interno. La gran ventaja que ofrecen estos equipos es el consumo energético que ofrecen, siendo mínimo, comparado con equipos de prestaciones similares. Esto es gracias a los procesadores de bajo consumo con los que son construidos, en este caso de la marca VIA (figura 1.6) y a la alta integración de todos los componentes e interfaces de comunicación que requiere en una sola placa de circuito, lo cual incrementa su precio en el mercado. Por otro lado no es complicado diseñar un thin-client y resulta muy conveniente poder realizar el diseño de estos ya que se pueden adaptar de acuerdo a las necesidades del proyecto donde se quiere implementar este tipo de equipos, ademas de contar con la posibilidad de reutilizar hardware en desuso, con lo cual se evita gastar dinero en la compra de nuevos equipos o componentes. Fat-Client Estos son equipos de cómputo con mejores características de hardware que los thin-client. Cuentan con procesadores más rápidos con frecuencias de operación arriba de 1GHz y cantidades de memoria RAM mayores a 1GB. Actualmente se puede hablar de fat-client de gama baja y de gama alta. Dentro de los equipos de gama baja se consideran equipos que permiten realizar trabajos de ofimática y algo de multimedia básica (no edición de video), así como navegación de Internet. Los equipos de gama alta son computadoras que no solo permiten realizar tareas de oficina, multimedia, Internet, además permiten realizar edición de video, ejecutar aplicaciones de alta demanda gráfica como son juegos y películas en alta definición, así como aplicaciones matemáticas las cuales requieren de un alto poder de procesamiento. Estos últimos son muy adecuados para realizar todo tipo de tareas, sin embargo su costo puede ser muy alto dependiendo de la marca de sus componentes. 10

20 Una de las características más importantes es que estos equipos ya tienen instalados unidades de almacenamiento, ya sea magnético (HDD) o sólido (SSD). Aunque estos equipos podrían tener su propio sistema operativo independiente, se mantiene el concepto de los thin-client y por lo general solo se destina solo para realizar la instalación de aplicaciones locales independientes del chroot environment alojado dentro del servidor terminal. La principal diferencia que tienen con respecto a los thin-client es que estos utilizan su propia memoria RAM y CPU (procesador) para ejecutar los programas y aplicaciones instaladas de forma local, el servidor solo va a funcionar como medio de arranque del sistema operativo en red y como medio de almacenamiento de las demás aplicaciones no instaladas de forma local en el disco duro del fat-client. Otra gran ventaja que tienen los fat-clients sobre los thin-clients es que gracias a esa unidad de almacenamiento con la que cuentan se puede realizar la instalación de un sistema operativo de emergencia que no requiera estar conectado a un servidor terminal para poder utilizarlo. De hecho esto puede ser muy conveniente en esquemas de red donde sea inaceptable que los equipos dejen de funcionar por alguna falla de la red o por tareas de mantenimiento, o donde se requiera que las terminales puedan realizar tareas más demandantes sin afectar el rendimiento del servidor permitiendo así que mas thin-clients puedan conectarse al mismo servidor. Arranque por red Es una técnica que consiste en que una computadora sea capaz de ejecutar el código bootstrap o de arranque alojado dentro de una memoria de tipo no volátil, como puede ser un chip de memoria ROM. Dicho código permitirá que la computadora se comunique con un servidor para obtener los archivos de carga del sistema operativo. El objetivo original detrás de este diseño era evitar el uso de discos duros. En el pasado la tecnología con la que se construían estos medios de almacenamiento no era la más adecuada para determinados ambientes como era las fábricas donde las altas temperaturas o las condiciones de humedad dañaban estos dispositivos y no era costeable perder ninguna unidad, sin contar la información almacenada dentro de este que se perdería completamente. Aun hoy en día con los últimos avances en tecnología, los medios de almacenamiento magnético como los discos duros siguen siendo vulnerables en dichos escenarios debido a su naturaleza mecánica. 11

21 Otra de las razones para utilizar el arranque por red es reducir los costos de mantenimiento de los equipos ya que al no contar con un sistema operativo en cada una de las terminales, solo es necesario dar mantenimiento al servidor. Finalmente este esquema de arranque permite flexibilidad en la red al poder arrancar distintos sistemas operativos en cada una de las terminales, sin ser necesario realizar la instalación del nuevo sistema, solo bastaría con conectarse al servidor indicado y elegir entre sistemas operativos. En términos generales, para que una computadora pueda realizar el arranque del sistema operativo desde la red, esta debe cumplir con 3 requisitos: 1. Identidad en la red 2. Imagen del sistema 3. Sistema de archivos. Si se considera que en una red de trabajo, por ejemplo de una oficina, se tendrán múltiples terminales conectadas y estas son similares, se requerirá una forma de identificar a cada una de ellas. La primera forma que se tiene de identificar a las terminales que componen la red es mediante su dirección física o dirección Ethernet, mejor conocida como dirección MAC o dirección de Control de Acceso al Medio por sus siglas en ingles (Media Access Control address). La dirección MAC es un código hexadecimal de 48 bits que es asignado por el fabricante de dicha tarjeta de red durante el proceso de manufactura, esta identifica a los dispositivos de red por fabricante y por modelo. Enseguida se necesita una dirección de red IP para poder entablar la comunicación con el servidor y realizar la descarga de los archivos necesarios. Dada una dirección física (MAC) se hace uso del protocolo de arranque y DHCP, siglas en ingles de Protocolo de Configuración Dinámica de Huésped. El cliente o terminal envía una petición de dirección de red que esta llega a todos los equipos conectados a la misma red. Si existe un servidor de arranque dentro de la red este responderá asignándole a esa dirección física una dirección de red e información sobre el servidor al que se tiene que conectar y la ubicación de la imagen del sistema que tiene que descargar. Obtenida la dirección de red el cliente o terminal procede a realizar la descarga de la imagen de sistema y ejecutarla. Esto se realiza mediante el protocolo de transferencia TFPT (Protocolo de transferencia de archivos trivial). 12

22 Finalmente, con la imagen del sistema descargada en la memoria del cliente, este procede a realizar la carga del mismo. Este es uno de los métodos mediante el cual una computadora puede realizar el arranque del sistema desde un servidor en una red. Actualmente existen diferentes métodos para lograr el mismo objetivo en computadoras cuyas tarjetas de red no poseen la capacidad de realizar el arranque desde red ya que no cuentan con soporte de PXE. En estos casos se debe de recurrir a un medio alterno que permita cargar el bootloader para realizar la carga del sistema por la interfaz de red. Un cargador de arranque o bootloader es un programa diseñado exclusivamente para preparar todo lo que necesita el sistema operativo para funcionar. Este sistema de arranque alterno se llama gpxe y es un bootloader que permite ser cargado dentro de las terminales desde prácticamente cualquier forma, ya sea que se puede cargar desde una memoria USB o pendrive, cargarlo desde una imagen de CD e incluso existe la posibilidad de cargarlo directamente a la memoria EPROM de la tarjeta de red substituyendo el software original que esta contenga, otorgándola de un firmware mas nuevo y capaz de utilizar la interfaz como medio de arranque, sin embargo esta opción es la menos utilizada debido a que requiere equipo especializado para leer y escribir el software dentro de la memoria EPROM. PXE ( Preboot Execution Environment) Por sus iniciales en ingles de Entorno de ejecución de prearranque, es un entorno para arrancar un sistema operativo en los equipos de cómputo desde una interfaz de red, independientemente de los medios físicos con los que se pueda o no contar como son los discos duros o los lectores de CD. Este método de carga fue desarrollado por Intel en PXE hace uso de varios protocolos de comunicaciones por red como IP, UDP y TFTP con los cuales se establece la comunicación entre el servidor y los clientes de una red PXE. El proceso de arranque inicia con el cliente PXE intentado comunicarse con un servidor de PXE para poder obtener la información necesaria sobre el servidor de arranque. En cuanto el servidor escucha al cliente, le responde con la información necesaria para entablar una comunicación, le provee de una dirección de red así como de la ruta donde se encuentra alojada la imagen del sistema, la cual procederá a descargar. Finalmente se ejecuta el bootstrap y se tiene un sistema operativo cargado desde la interfaz de red. 13

23 El protocolo hace uso de una versión especial de DHCP y TFTP con pequeñas modificaciones para diferenciarlos de sus versiones convencionales. En el caso del DHCP este es una versión extendida que permite enviar paquetes DHCPDISCOVER, estos paquetes contienen información extra para indicar que el equipo que lo esta enviando se trata de un cliente con soporte de PXE y por lo tanto solo los servidores PXE que estén en funcionamiento serán capaces de responder a la petición con un paquete DHCPOFFER extendido, mientras que los demás servidores de DHCP ignoraran este paquete extendido. Servidor X (X11) El servidor X11, definido así por ser la versión 11 la más actual, es un software de computadora y protocolo de red que provee las bases para la implementación de una GUI o Interfaz Gráfica de Usuario con la cual el usuario pueda interactuar con el hardware de la computadora, es el encargado de administrar los dispositivos conectados en el equipo, así como permitir el esquema de trabajo mediante ventanas y escritorio en una computadora. También funciona como capa intermedia entre el software y el hardware de esta proveyendo un set común de comandos e instrucciones generales que permitirán a otros programas funcionar independientemente del hardware en el equipo. Como protocolo de red permite el inició de sesiones remotas en equipos de cómputo conectados en red. Window Manager (WM) Si bien el servidor X11 provee de las primitivas para desplegar interfaces de usuario básicas, es el Window Manager o Administrador de ventanas quien definirá la forma en la que se dibujan las ventanas y el modo en el que se comportaran los bordes de estas, la barra te título para identificarlas, así como la forma y el tamaño, si se puede cambiar de tamaño e incluso proveen menús desde donde se pueden iniciar programas y desde donde se puede configurar el sistema. Generalmente un WM no tiene la funcionalidad de dibujar íconos en el escritorio, esta tarea se le delega a los denominados Desktop Environment o Ambientes de escritorio. Sin embargo esta función puede ser agregada mediante el uso de una aplicación externa. Es esta misma falta de funciones extra la que caracteriza a los WM, siendo estos muy poco exigentes de recursos de la computadora. 14

24 Dada la variedad de opciones que existen de WM se clasifican en 3 categorías principales de acuerdo a la forma en la que organizan las ventanas en el escritorio. Stacking WM o de apilamiento: Provee de un escritorio de trabajo tradicional, siguiendo la metáfora de un escritorio físico utilizado en los Sistemas Operativos mas comunes como Windows o OSX. Las ventanas de los programas se organizan como si se trataran de hojas de papel, las cuales pueden ser apiladas una encima de la otra. Algunos ejemplos son: Enlightenment, Fluxbox, IceWM, Metacity, Openbox, Xfwm. Tiling WM o de mosaico): A diferencia de los OS tradicionales, las ventanas se organizan en toda la pantalla evitando así que una ventana traslape a la otra. En cuanto se abre una ventana nueva, el espacio de trabajo se reparte entre las ventanas existentes y estas a su vez cambian de tamaño para ajustarse al espacio disponible. Se hace uso extensivo de atajos de teclado para navegar entre estas siendo innecesario el uso del mouse. Ejemplos de este tipo son: dswm, Ion3, Notion, WMFS. Dynamic WM o dinámico: Este tipo de administrador de ventanas puede cambia de forma dinámica la manera en que organiza las ventanas, apilando las ventanas una encima de otra o en forma de mosaicos permitiendo repartir el espacio disponible entre las ventanas e incluso organizarlas de forma mezclada apilando las ventanas y a su vez acomodándolas como mosaico. Ejemplos de este son: awesome, catwm, dwm, echinus, i3, Musca, wmii, Wingo. Desktop Environment (DE) A diferencia de los Window Manager estos le otorgan una funcionalidad más avanzada al usuario del sistema operativo y una mejor interacción con los recursos de esta facilitando el acceso a los programas y/o documentos mediante el uso de diversos recursos que los WM no poseen como lo son los íconos, ventanas, barras de herramientas, fondos de escritorio, widgets de escritorio, etc. 15

25 El ambiente de escritorio generalmente esta provisto de un WM predeterminado, así como de aplicaciones y utilidades propias de este. Si bien el usuario es libre de utilizar el escritorio que desee, es importante considerar que las aplicaciones impulsadas por determinado proyecto (Desktop Environment) podrán ser utilizadas en otro siempre y cuando se instalen las librerías necesarias, ocupando más espacio en el disco duro del sistema. También hay que tomar en cuenta que las aplicaciones propias de un DE (Desktop environment) tendrán una mejor integración con el sistema al que fueron diseñadas evitando así incongruencias en la apariencia y manejo del sistema. Algunos de los ambientes de escritorio mas reconocidos son: GNOME Mate Cinnamon KDE XFCE Los más utilizados hoy en día son GNOME y KDE gracias a que son impulsados por los Sistemas Operativos más utilizados a nivel de usuario dentro de la comunidad GNU/Linux. Estos los encontraremos preinstalados dentro de las distribuciones mas importantes actualmente como son Ubuntu de Canonical, Fedora de RedHat y Linux Mint. En lo general encontramos que los ambientes de escritorio nos entregaran una experiencia de usuario similar, sin embargo existen claras diferencias visuales entre cada una de ellas. A continuación se detallara sobre cada uno de los ambientes de escritorio principales. GNOME El proyecto GNOME inicia en 1997 por los estudiantes mexicanos Miguel de Icaza y Federico Mena. Su objetivo era producir un ambiente de escritorio completamente libre. Actualmente es el ambiente de escritorio mas popular entre los usuarios de los sistemas operativos GNU/Linux y UNIX alrededor del mundo. El proyecto esta mantenido tanto por desarrolladores voluntarios y desarrolladores con un salario. 16

26 Este proyecto es una colaboración internacional que tiene como objetivo el desarrollo de un framework, aplicaciones de escritorio, así como el desarrollo de las aplicaciones que se encargan de administrar la ejecución de aplicaciones, organización de archivos y la gestión de ventanas de aplicaciones. La primera versión del escritorio GNOME 1.0 fue lanzada en En Junio del 2002 alcanza la versión 2.0 siendo esta la primera actualización importante basada en GTK2. El proyecto se mantiene dentro de la serie 2.x hasta Septiembre del 2010 con la versión Se aprecian apreciar las diferencias visuales entre la versión 2.6 (Figura 1.7) y la 2.12 (Figura 1.8) de GNOME, siendo la principal el cambio en el motor de las ventanas agregando un tema visualmente mas atractivo y configurable. El motor que dibuja las ventanas en el escritorio esta basado en otro proyecto interno de GNOME llamado GTK+. En las versiones de la serie 2.x se utiliza GTK+2.0. No es hasta el lanzamiento de las versiones 3.0 del escritorio GNOME que se emplea GTK+3.0 aportando mejoras visuales para las ventanas en el escritorio. En Abril del 2011 marca el final de una etapa para el proyecto GNOME e inicia una transición para implementar una nueva interfaz más moderna implementando un framework con un nuevo diseño. El nuevo proyecto ahora es conocido como GNOME Shell 3.0 (Figura 1.9). Figura 1.7 Sencillo escritorio GNOME

27 Figura 1.8 Escritorio GNOME Figura 1.9 El nuevo escritorio GNOME Shell

28 GNOME Shell ahora implementa las librerías de GTK+3.0 con mejoras visuales y con soporte para equipos con paneles táctiles. Actualmente la versión mas actual es la 3.8 (Figura 1.10) lanzada en Marzo del 2013 con cambios en las aplicaciones y componentes principales. Figura 1.10 Escritorio GNOME Shell

29 Capítulo 2 Tecnología VDI Objetivo específico: Presentar un resumen de las soluciones existentes para entornos de trabajo donde se requiera utilizar equipos como thin-client, cuales son sus características, ventajas y desventajas. 20

30 Maquina Virtual (VM) Una maquina virtual o VM (Virtual Machine) por sus siglas en ingles es un software que simula una computadora física y puede ejecutar aplicaciones como una computadora real, todo este dentro de una computadora física real. Una de las características principales de una VM es que los procesos que se ejecutan dentro de estas están limitados por los recursos asignados a la maquina virtual. El sistema operativo que se esta ejecutando dentro de una maquina virtual solo puede acceder a una cantidad limitada de recursos de la computadora real determinada al momento de crear y configurar la maquina virtual. De forma similar los procesos que son ejecutados dentro de la maquina virtual no pueden escapar de esta y por tanto no pueden afectar al sistema operativo anfitrión donde esta instalada la maquina virtual. Las maquinas virtuales se clasifican en dos categorías según su funcionamiento y su grado de equivalencia con respecto a una computadora real. Maquinas virtuales de sistemas. Maquinas virtuales de proceso. Las máquinas virtuales de sistema o maquinas virtuales de hardware que permiten la instalación de numerosas maquinas virtuales, cada una ejecutando un sistema operativo diferente dentro de una misma computadora física. Estas están completamente aisladas unas de las otras así como del sistema operativo anfitrión por lo que son muy útiles para probar sistemas operativos nuevos sin la necesidad y el riesgo de afectar al que ya tenemos instalado en el equipo físico. Al software que permite la virtualización se le llama monitor de maquina virtual o hypervisor. Este hypervisor puede ser ejecutado desde un sistema operativo anfitrión o directamente sobre el hardware de la computadora física. Las grandes desventajas que presenta el esquema de maquina virtual de sistema son que el desempeño de los sistemas operativos virtualizados es mucho menor comparado con el desempeño de los mismos instalados de forma directa en la misma computadora. Esto se debe a que la maquina virtual es mas lenta accediendo al hardware de la computadora física ya que lo hace de forma indirecta. La otra desventaja se presenta cuando se están ejecutando múltiples maquinas virtuales dentro de un mismo equipo físico. 21

31 El desempeño de estas puede variar de forma significativa volviéndose inestable en algunos casos donde determinada maquina virtual este acaparando la mayor parte del tiempo de procesador del equipo físico dejando al resto de maquinas virtuales con menor tiempo de procesador y por lo tanto haciéndolas lentas. El principal motivo para implementar la instalación de maquinas virtuales en lugar de hacerlo en computadoras independientes es el ahorro de espacio físico y para aprovechar las computadoras existentes para realizar tareas independientemente del sistema operativo que posean. En este ultimo se encuentra el caso de ejecutar programas exclusivos de determinado sistema operativo dentro de la misma computadora sin necesidad de adquirir nuevo equipo. Las maquinas virtuales de procesos o maquinas virtuales de aplicación son similares a una aplicación común dentro de cualquier sistema operativo anfitrión y solo alojan un solo proceso. Este ambiente virtual es creado cuando se ejecuta una aplicación y se destruye cuando esta se cierra. El propósito para la creación de este tipo de maquinas virtuales es que proveen de un ambiente de programación independiente del hardware y del sistema operativo permitiendo a un programa determinado ser ejecutado de forma similar en cualquier plataforma. Este tipo de maquinas virtuales se volvió muy popular debido a la creación del lenguaje de programación Java que funciona implementando una maquina virtual java. Otros ejemplos de lenguajes de programación basados en maquinas virtuales de proceso son Parrot y la tecnología.net de Microsoft. De forma similar a las maquinas virtuales de sistema las maquinas virtuales de proceso tiene como gran desventaja la velocidad del sistema o aplicaciones. Las maquinas virtuales en general agregan gran complejidad a los sistemas en tiempo de ejecución. Esto se refleja en la velocidad de las aplicaciones haciéndolas lentas. Virtualización de escritorio Es un término relativamente nuevo que describe el proceso mediante el cual se separa el escritorio (como el área de trabajo dentro de un sistema de cómputo) que engloba los datos y programas que utiliza el usuario para trabajar, de la maquina física. Bajo este concepto el escritorio virtualizado es almacenado de forma remota en un servidor central en lugar de estar alojado dentro de una unidad de almacenamiento en la computadora del usuario. 22

32 Esto implica que cuando los usuarios trabajan desde una computadora todos los programas, aplicaciones, procesos y datos personales son almacenados y ejecutados de forma centralizada en el servidor remoto permitiendo que el usuario acceda a sus archivos y programas desde cualquier equipo conectado remotamente al servidor donde esta alojado su escritorio virtual. Este tipo de sistemas están orientados para que la experiencia del usuario sea la mas cercana a estar utilizando una computadora tradicional pero desde un dispositivo mucho mas ligero o de forma remota fuera del área de trabajo. Otra de las ventajas que presentan este tipo de sistema es la la capacidad de conmutar sesiones de cliente entrantes en sistemas de escritorio compartido o convertir aplicaciones en servicios. Actualmente a este tipo de redes donde se implementan escritorios de trabajo virtuales se les conoce como VDI por las siglas en inglés de Infraestructura de escritorio virtual. Este esquema consiste comúnmente en la instalación de un sistema operativo de escritorio dentro de lo que se conoce como una VM o Maquina virtual que se esta ejecutando dentro de un servidor central o remoto. Entre las opciones de software comerciales existentes en el mercado para VDI encontramos XenDesktop de la empresa CITRIX quienes ofrecen un servicio de VDI bajo demanda para aplicaciones en entornos de trabajo robustos. Entre sus principales ventajas se encuentra la posibilidad para que los usuarios puedan acceder a sus entornos de escritorio virtuales usando cualquier dispositivo móvil actual como son smartphones y/o tablet's lo cual brinda mucha flexibilidad al permitir que los usuarios puedan expandir su área de trabajo a donde sea que tengan conexión a Internet y un equipo móvil o computadora portátil. El segundo aspecto importante de este producto es la posibilidad de no solo proveer de un entorno de escritorio completo a los usuarios, sino también la posibilidad de proveer aplicaciones individuales a los usuarios permitiendo así diversificar el esquema de VDI de acuerdo a las necesidades de cada usuario, permitiendo que cada uno posea un perfil personalizado. Microsoft por su parte tiene una solución de VDI basada en servidor con el sistema operativo Windows Server. En su versión 2012 se ofrecen servicios de escritorio remoto y de hypervisor. Una de las ventajas que ofrece la propuesta de Microsoft es que provee una solo plataforma para proveer cualquier tipo de sistema de forma simple y rápida. 23

33 El segundo aspecto en el que destaca es la posibilidad de ofrecer diferentes tipos de servicios de escritorio remoto, teniendo como opciones servicios de escritorio completo, máquinas virtuales individuales o de grupo desde una sola plataforma. El común de estas soluciones de escritorio virtual es que requieren de la adquisición de licencias por períodos de tiempo determinados, que en la mayoría de los casos pueden resultar costosas y dependiendo del tamaño del proyecto donde se requiera implementar estas pueden resultar sobradas para proyectos pequeños donde no se justificaría el costo de estos productos. Como ejemplo se tienen los costos derivados del despliegue de una red VDI con XenDesktop : Licencias para usuario/dispositivo. Licencias para el servidor. Licencias para cada maquina virtual Windows. (Microsoft Windows Assurance). Costo del servidor. Es importante notar que debido a que cada cliente virtual requiere de una maquina virtual con su propio sistema operativo instalado, cada uno de estos requiere de una licencia de uso Microsoft Windows Assurance. El precio de cada licencia es aproximadamente de $55.00 USD y requiere renovación anual. De acuerdo con la empresa CITRIX el precio de cada licencia XenDesktop por usuario o dispositivo oscila entre $ y $ USD incluyendo el costo de licencia para servidor. En la tabla se muestra un resumen de los costos para determinada cantidad de clientes o usuarios. En la tercera columna se suman los costos de licencias Microsoft Windows Assurance (MWA). Los precios están dados en dolares. Numero de usuarios Licencias de usuario Licencias de usuario+mwa 50 $17, $20, $35, $40, $175, $202, $350, $405, $1,750, $2,025, Tabla Costos aproximados de licencias con XenDesktop. 24

34 Otra característica de estas soluciones comerciales es que los clientes o thin-client empleados en esquemas de VDI requieren de un medió de almacenamiento interno mediante el cual se realiza la carga del programa de maquina virtual que permite la conexión con el servidor. Esto representa una gran desventaja ya que al integrar unidades de almacenamiento las terminales elevan sus costos y el software empleado en estas no es gratuito se necesita adquirir licencias para su uso, lo cual limita su implementación a solo el software que provee la empresa. Este es el caso de la mayoría de las terminales de la marca Dell Wyse las cuales poseen sistemas operativos propios de la empresa o incluso sistemas operativos Windows Embebido desde donde se realiza la carga del visor de maquina virtual. A diferencia de las opciones descritas anteriormente, al emplear software libre y GNU/Linux se pueden reducir los costos de licenciamiento ya que el empleo de las herramientas necesarias para su implementación funcionan bajo licencia GPL (Licencia Pública General) lo cual permite su libre uso. Otro de los aspectos importantes que hay que tomar en cuenta, es que las soluciones comerciales requieren que los equipos a emplear como thin-client tengan instalado un sistema operativo completo y que se cumplan con ciertos requerimientos de hardware para poder ejecutar el cliente de la maquina virtual o escritorio remoto, lo cual se refleja nuevamente en un incremento en los costos de implementación que no se ven justificados para proyectos donde se requieren pocas terminales o incluso donde se tiene un numero limitado de equipos que funcionen como thin-clients. En el esquema de thin-clients empleando LTSP se puede montar una red de thin-clients y un servidor-terminal aun cuando se cuenten con recursos de hardware limitados, reutilizando equipos de pocos recursos para hacer la tarea de thin-clients, ya que estos solo requieren un mínimo de memoria RAM y una interfaz de red cableada para funcionar de forma correcta. 25

35 Capítulo 3 Propuesta de solución con LTSP Objetivo específico: Describir de forma general la propuesta para resolver el problema planteado en la justificación del proyecto. 26

36 Planteamiento Para la problemática planteada al inicio, se propone una solución basada en LTSP y arranque de red por PXE utilizando GNU/Linux y en software libre. La decisión para no utilizar software privativo es con el fin de demostrar la capacidad que tiene el software libre de cubrir las necesidades de los usuarios promedio en un ambiente de trabajo real. La propuesta consiste en una red de computadores de bajos recursos, estos pueden ser equipos obsoletos o descontinuados que se dejan de utilizar debido a la demanda de memoria y recursos de los nuevos sistemas operativos tanto comerciales como los no comerciales. No se limita a utilizar estos tipos de equipos, también es plausible realizar el diseño de un equipo de bajo consumo utilizando procesadores sencillos de nueva generación, así como placas base el tipo microatx. Dentro de la red existe una computadora de tipo high-end o de alto desempeño que funcionará como el servidor de LTSP y desde donde se realizara la carga del sistema operativo de las terminales o thin-client. El servidor funciona con un sistema operativo GNU/Linux de 64bits y debe contar con al menos 2 interfaces de red Ethernet, una para la conexión a Internet y otra para conectar los thin-client. En la figura 3.1 se encuentra el esquema general de la red descrita anteriormente. Figura 3.1 Propuesta de la red para solución con LTSP. 27

37 Desarrollo de la propuesta A continuación se detallan los aspectos referentes al hardware y al software requerido tanto en el servidor como en los clientes. Las configuraciones descritas a continuación corresponden a las características recomendadas en la documentación referente a LTSP. Diseño del servidor Se comienza con el servidor, siendo este la parte más importante de un esquema de red LSTP/PXE. La configuración de hardware que se elija para este afectará directamente el desempeño de los thin-client. Los aspectos más importantes para construir un servidor lo más adecuado son un procesador rápido multinúcleo para atender múltiples tareas en el menor tiempo, suficiente memoria RAM, de preferencia de alta velocidad y finalmente dos tarjetas de red Ethernet a 100 Mbps. Lo anterior solo considera la capacidad para atender los thin-client, además también se requiere de una placa madre o mejor conocida como motherboard donde se deben montar los componentes antes mencionados así como de una fuente de poder o PSU (Power Supply Unit) adecuada para alimentar de corriente a el servidor. La cantidad aproximada de memoria RAM necesaria para atender un número determinado de clientes se determina con la formula siguiente. 256 (192 clientes)= MB Considerando esto se propone el diseño de un servidor para LTSP que pueda manejar 20 thin-client de forma fluida con las siguientes especificaciones. Procesador: Intel Core i5 3.0 GHz. RAM: 1333 MHz. Motherboard: Socket LGA1155 / Doble tarjeta de red. Disco duro (HDD): RPM. PSU: W En el caso del gabinete donde se ensamblaran la placa base (motherboard) y el resto de los componentes, es importante que se encuentre debidamente ventilado, si bien la carga de trabajo no será demasiado demandante, es conveniente conservar una buena temperatura del equipo para tener un buen desempeño. 28

38 Diseño de los clientes En el caso de los clientes solo se requiere que estos cumplan con dos aspectos importantes para su uso como thin-client. El primero es el procesador, el esquema de LTSP pude soportar clientes con procesadores i386 o PowerPC con frecuencias de funcionamiento desde 300MHz, sin embargo se recomienda que la frecuencia del procesador se encuentre entre 800Mhz y 1Ghz o superior, para obtener un funcionamiento más fluido de las terminales. Del lado de la memoria RAM no es necesario que posea grandes cantidades de memoria, gracias a que todo el trabajo se realiza desde el servidor, una terminal con 64 MB de memoria RAM es adecuada para funcionar de forma correcta con LTSP. Equipos con menor cantidad de memoria podrían ver afectado su funcionamiento, afectando la fluidez con la que el usuario maneja el sistema. En el mejor de los casos es deseable que los thin-client dispongan entre 128 y 256 MB de memoria RAM. También se recomienda que las terminales posean una tarjeta de video con 2 MB de memoria, esto es por que si bien el thin-client no realizara las tareas directamente con su procesador, si necesita desplegar en pantalla la interfaz de usuario y los programas que ejecute el usuario, tarea que se destina al procesador gráfico o GPU. El último aspecto que se tiene que tomar en consideración es que el equipo posea una tarjeta de red capaz de realizar el proceso de arranque del sistema desde esta interfaz. En resumen las características de hardware que deben cumplir son como siguen. Componentes principales: Procesador: Compatible mayor a 600Mhz RAM: > 128 MB Motherboard: Indiferente Disco duro (HDD): Ninguno PSU: Genérica Componentes como lectores de discos y memorias no son necesarios, sin embargo es recomendado que cuenten con estos ya que aumenta el valor de uso de las terminales para los usuarios. Es importante aclarar que estos requerimientos para los clientes son considerando uno de los objetivos del proyecto que es reciclar equipo de cómputo que ya no se usa, o que a sido clasificado como obsoleto. 29

39 Si se quiere utilizar hardware nuevo, se puede recurrir a los nuevos equipos embebidos que consisten en placas base (motherboard) con un procesador de nueva generación integrado directamente en la placa, la cual cuenta con todos los puertos necesarios para una computadora de escritorio. El factor decisivo entre utilizar equipos fuera de uso o elegir por comprar equipos nuevos radica principalmente en el consumo de energía que tienen los nuevos procesadores, mucho menor que los procesadores de generaciones anteriores, lo cual también es importante considerar ya que los equipos reciclados consumirán algo mas de energía que los equipos nuevos y por consecuencia disiparan mas calor, factor que se refleja de forma importante en el desempeño del equipo en general. En la Tabla se encuentra una comparativa entre dos modelos de ambos familias de procesadores, Atom y Pentium 4. Comparativa entre procesadores Atom vs Pentium 4 Nombre del procesador Intel Atom N2800 Intel Pentium 4 Nombre clave Cedarview Prescott Salida al mercado Q4'2011 Q2'04 Tipo de bus DMI FSB Numero de núcleos 2 1 Número de hilos 4 2 Velocidad de reloj 1.86 GHz 3 GHz Set de instrucciones 64-bit 64-bit Tecnología de construcción 32nm 90nm TDP máximo 6.5 W 84 W 531 Tabla Comparativa entre Atom vs Pentium 4. Fuente: Como lo demuestra la tabla anterior el consumo de energía de los nuevos procesadores de la serie Atom es mucho menor comparado con los Pentium 4. Esta diferencia es gracias a la implementación de nuevos procesos de fabricación de 32nm que permiten reducir el tamaño de los dispositivos y por consecuencia se reduce el calor que disipan, incluso mejorando su rendimiento contra los Pentium 4. 30

40 Con las características de hardware descritas anteriormente para los thin-client es más que suficiente para desempeñar trabajos sencillos de oficina, creación de documentos en un editor de texto, realizar presentaciones, navegar por Internet, ver videos, escuchar música, etc. Básicamente se logran cubrir las necesidades primordiales de un usuario promedio que busca utilizar la computadora para trabajos y tareas sencillos. Esto no significa que no se puedan realizar tareas más demandantes o que se puedan ejecutar aplicaciones de edición de video o incluso ejecutar algunos juegos. Este último aspecto no se va a tocar dentro de este trabajo, pero no esta de más decir que es posible diseñar thin-clients con capacidades gráficas mas robustas, solo basta con proveerle de procesadores gráficos o GPU's a cada una de las terminales. Debido a que las terminales de la misma arquitectura comparten el mismo ambiente chroot es necesario que en caso de querer instalar tarjetas aceleradoras de gráficos, todas sean compatibles, es decir que sean del mismo fabricante y de la misma serie. Para que esta configuración funcione también será necesario realizar una instalación de LTSP diferente con respecto a los thin-clients y convertirlos en fat-clients esto con el fin de utilizar un medio de almacenamiento fijo en cada terminal donde se puedan instalar de forma independiente los controladores necesarios para las tarjetas aceleradoras de gráficos. En este sentido, representa una gran ventaja al adquirir procesadores Intel Atom ya que estos integran un procesador gráfico, que si bien no esta destinado a realizar tareas de alto rendimiento, si permitirá mejorar en gran medida el rendimiento de las terminales permitiendo que estas puedan ejecutar una mayor cantidad de aplicaciones en pantalla o que procesen video con mejor calidad. Esto último es debido a que si bien las terminales no están realizando el procesamiento de los datos ejecutados por las aplicaciones, aun tiene que mostrar en pantalla todo lo que envía el servidor. Al trabajar con mas aplicaciones en pantalla al mismo tiempo se esta demandando mas trabajo al procesador de nuestro thin-client afectando el desempeño en general de las terminales. 31

41 Sistema operativo Con las especificaciones de hardware descritas anteriormente, se procede a la instalación del sistema operativo del servidor, como se recordara, solo tenemos que instalar el sistema operativo dentro del equipo que proveerá del poder de procesamiento a las terminales ligeras. A continuación se detalla el procedimiento de instalación del sistema operativo GNU/Linux Ubuntu LTS (Long Term Support) en su versión de escritorio de 64bits (x64). Se recomienda que el sistema operativo a instalar en el servidor sea compatible con la arquitectura de 64bits esto con el fin de que el sistema soporte cantidades de memoria RAM mayores a los 4 GB, ya que versiones de 32bits solo pueden identificar y utilizar hasta poco menos de 4GB. Sistema operativo del servidor Primero se tiene que descargar la imagen de disco ISO desde la pagina oficial de Ubuntu (http://www.ubuntu.com/download/desktop). Se elige la versión mas nueva disponible, que para el momento que se realiza este documento es la versión Se recomienda ampliamente descargar e instalar la versión LTS mas actual (Figura 3.1.1) ya que esta asegura soporte y actualizaciones de seguridad por los próximos 4 años después de su lanzamiento. Figura Descarga de la imagen ISO de Ubuntu Con la imagen del sistema operativo descargada, anteriormente se procedía a grabarla en un disco compacto o CD, pero debido al rápido crecimiento de sus características, esta se ah hecho mas robusta ocupando su imagen arriba de 800 MB por lo que no es posible grabarla en un CD de 700 MB convencional. Para resolver este problema se copian los archivos contenidos en la imagen descargada dentro de una memoria USB para arrancar el sistema desde esta. El procedimiento para realizar esta tarea de detalla a continuación. 32

42 Creación del USB de arranque Para poder cargar la imagen de nuestro sistema operativo dentro de un pendrive lo podemos realizar desde Windows y/o desde GNU/Linux con el programa Unetbootin. Se descarga el software desde la pagina de sus desarrolladores (http://unetbootin.sourceforge.net/). Se hace doble clic en el archivo descargado y en el caso de hacerlo desde un sistema operativo GNU/Linux pedirá introducir la clave de administrador. En la ventana principal de la aplicación se selecciona el origen desde donde queremos cargar la imagen ISO. Se selecciona la opción Diskimage y la opción ISO como muestra la figura Figura UNetbootin seleccionando origen de la imagen Haciendo clic en el botón de explorar se elige la imagen de Ubuntu previamente descargada como en la figura Se selecciona la unidad USB donde se requiere cargar la imagen del sistema y se da clic en el botón OK como se muestra en la figura para iniciar la instalación en la unidad USB. 33

43 Figura UNetbootin seleccionando la unidad USB para instalación. Figura UNetbootin procesando imagen en USB Una barra de porcentaje indicará el porcentaje del proceso de copiado tal como se ilustra en la figura Terminada la instalación el programa dará aviso de que se ah realizado la copia de los archivos satisfactoriamente y dará la opción de reiniciar el equipo o simplemente salir del programa. Se elige la opción de salir del programa. (Figura 3.1.5). 34

44 Figura UNetbootin finalizando el proceso de copia en la memoria USB. Instalación del Sistema Operativo A continuación se realiza la instalación del sistema operativo del servidor. En este caso se instala una versión de escritorio que posteriormente se transformará en una instalación de servidor mediante la instalación de los paquetes de aplicaciones de servidor, proceso que se detalla mas adelante. Configuración de BIOS UEFI Se procede a configurar el BIOS del servidor para arrancar desde la memoria USB. Dentro de este apartado es necesario aclarar una de las nuevas características que se encuentran al momento de configurar la BIOS del servidor. Anteriormente los equipos poseían una simple interfaz de configuración que permitía realizar cambios básicos en la forma que la computadora realizaba el proceso de arranque. Normalmente poseía una opción la cual permitía cambiar entre los dispositivos desde donde hacer el proceso de arranque, sin embargo, con la llegada de nuevos equipos en los últimos 3 años se cuenta con una BIOS muy distinta que de hecho en algunos casos estará mas alejada a lo que se conoce como BIOS tradicional. En la mayoría de los casos se encontrara una interfaz similar a la que se muestra en la siguiente imagen (Figura 3.1.6). En esta se despliega información detallada del funcionamiento del equipo referente al hardware que se tiene instalado. 35

45 Figura Menú de configuración UEFI Imagen del UEFI saliendo y salvando cambios. 36

46 En la parte inferior se encuentra una lista con los dispositivos desde los cuales puede arrancar el sistema, ya sean unidades de almacenamiento como memorias USB o discos duros, así como las interfaces de red disponibles y el lector de DVD. Solo se tiene que posicionar el apuntador con el ratón sobre los íconos en pantalla para identificar el medio desde donde se va a realizar el arranque de USB. Se arrastra el ícono correspondiente a la memoria USB a la primera posición de la lista, se guardan los cambios y se sale del UEFI (Figura ). Creación de particiones Al iniciar el sistema desde la memoria USB aparece el menú de arranque del sistema. Se selecciona la opción de instalar y el idioma del sistema (Figura 3.1.8), si bien por lo general en equipos de tipo servidor usualmente se utiliza idioma Ingles, el usuario es libre de configurar el sistema en el idioma que prefiera. Para este trabajo se utiliza el idioma Ingles. Figura Asistente de instalación del sistema. Si se cuenta con una conexión a Internet en el equipo es recomendable habilitar las opciones para descargar e instalar actualizaciones, dependiendo de la velocidad de nuestra conexión esto puede extender el tiempo de instalación de nuestro sistema. Si no se elije esta opción, mas adelante en este trabajo se muestra la forma de actualizar el sistema. 37

47 Se presiona el botón siguiente y aparecen mas opciones sobre la forma en la que se quiere instalar el sistema operativo como se muestra en la imagen de la figura En este caso el servidor no va a compartir el disco duro con ningún otro sistema operativo por lo que lo recomendable es elegir la primera opción Erase disk and install Ubuntu es decir dar formato completo al disco duro e iniciar la instalación. Esto permite facilitar mucho el proceso de instalación liberando al usuario de más trabajo ya que el asistente realizará todas las tareas de particionado que se requieran. Figura Asistente de instalación del sistema. Si se desea particionar el disco duro de forma diferente, solo basta con seleccionar la última opción Do something else y dar en siguiente (Figura 3.1.9), esto abrirá una nueva ventana donde se pueden crear las particiones de acuerdo a nuestras necesidades (Figuras , ). Se tienen que considerar crear como mínimo 2 particiones, una del tipo EXT4 donde se instalaran los archivos del sistema y una partición del tipo swap o de intercambio. El proceso de creación de estas particiones es como sigue. 1. Se crea una partición primaria de tipo Ext4 al inicio del disco en el punto de montaje raíz / (Figura ). Esta debe tener un tamaño mínimo recomendado de 8GB. 38

48 2. Se crea una partición secundaria de tipo swap o de intercambio al final del disco (Figura ). Esta se recomienda tenga un tamaño de el doble de memoria RAM del equipo si este solo cuenta con 1GB de memoria. De lo contrario se consideran 1.5GB. Figura Creación de la partición primaria del sistema. Figura Creación de la partición de intercambio. 39

49 Finalmente se hace clic a siguiente y se inicia la instalación de los archivos del sistema, al mismo tiempo el programa de instalación pide información para la configuración inicial del equipo. Al completar la instalación se reinicia el equipo desde la unidad interna o disco duro. Actualización del sistema operativo Para realizar esta tarea se requiere que el equipo este conectado a una red con acceso a Internet, de preferencia una conexión cableada de banda ancha. Estando en el escritorio del sistema, se ubica la barra de aplicaciones del lado izquierdo desde la cual podemos acceder a programas y carpetas. En la parte superior encontramos el menú del sistema conocido como Dash home. En la figura se marca la ubicación del dash home. Figura Menú principal de Unity o Dash home Se da clic en este y se escribe la palabra terminal y ejecutamos la aplicación de la terminal haciendo clic en el icono que se indica en la figura Figura Abrimos el emulador de shell o Terminal Se abre una ventana de color negro, esta es la terminal o consola del sistema, desde la cual se puede administrar todos los aspectos referentes al funcionamiento de sistema. En seguida se muestra como realizar la actualización del sistema mediante una consola. 40

50 En la ventana de la consola se escribe lo siguiente para iniciar la actualización. La secuencia de imágenes de la figura ilustran el proceso. $sudo apt get update && sudo apt get upgrade Se escribe la contraseña que se configuró al instalar el sistema, esta es la clave de administrador del sistema con la cual se realizan tareas de administración. a) Actualizar repositorios. b) Descarga de repositorios finalizada. c) Actualizar paquetes instalados. d) Descarga de actualizaciones. e) Instalación de actualizaciones terminada. Figura Actualización del sistema desde terminal. 41

51 Instalación de LTSP Ahora se procede a realizar la instalación de los paquetes necesarios para convertir la instalación de escritorio en un servidor LTSP. Esto es muy sencillo y solo requiere usar nuevamente la consola de comandos del sistema. Se introduce en la terminal el siguiente código para instalar los paquetes necesarios. $sudo apt get install ltsp server $sudo apt get install ltsp server standalone Estos paquetes engloban una serie de herramientas que permiten el funcionamiento del servidor LTSP. Los paquetes que se instalan son los siguientes. ldm-server: Componentes principales para administrador de pantalla de LTSP Envuelve el tráfico de X11 en un túnel de SSH para proporcionar un mecanismo de registro seguro a los clientes remotos. ltspfs: Sistema de archivos remoto para thin-clients basado en FUSE ssh: Instala el cliente y servidor OpenSSH tftpd-hpa: Protocolo de transferencia de archivos de imágenes de arranque por PXE isc-dhcp-server Servidor ICS de DHCP para asignación automática de direcciones IP El sistema se encarga de realizar la descarga de los paquetes necesarios desde los servidores oficiales mejor conocidos como repositorios de software. Seguidamente realiza la instalación y configuración de los paquetes. Terminada la instalación de los paquetes en la consola de comandos no debe de mostrar ningún mensaje de error. En caso contrario se debe revisar la configuración de red y comprobar que se tenga acceso a Internet en el equipo. 42

52 Costos del proyecto Los costos de implementación de este proyecto se dividen principalmente en el diseño del servidor, en el diseño de las terminales y en el equipo de comunicaciones requerido para conectar los thin-client al servidor LTSP. Enseguida se detallan los costos de todo el hardware empleado en el desarrollo de este proyecto. En la tabla se resumen las características de hardware del servidor. Componente Modelo Procesador: Tarjeta madre: Tarjeta de Video: Memoria RAM: Disco Duro (HDD): Fuente de Poder (PSU): Precio Intel Core i5-2500k 3.3 Ghz $ MN ASUS P8Z77-M $ MN Nvidia GTX 560 SE $ MN Kingston HyperX 4GB $ MN Segate SATA 1TB $ MN Cooler Master GX 750W $ MN TOTAL $11, MN Tabla Configuración de hardware del servidor LTSP. La configuración anterior resume las características de hardware del equipo habilitado como servidor para el desarrollo del proyecto, es importante apuntar que la tarjeta de video es un componente del cual se puede prescindir ya que no es requerido para las funciones que desempeña el equipo. Los equipos utilizados como thin-client son computadoras portátiles habilitadas como terminales ligeras con fines demostrativos para este proyecto. Las especificaciones de procesador y memoria RAM se muestran en la tabla Características Modelo Año CPU RAM Dell Inspiron AMD Athlon Ghz 512 MB DDR2 Lenovo Ideapad S AMD E Ghz 2 GB DDR3 Tabla Características de hardware de los equipos empleados como thin-client. Si bien se busca reutilizar equipo existente para ser utilizado como thin-client y de esta manera reducir los costos de implementación del proyecto, en la tabla se presenta una configuración de hardware equivalente a las terminales descritas antes. 43

53 Componente Procesador: Tarjeta madre: Modelo Intel Atom D Ghz $ MN CDC-I/D2550 (V1.0) N/A N/A N/A 1GB DDR3 Hynx 1066Mhz $ MN N/A N/A ATX 350W $ MN TOTAL $ MN Tarjeta de Video: Memoria RAM: Precio Disco Duro (HDD): Fuente de Poder (PSU): Tabla Configuración de hardware para thin-client. En la configuración de hardware para los equipos thin-client observamos que el procesador esta integrado en la tarjeta madre, por lo que al adquirir la tarjeta madre ya se cuenta con el procesador restando solo la memoria RAM y la fuente de poder para alimentar el equipo. Como equipo extra se utiliza una tarjeta de red Ethernet USB para el servidor ya que este solo cuenta con una interfaz cableada. Esta se conecta mediante un puerto USB del servidor otorgando una nueva interfaz de red. Es importante aclarar que esta interfaz extra funcionara de forma mas lenta comparada con la interfaz integrada del servidor, por lo que esta se usa para conectar el servidor a Internet, mientras que la interfaz integrada se conectara con los clientes mediante el Switch de comunicaciones. El software empleado no genera ningún cargo ya que es gratuito y libre para su uso comercial o particular. 44

54 Capítulo 4 - Configuración del sistema Objetivo específico: Describir de forma detallada el proceso de configuración de las interfaces de red mediante el asistente gráfico de configuración y de forma manual. Detallar el proceso de configuración de los paquetes LTSP, así como la creación de usuarios para su uso en los thin-clients. 45

55 Configuración del módem. Para el proyecto se utiliza un módem con 4 puertos Ethernet a manera de switch. La configuración de fábrica considera el servicio de DHCP lo cual interfiere con nuestro propio servidor de DHCP. Para deshabilitar este servidor DHCP se tiene que acceder a la configuración del módem. Esto se logra ingresando a la dirección de red del módem que por lo general corresponde a las direcciones IP o En el caso ideal se debe utilizar un switch de comunicaciones que no requiere ser configurado para su funcionamiento por lo que estas instrucciones solo son relevantes en el caso que no se cuente con uno y se este empleando como alternativa un módem multipuertos. Se accede a la interfaz de configuración web desde un explorador de Internet tal como se ilustra en la figura 4.1. Figura 4.1 Interfaz de configuración del módem 2Wire 2701HG-T. Se selecciona el apartado de Red Doméstica. Dentro de la configuración avanzada se deshabilita el servicio de DHCP del módem y se guardan los cambios (Figura 4.2). Figura 4.2 Deshabilitamos el servicio de DHCP del módem. 46

56 Las instrucciones anteriores para la configuración del servicio de DHCP dentro del módem pueden variar dependiendo del equipo que se este utilizando. Los pasos ilustrados antes corresponden a la interfaz de configuración de un módem 2Wire 2701HG-T. Se debe consultar el manual de usuario en equipos diferentes del aqui empleado. En la figura 4.3 se tiene una fotografía del equipo utilizado como switch. Este no reemplaza las funciones de un verdadero switch de comunicaciones. Este solo se utiliza con fines demostrativos del proyecto. Figura 4.3 Módem 2Wire 2701HG-T utilizado como switch de 4 puertos Ethernet. Configuración de red Lo siguiente es configurar las interfaces de red del servidor. Considerando que este cuenta al menos con 2 interfaces de red se configura una de estas para que sea la puerta de acceso de los thin-client. Este proceso se puede realizar de forma gráfica mediante el administrador de red o de forma manual realizando las configuraciones directamente en los archivos del sistema destinados para esta tarea. Ambos procesos de configuración se detallan mas adelante. En la figura 4.4 se ilustra el esquema de red propuesto en este documento con los nombres de las interfaces de red correspondientes al servidor empleado. El nombre de las interfaces puede cambiar. A continuación se muestra como identificar cada una de las interfaces dentro del servidor. Figura 4.4 Interfaces eth0 a Internet y eth1 a los clientes LTSP. 47

57 Para identificar el nombre de las interfaces de red existentes en el servidor se escribe el comando ifconfig en una consola de sistema. Este comando da como resultado un listado de las interfaces de red instaladas. Método gráfico En el equipo empleado para este trabajo se identificaron las interfaces de red eth0 y eth1. Se configura la interfaz eth1 como la puerta de enlace de los thin-client y la interfaz eth0 como la puerta de acceso a Internet. Se hace clic en el Dash home y escribimos network. Se presiona la tecla Enter en el teclado y se abre el panel de configuración de red como lo indica la Figura 4.5. Figura Panel de configuración de red. En la nueva ventana se da clic en el botón Options... y se abre la ventana de configuración (Figura 4.6). Figura 4.6 Creación de una conexión nueva. 48

58 En esta ventana se crea una nueva conexión, se le asigna un nombre que la identifique, se le asigna una tarjeta de red (Figura 4.7) y se configura una dirección de red estática (Figura 4.8). Figura Asignamos la interfaz eth1 a la red ltsp Se configura esta conexión de la interfaz eth1 con las siguientes direcciones de red propuestas. El usuario es libre de asignar direcciones del segmento de red que quiera, estas tienen que ser de un segmento de red distinto al destinado al utilizado en la conexión de Internet de la otra interfaz eth0. Dirección IP: Marcara de red: Puerta de enlace: Servidor DNS: Figura Asignamos la interfaz eth1 a la red ltsp 49

59 De forma similar se realizara la configuración de la interfaz eth0 la cual estará conectada a Internet. En la mayoría de los casos esta conexión es mediante un cable-módem que proporciona el proveedor de Internet (Internet Service Porvider). En los casos de una conexión domestica, como es el caso de este trabajo, el cable-módem proporcionará automáticamente las direcciones de red a los equipos que se conecten. Solo se agrega una nueva conexión con el nombre Internet y se le asigna la interfaz eth0 desde el menú desplegable. Se tiene que asegurar que el intervalo de direcciones que asigna el cable-módem no sea el mismo que se utiliza para asignar direcciones a los thin-client. De esta forma se realiza la configuración de las interfaces por el método gráfico. Sin embargo cuando se trabaja con equipos tipo servidor, por lo general se realizan las configuraciones de red de forma manual. A continuación se detalla como realizar este proceso. Configuración manual. Este método consiste en establecer las direcciones de las interfaces directamente en los archivos de sistema destinados para esta tarea. Si bien el proceso no es complicado, es muy recomendable realizar respaldos de los archivos originales antes de manipularlos. Dichos respaldos son guardados en el mismo directorio donde se encuentra los archivos originales. Los archivos a respaldar y modificar son interfaces y NetworkManager.conf. Se realiza el respaldo de los archivos ingresando los siguientes comandos en una consola. $sudo cd /etc/networkmanager/ $sudo cp./networkmanager.conf./networkmanager.conf.bak $sudo cd /etc/network/ $sudo cp./interfaces./interfaces.bak $sudo cd /etc/default/ $sudo cp./isc dhcp server./isc dhcp server.bak $sudo cp /etc/ltsp/dhcp.conf /etc/ltsp/dhcp.conf 50

60 Se abre el archivo NetworkManager.conf con el siguiente comando en una consola de sistema $sudo gedit /etc/networkmanager/networkmanager.conf En la ventana aparecerá un texto similar al que se muestra continuación, se modifica la línea managed=false por managed=true. [main] plugins=ifupdown,keyfile dns=dnsmasq no auto default=c8:60:00:9d:78:ec,00:05:1b:72:59:90, [ifupdown] managed=false Para configurar las direcciones estáticas se abre el archivo interfaces. $sudo gedit /etc/network/interfaces Y se sustituye el texto que este contenga por el siguiente. #Interfaz loopback auto lo iface lo inet loopback #Interfaz eth0 para Internet auto eth0 iface eth0 inet static address netmask network broadcast gateway dns nameservers

61 #Interfaz eth1 de ltsp auto eth1 iface eth1 inet static address netmask network broadcast gateway dns nameservers El primer grupo de direcciones corresponde a la interfaz eth0 que va conectada a Internet mediante el cable-módem del proveedor de Internet. Las direcciones propuestas son con fines demostrativos y pueden no ser validas para el cable-módem proporcionado por el proveedor de Internet. Estas se tienen que cambiar según la configuración del cable-módem con el que se esta conectado a Internet. El segundo grupo de direcciones corresponde a la interfaz eth1 que va conectada a un switch al que se conectarán los thin-client. Terminada la configuración de las interfaces solo resta reiniciar las interfaces de red desde una terminal del sistema con el siguiente código. $sudo ifdown eth0 && sudo ifup eth0 $sudo ifdown eth1 && sudo ifup eth1 Es recomendable que en este punto se reinicie el equipo para asegurar que las interfaces de red funcionen correctamente con los cambios realizados. Se comprueba la configuración de las interfaces de red ingresando el siguiente comando en la terminal. $ifconfig Este comando regresa una lista de las interfaces de red disponibles, así como la dirección de red asignada a cada una de estas. 52

62 Por último se configura el servidor de DHCP para que asigne direcciones de red a los clientes LTSP. El archivo que se modifica para realizar esta configuración se encuentra en la ruta /etc/ltsp/dhcp.conf. Se abre el archivo desde una terminal con el siguiente código. $sudo gedit /etc/ltsp/dhcp.conf En la ventana del editor se despliega el siguiente texto. # Default LTSP dhcpd.conf config file. authoritative; subnet netmask { range ; option domain name "example.com"; option domain name servers ; option broadcast address ; option routers ; option subnet mask ; option root path "/opt/ltsp/i386"; if substring( option vendor class identifier, 0, 9 )="PXEClient" { filename "/ltsp/i386/pxelinux.0"; } else { filename "/ltsp/i386/nbi.img"; } } En el archivo anterior solo se modifican los parámetros correspondientes a la subred del DHCP del servidor LTSP. En este caso se cambia la red por , quedando el archivo de la siguiente forma. 53

63 # Default LTSP dhcpd.conf config file. authoritative; subnet netmask { range ; option domain name "example.com"; option domain name servers ; option broadcast address ; option routers ; option subnet mask ; option root path "/opt/ltsp/i386"; if substring( option vendor class identifier, 0, 9 )="PXEClient" { filename "/ltsp/i386/pxelinux.0"; } else { filename "/ltsp/i386/nbi.img"; } } Para terminar de configurar el servidor DHCP se debe indicar la interfaz por donde este va a funcionar. Para configurarlo se modifica el archivo isc-dhcp-server alojado en la ruta /etc/default/isc-dhcp-server. Se abre el archivo con el siguiente comando en una terminal. $sudo gedit /etc/default/isc dhcp server Dentro del archivo se tiene que modificar el valor de la variable INTERFACES dándole el nombre de la interfaz por donde se va a ofrecer el servicio de DHCP para las terminales LTSP. Para el caso de este trabajo dicha interfaz corresponde a la eth1. A continuación de muestra el contenido del archivo isc-dhcp-server así como la forma en la que se modifica para configurar la interfaz eth1 para el DHCP. 54

64 # Defaults for dhcp initscript # sourced by /etc/init.d/dhcp # installed at /etc/default/isc dhcp server by the maintainer scripts # This is a POSIX shell fragment # On what interfaces should the DHCP server (dhcpd) serve DHCP # requests? # Separate multiple interfaces with spaces, e.g. "eth0 eth1". INTERFACES="eth1" Configuración del servidor LTSP En este punto ya se han configurado las interfaces del servidor, solo resta configurar el propio servicio de LTSP. Se reinicia el servidor con el fin de asegurar que las configuraciones anteriores funcionen de forma correcta al arrancar el sistema nuevamente. Se puede reiniciar desde una terminal escribiendo lo siguiente. $sudo reboot Al arrancar nuevamente el equipo se comprueba que tanto el servidor de DHCP como el de TFTP estén funcionando. Para esto se escribe en una terminal los siguiente. $status isc dhcp server $status tftpd hda Si da como respuesta start/running junto con el PID del proceso significa ambos servicios están funcionando correctamente y solo resta crear el sistema de archivos en red para los thin-clients, mejor conocido como ambiente chroot. En caso contrario se debe revisar primero que los comandos se escribieran de forma correcta e intentarlo nuevamente. En caso de que el error persista se deben iniciar los servicios con el siguiente comando en la terminal. $sudo service isc dhcp server start $sudo service tftpd hda start 55

65 Chroot Environment Para que los thin-clients sean capaces de cargar el sistema operativo desde el servidor, este último necesita el sistema de archivos en red que utilizaran las terminales. Para generarlo se introduce el siguiente código en una consola o terminal. $sudo ltsp build client Por default se genera una imagen para arquitectura i386. Se puede especificar la arquitectura de la imagen que se necesita generar utilizando la opción arch. $sudo ltsp build client arch=i386 El comando anterior pedirá la clave de usuario, esta se introduce y se inicia la generación de la imagen. Es necesario contar con una conexión a Internet ya que se realiza la descarga de los paquetes necesarios, que puede tomar alrededor de 20 a 30 minutos, dependiendo del ancho de banda. Cuando termine la descarga y la instalación de todos los paquetes, se generará una imagen de sistema para los clientes con procesadores i386, sin embargo, si se requiere utilizar procesadores que no son de esta arquitectura y se tiene que especificar en el comando anterior, quedando de la siguiente manera. $sudo ltsp build client arch=amd64 El comando anterior especifica la creación de la imagen de sistema para clientes con procesadores de arquitectura de 64 bits mediante la palabra amd64 en la opción arch. Si se requiere crear una imagen de sistema para thin-clients con procesadores IBM entonces se debe utilizar la palabra powerpc en la opción arch del comando anterior. Habiendo creado el sistema de archivos en red para las terminales ya es posible arrancar un thin-client desde su interfaz de red Ethernet, sin embargo es imposible iniciar sesión en ninguno de los equipos ya que, si bien el sistema de archivos esta listo aun no se cuenta con más usuarios registrados en el servidor. A continuación se detalla el proceso para la creación de usuarios en el sistema operativo GNU/Linux. 56

66 Creación de usuarios Para poder iniciar una sesión desde los thin-client es necesario registrar un usuario extra en el servidor por cada thin-client que se desea conectar. A continuación se presenta el proceso de creación de usuarios en el sistema de forma gráfica. Método gráfico Es la forma más sencilla de realizar la creación de usuarios en cualquier instalación de GNU/Linux. El sistema operativo del servidor ya posee una herramienta gráfica para la administración de usuarios, sin embargo se necesita de una herramienta con algunas opciones extras correspondientes a la instalación de LTSP. Esta herramienta de administración se instala introduciendo el siguiente comando desde una terminal. $sudo apt get install gnome system tools Terminada la instalación, desde el menú de sistema o dash home (como se mostró en el capítulo anterior) escribir users y elegir la opción Users and groups. Se abre la ventana del panel de configuración de usuarios similar al que se muestra en la figura 4.9. Figura 4.9 Panel de configuración de usuarios y grupos. 57

67 Se observa que en este panel se pueden crear nuevos usuarios y grupos, así como eliminarlos. En la figura 4.10, del lado derecho se muestran las configuraciones básicas que permiten cambiar el password o clave de la cuenta de usuario. Figura 4.10 Configuración básica de las cuentas de usuario. El nombre de usuario, así como el tipo de cuenta, es decir el tipo de usuario que se esta creando, puede ser un administrador, el cual tendrá permisos y control sobre todo el sistema, o puede ser un usuario regular, que solo se limitará a utilizar las aplicaciones previamente instaladas, sin la posibilidad de instalar nuevas, lo cual requeriría de permisos de administrador. En la parte inferior de la ventana de User Settings de la figura 4.9 se encuentra un botón de configuraciones avanzadas, es aquí donde deben asignarse los permisos necesarios a los usuarios nuevos del sistema. Se tiene que crear un usuario por cada terminal que sea implementada como thin-client. Esto es, que si nuestra red esta compuesta por 10 terminales, entonces se necesitan crear 10 cuentas adicionales a la de administrador en el servidor. Existen dos tipos de cuentas principales que pueden crearse, de administrador y estándar. La cuenta de administrador permite realizar cambios en el sistema, crear usuarios, instalar y des-instalar paquetearía, mientras que la cuenta estándar solo permite crear documentos en las carpetas del usuario de la cuenta. Este último es el tipo de cuenta que se debe crear en el servidor para los thin-client. 58

68 Para crear los usuarios se hace clic en el botón Add (agregar) y pedirá identificarse con la calve de usuario configurada en la instalación del sistema. En la nueva ventana se debe asignar un nombre de la persona dueña de la cuenta y el nombre de usuario, es decir el que utilizará para iniciar sesión (Figura 4.11). Figura 4.11 Agregamos un usuario nuevo. Por default, la cuenta no va a contar con permisos por lo que deben agregarse desde la configuración avanzada. Se selecciona la cuenta recién creada, se hace clic en Advanced Settings y se habilitan los siguientes permisos como se indica en la figura Acces external storage devices automatically Mount user-space filesystems (FUSE) Share files with the local network Use audio devices Use CD-ROM drives Use scanners Use video devices 59

69 Figura 4.12 Configuración avanzada de la cuenta. El proceso se repite para tantos usuarios como se requiera. Para comprobar la correcta creación de las cuentas de usuario se puede ejecutar el siguiente comando en una consola. $cat /etc/passwd grep thin01 Se reemplaza la palabra thin01 por el nombre de usuario que se quiere comprobar su existencia. Este comando debe de regresar una linea con información sobre la cuenta de usuario como es su código de identidad y la ubicación de la carpeta del usuario. $cat /etc/passwd grep thin01 thin01:x:1001:1001:thin01,,,,:/home/thin01:/bin/bash 60

70 En caso de que el comando anterior no regrese la información correspondiente al usuario que se quiere comprobar primero se tiene que revisar que el nombre de usuario este escrito igual que como se creo originalmente. Si el error persiste se debe repetir el proceso de la creación del usuario con la herramienta gráfica tal como se detallo anteriormente. También se puede comprobar la existencia de las carpetas de los usuarios nuevos al ejecutar el siguiente comando que regresa una lista de las carpetas existentes en el directorio /home del sistema. En esta carpeta debe de existir una carpeta por cada usuario nuevo que se crea en el sistema. $ls 1 /home/ Finalmente se termina de configurar el servidor y ya esta listo para arrancar los thin-client. Solo se tiene que actualizar el ambiente chroot para que considere los últimos cambios realizados en el sistema, como fue la creación de un nuevos usuario. Cada vez que se realicen cambios en el servidor como agregar programas, agregar o eliminar usuarios, realizar cambios en la configuración de la red, se tiene que realizar esta actualización para evitar errores de identificación en las terminales. Esto es un error muy común y se puede evitar ejecutando los siguiente comandos en una terminal desde el servidor. Para actualizar el ambiente chroot, se realiza en 3 pasos, primero se actualizan los kernel del sistema utilizando este comando. $sudo ltsp update kernels Después se deben actualizar las llaves de autenticación SSH $sudo ltsp update sshkeys Y finalmente se actualizan las imágenes del ambiente chroot. $sudo ltsp update image 61

71 Si existen configuradas terminales de otra arquitectura que no sea i386 entonces se tiene que especificar la arquitectura en el ultimo comando. $sudo ltsp update image arch=amd64 A partir de este momento ya es posible iniciar sesión desde un thin-client. A continuación se va a detallar como realizar la configuración de los thin-client, así como de algunos aspectos que se tienen que tomar en cuenta como es el ambiente gráfico y la instalación de aplicaciones nuevas para las terminales. Configuración de arranque (thin-clients) Para realizar el arranque de los equipos thin-client se necesita comprobar la configuración de BIOS en los equipos. En la mayoría de los equipos que se tiene acceso actualmente se encuentran opciones de arranque por red o PXE, solo en casos muy especiales se encontrarán equipos muy anticuados que no implementen este protocolo de arranque en la tarjeta de red. Para estos casos se puede utilizar gpxe desde una memoria USB o un disco compacto para realizar el arranque desde la tarjeta de red. En este trabajo no se detalla el uso de gpxe. Con el fin de ejemplificar el arranque real de un equipo funcionando como thin-client se realizara la configuración y posterior arranque en red desde un equipo portátil o laptop marca DELL, modelo Inspiron 1525 con las siguientes características técnicas. Procesador: AMD Turion 64 X2 (1.9GHz) GPU: AMD ATI RS690M (X1200) RAM: 4GB Se observa que el equipo utilizado para realizar las pruebas posee una tarjeta aceleradora de gráficos integrada, esto permitiría realizar una configuración de fat-client sin embargo presenta la desventaja que los controladores de este modelo, así como modelos anteriores fueron descontinuados por el fabricante (ATI / AMD) tanto para sus versiones de Windows como GNU/Linux. Este es el escenario ideal ya que el objetivo de este proyecto es reutilizar equipo que se considera obsoleto o que se quiera desechar argumentando que no es utilizable para las tareas comunes. 62

72 Configuración de BIOS. Por lo general se puede acceder a la configuración de BIOS mediante una secuencia de teclas justo en el arranque del sistema, antes de que el sistema operativo arranque. Esta combinación de teclas puede variar dependiendo de la marca del equipo, sin embargo es común utilizar las teclas de función del teclado F1, F2 y F11 o F12. De forma similar la interfaz de configuración de BIOS puede variar dependiendo del fabricante de los equipos, hasta encontrar interfaces mas avanzadas como la UEFI, de la cual se habló anteriormente. En la figura 4.13 se muestra el menú de configuración correspondiente al equipo que se utilizó para realizar las pruebas del sistema completo. En esta imagen se encuentra la configuración de la tarjeta de red o NIC (Controlador de Interface de Red por sus siglas en Ingles). Figura 4.13 Menú de BIOS encontrada en equipo DELL Inspiron Para poder arrancar el equipo mediante la interfaz de red cableada se necesita habilitar dicha interfaz para aceptar PXE. Como se puede observar existen 3 opciones de configuración, OFF (apagado), Enabled (habilitado), Enabled w/pxe (habolitado con PXE). La primera opción apagara completamente la interfaz evitando que el sistema operativo pueda detectar la tarjeta de red. La segunda opción habilita la interfaz sin la posibilidad de utilizarla como interfaz de arranque por PXE. Se habilita la 3ra opción para tener el arranque mediante PXE. 63

73 Esta configuración puede no ser válida para algunos modelos o marcas de equipos, es importante consultar los manuales correspondientes en casos necesarios. No obstante es común encontrar opciones similares a las antes mostradas dentro de la configuración de arranque o la configuración de la interfaz de red. Con el servidor debidamente configurado y el módem preparado para funcionar como un switch, se puede realizar el arranque del thin-client. Se selecciona la interfaz de red (NIC) como medio de arranque en el cliente, en la figura 4.14 se muestra la selección de la interfaz de red como medio de arranque en equipos de la marca Dell. Figura 4.14 Menú de arranque o boot en equipos DELL. Al iniciar sesión se encuentra el ambiente gráfico para el usuario o GUI, este entorno esta definido por el Desktop Envirornment. Dependiendo del tipo de escritorio que utilicemos y las características de nuestros thin-client encontraremos que el funcionamiento no es tan fluido como se esperaría. Esto se puede resolver recurriendo a la configuración de los clientes LTSP modificando el archivo lts.conf en ubicación /opt/ltsp/i386/etc dentro del servidor. Este archivo corresponde a la configuración de los clientes LTSP, es mediante este archivo con el cual se realiza la configuración general como individual de los clientes en nuestra red LTSP. Configuración de thin-client Para realizar el cambio del Desktop Envirorment en todos los clientes se edita el archivo lts.conf. Se abre el archivo desde una consola con el siguiente comando. 64

74 $sudo gedit /opt/ltsp/i386/etc/lts.conf El contenido del archivo es similar a lo siguiente. # This is the default lts.conf file for ltsp 5. # For more information about valid options please see: # /usr/share/doc/ltsp client/examples/lts parameters.txt.gz # in the client environment. # # Note that things like sound and local device support are # auto enabled if the corresponding packages are installed, # there is no need to manually set these options anymore. # # **** THIS FILE SHOULD NO LONGER BE USED FROM HERE!!! **** # # With the introduction of the nbd/unionfs/squashfs structure # the lts.conf file moved to the tftp root please create: # /var/lib/tftpboot/ltsp/i386/lts.conf instead for your changes # # In case you want to use the lts.conf here, this still works, # but you need to run ltsp update image after every change. [example] key=value Como se indica en el archivo se puede realizar la configuración desde este mismo o desde otra ubicación, gracias a que la versión mas actual de LTPS v5 permite realizar cambios sin la necesidad de utilizar el comando ltsp-update-image en cada ocasión que se realicen cambios, sin embargo los cambios serán los mismos, solo cambiando la ubicación del archivo a la dirección /var/lib/tftpboot/ltsp/i386/. El archivo contiene un ejemplo de la sintaxis básica de la configuración, se pueden encontrar mas opciones en el manpage o manual del paquete ltsp-docs que se incluye en la versión digital de este documento. 65

75 Gracias al diseño de la configuración de los clientes se pueden hacer los cambios de forma general para que se aplican a todas las terminales y también se pueden realizar cambios de forma individual, especificando el cliente al cual se aplicara dicha configuración. Mas adelante de detalla la forma en la que se realizan ambas configuraciones. Esto es deseable ya que el hardware de los thin-client puede no ser el mismo, lo cual otorga flexibilidad para utilizar equipos de diferentes marcas con diferente hardware, sin la necesidad de cambiar toda la configuración. El archivo se divide en dos secciones principales, Default o configuración general y las correspondientes a un cliente en específico. En todos los casos es necesario agregar al archivo de configuración la sección default agregando una linea al final del archivo con lo siguiente. [Default] Esto es el encabezado para la configuración en general. Para el encabezado de la configuración individual de los clientes se utiliza la dirección física de la tarjeta de red de cada cliente. Esta dirección la escribiremos con el formato siguiente, siendo estos dígitos del 0 al 9 y letras de A a F. [XX:XX:XX:XX:XX:XX] La dirección física (MAC) de la tarjeta de red en los clientes por lo general se encuentra impresa físicamente en una etiqueta adherida en la misma. También se puede encontrar al inicio del arranque del cliente, justo cuando inicia el proceso de arranque como se puede observar en la figura Todas las opciones de configuración que se realicen deberán ser agregadas al final de este archivo después de la etiqueta [Default] para ser aplicadas en todos los clientes. Si se quiere cambiar la configuración para un solo cliente se debe agregar la etiqueta correspondiente a su dirección MAC después de la sección default y enseguida agregamos las opciones de configuración correspondientes. En el caso de tener clientes con diferentes características de hardware se deben especificar dichos valores para cada equipo con su dirección de red. Mas adelante se ejemplifica la forma en la que se realiza esta configuración. 66

76 Si la red cuenta con un número importante de clientes resulta una tarea repetitiva cambiar la configuración para cada cliente. Para resolver esto se utiliza la variable LIKE en la configuración de los equipos necesarios y se le asigna un nombre simbólico que representará los valores de configuración que este representa. Figura 4.15 Dirección física de la NIC en el arranque del thin-client. Para utilizar esta variable especial se declara una etiqueta con un nombre arbitrario que describa la configuración que representa. A continuación se muestra un ejemplo de una configuración utilizando la variable LIKE. [Default] [Lab] X_COLOR_DEPTH = 16 X_MODE_0 = 1024x768 [Lowram] X_VIDEO_RAM = 8096 [00:40:32:71:77:A1] LIKE = Lab [00:70:84:BB:27:52] LIKE = Lowram 67

77 En este ejemplo se declaran las etiquetas o nombres simbólicos con las opciones de configuración que representa cada una y enseguida la configuración de cada equipo. Se le asigna al primer equipo la configuración con nombre Lab utilizando la variable LIKE. Al segundo equipo se le asigna la configuración con nombre Lowram. De esta forma se ahorra tiempo al realizar nuevos cambios en estos equipos al solo tener que modificar el contenido de las etiquetas con nombre simbólico [Lab] y [Lowram]. Adicionalmente esto permite una mejor organización de la red facilitando el mantenimiento futuro. Continuando con la configuración del thin-client se realizan los siguientes cambios. 1. Habilitar el inicio automático de sesión en los clientes. 2. Cambiar el Desktop Envirorment al inicio de sesión. 3. Instalar software adicional en los clientes. Para habilitar el inicio de sesión automático o auto login en todas las terminales se agrega las siguiente opción al final del archivo de configuración lts.conf en la primera sección Default.... [Default] LDM_AUTOLOGIN = True Si se deja la configuración de esta forma y se actualiza la imagen del ambiente chroot de los clientes estos entran en un loop o ciclo infinito y solo mostraran un pantalla en negro. Esto se debe a que no se especificó el usuario ni la contraseña para los clientes. Para resolver este problema se agregan las siguientes opciones en la configuración para indicar el usuario y la contraseña de cada equipo en la red. Se abre el archivo desde una consola con el siguiente comando. $sudo gedit /opt/ltsp/i386/etc/lts.conf 68

78 Y agregamos el siguiente código que corresponde a la configuración de inicio de sesión automático para dos terminales thin-client.... [Default] LDM_AUTOLOGIN = True [00:1D:09:4D:65:E6] LDM_USERNAME = thin01 LDM_PASSWORD = thin01 [F0:DE:F1:B9:9E:FB] LDM_USERNAME = thin02 LDM_PASSWORD = thin02 De esta forma se especifica el usuario y la contraseña correspondientes a cada equipo, lo cual permite identificar cada uno dentro del área de trabajo donde este se encuentra y evita confusiones si se cambian de lugar las terminales. Finalmente se agrega el siguiente código para cambiar el Desktop Envirorment que utilizaran los thin-client. Se agrega en la sección Default para aplicar los cambios en todos los equipos.... [Default] LDM_AUTOLOGIN = True LDM_SESSION=/usr/bin/gnome session fallback... Esta ultima opción permite elegir el modo fallback del escritorio Gnome Unity que se encuentra instalado por default en el sistema operativo Ubuntu del servidor. 69

79 Finalmente en el archivo de configuración se tiene lo siguiente.... #[example] #key=value [Default] LDM_AUTOLOGIN = True LDM_SESSION=/usr/bin/gnome session fallback [00:1D:09:4D:65:E6] LDM_USERNAME = thin01 LDM_PASSWORD = thin01 [F0:DE:F1:B9:9E:FB] LDM_USERNAME = thin02 LDM_PASSWORD = thin02 Solo resta guardar los cambios y actualizar las imágenes del ambiente chroot en una terminal. $sudo ltsp update image 70

80 Capítulo 5 - Resultados obtenidos Objetivo específico: Exponer el resultado de las configuraciones del capítulo anterior. Realizar el arranque de los equipos de thin-client considerando con las configuraciones finales y realiza pruebas de software desde los clientes. 71

81 Arranque de terminales. El proceso de arranque comienza al encender el thin-client con la pantalla de POST. POST es el proceso mediante el cual el firmware de la placa madre del equipo realiza rutinas de autoevaluación para asegurarse que todo el hardware este correctamente conectado y funcional. Una vez que las rutinas de auto-evaluación se completaron de forma exitosa el firmware invoca el código de arranque (bootstrap) que en este caso se ah configurado para iniciar desde la interfaz de red de la terminal. Se inicia entonces la carga del código de arranque PXE desde la tarjeta de red, esperando recibir la configuración de red del servidor DHCP (Figura 5.1). Una vez terminada la carga de la configuración de red, el firmware de la tarjeta de red realiza la descarga de la imagen initramfs desde el servidor mediante TFTP (Figura 5.2). Figura 5.1 La NIC del cliente espera que el servidor le asigne una dirección DHCP. Figura 5.2 Se le asigna una identidad de red al equipo e inicia la carga del sistema. 72

82 Terminada la descarga del initramfs por el cliente, este procede a cargar el kernel o núcleo del sistema GNU/Linux e identificar el hardware del equipo. Es en este punto en el que el cliente se conecta mediante SSH al servidor X del servidor LTSP y se despliega el administrador de sesión LDM (LTSP Display Manager). En las imágenes 5.3 y 5.4 se muestra el proceso de arranque del sistema operativo. Figura 5.3 Terminada la carga del initramfs inicia la carga del LDM. Figura 5.4 Se muestra el LDM, encargado de administrar el inicio de sesión. 73

83 Por lo general una vez cargado el sistema se debe iniciar sesión con el nombre de usuario y contraseña que se configuran previamente al crear los nuevos usuarios para los thin-client. Sin embargo gracias a los cambios realizados en la configuración de los clientes en el capítulo anterior los clientes existentes en la red inician sesión de forma automática, sin la necesidad de introducir nombres de usuarios ni contraseñas. Esto resulta muy práctico y conveniente ya que las terminales están disponibles para su uso de forma inmediata después de encenderlas evitando que los usuarios inicien sesión de forma manual. En la figura 5.5 se encuentra una captura de pantalla hecha desde el thin-client utilizado en el desarrollo de este trabajo. El ambiente de escritorio que se muestra en la imagen de la figura 5.5 corresponde al escritorio GNOME en modo fallback o de compatibilidad para equipos sin aceleración gráfica 3D. Esto le brinda a las terminales un mejor desempeño en las aplicaciones y otorga una experiencia de uso mas fluida. Figura 5.5 Captura de pantalla del escritorio Gnome en modo Fallback. En la imagen de la figura 5.6 se muestra otra captura de la misma terminal ejecutando el software procesador de textos Writer de LibreOffice. En las fotografías de la figuras 5.7 y 5.8 se muestran a 2 clientes cargando el sistema operativo desde interfaz de red. 74

84 Se puede observar que ambas terminales están ejecutando software para abrir archivos de video y el explorador de Internet Mozilla Firefox. Figura 5.6 Cliente ejecutando Writer, el procesador de textos de LibreOffice. Figura 5.7 Dos thin-client procesando archivos de video desde memoria USB. 75

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