Entorno ubicuo basado en virtualización para la docencia práctica. Entorno ubicuo basado en virtualización para la docencia práctica.

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Xavier Poblete Romero
hace 8 años
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1 Adolfo Albaladejo Blázquez Entorno ubicuo basado en virtualización para la docencia práctica Una sugerencia: sea cual sea la distribución por la que se acabe optando, rogaría que fuera accesible a todos los alumnos de la eps, con los mismos paquetes que encontramos en las aulas de practicas. Podría decir que una gran parte de las horas que se dedican a una practica se pierden instalando los paquetes en casa y muchos profesores son conscientes de ello y acaban repartiendo distribuciones live cd con lo necesario para su asignatura

2 Integración con infraestructuras y servicios de los laboratorios Conflicto con las políticas de gestión y seguridad de laboratorios Acceso a los equipos a nivel de administración Complejo reproducir mismo entorno de prácticas en: Diferentes laboratorios Casa del usuario Necesidad de infraestructuras complejas y caras (que difícilmente se amortizarán) Utilizar comandos como sudo Sólo permisos para determinados comandos Complica enormemente la gestión Entornos de gestión como Webmin No es un entorno real de administración Plataforma software completa independiente de la instalación del cliente de laboratorio Fácil migración Sólo lectura

(que difícilmente se amortizarán) Utilizar comandos como sudo Sólo permisos para determinados comandos Complica enormemente la gestión Entornos de gestión como

3 Virtualización Entorno de red completo y heterogéneo según necesidad Configuración de entornos de red heterogéneos (por ejemplo, basados en Linux y Windows) Portabilidad Fallo en alguno de los sistemas, no repercute en los demás. Imagen de sistemas simples: Agrupan procesos y recursos en contenedores especializados pero tienen kernel común, por lo que un fallo en él, compromete a todas las máquinas virtuales. Poco rendimiento. Ejemplos: Ensim, Virtuozzo, Solaris Zones Kernels en Modo Usuario: Ejecutan procesos normales bajo el S.O. Anfitrión. Bajo rendimiento. Ejemplos: Mode Linux, Colinux

Imagen de sistemas simples: Agrupan procesos y recursos en contenedores especializados pero tienen kernel común, por lo que un fallo en él,

4 Guest 1 Guest 2 VMM SO anfitrión Hardware Virtualización completa: Permite ejecutar varios S.O. sin realizar modificaciones en ellos. Lo que realmente hace es correr los S.O. dentro de un contenedor que se ejecuta en el S.O. anfitrión, por lo que realmente se comporta como si fuera una aplicación más. Poco rendimiento. Ejemplos: VMware, VirtualPC, QEMU, Bochs. Paravirtualización: Hypervisor: Capa entre el hardware y los S.O. que hace de árbitro para el acceso a los recursos como un mini-so Este hypervisor hace scheduling entre los diferentes S.O. Al igual que un S.O. lo hace entre sus aplicaciones normales. Se puede llegar a conseguir un rendimiento muy cercano al del S.O. nativo. Para conseguir que los S.O. se ejecuten sobre el hypervisor, es necesario portarlos, es decir modificar unas cuantas líneas del código del kernel.

Paravirtualización: Hypervisor: Capa entre el hardware y los S.O. que hace de árbitro para el acceso a los recursos como un mini-so Este hypervisor hace scheduling entre los diferentes S.O. Al igual que un S.

5 Paravirtualización: Ejemplos: Xen, VMware ESX Server VM0 VM1 VM2 VM3 Manager & Control s/w Back-End Back-End (XenBSD) Native Driver Native Driver Front-End Drivers Front-End Drivers Control IF Safe HW IF Event Channel Virtual CPU Xen Virtual Machine Monitor Virtual MMU Hardware (SMP, MMU, physical memory, Ethernet, SCSI/IDE) Paravirtualización: Actualmente puede ejecutar S.O. sin modificar utilizando las tecnologías Intel VT y AMD Pacifica (hardware) VM0 Manager & Control s/w VM1 VM2 VM3 AGP ACPI PCI Back-End Native Driver Back-End Native Driver SMP Front-End Drivers (WinXP)) Front-End Drivers VT-x 32/64bit Control IF Safe HW IF Event Channel Virtual CPU Xen Virtual Machine Monitor Virtual MMU Hardware (SMP, MMU, physical memory, Ethernet, SCSI/IDE)

sin modificar utilizando las tecnologías Intel VT y AMD Pacifica (hardware) VM0 Manager & Control s/w VM1 VM2 VM3 AGP ACPI PCI Back-End Native Driver Back-End Native Driver SMP Front-End

6 objetivo Preparado para integrarse con el entorno existente en los laboratorios Dispositivos portátiles de almacenamiento Virtualización Mode Linux (UML) VMware Server S.O. auto-configurable: Knoppix Live-CD Linux Knoppix (Live-CD) + UML ( Mode Linux) + Integración con laboratorios (Login + PAM + LDAP + MySQL) Router/Firewall UA Campus Universidad (red TCP/IP) Servidor Correo, Web Servidor DHCP, DNS, REPOSITORIO Switch Internet Host Real Pentium III 1GHz 512 MB RAM 512 MB swap Router/Firewall Virtual Switch Switch Switch Virtual Hosts Virtual Hosts Virtual Hosts

auto-configurable: Knoppix Live-CD Linux Knoppix (Live-CD) + UML ( Mode Linux) + Integración con laboratorios (Login + PAM + LDAP + MySQL)

7 USB Linux Knoppix (USB) + VMware Server + Integración con laboratorios (Login + PAM + LDAP + MySQL + IEEE 802.1x) Router/Firewall UA Campus Universidad (red TCP/IP) Servidor Correo, Web Switch del Centro Host Real PC del Alumno Internet Dispositivo USB con Knoppix + VMware Servidor DHCP, DNS, REPOSITORIO Router/Firewall Virtual Virtual Switch Virtual Switch Virtual Switch Virtual Win98 Virtual WinXP Virtual Linux docencia práctica Administración convencional de S.O.: Instalación, inicio y parada del sistema, creación de cuentas, Configuración de entornos de red complejos: Redes, conmutadores, cortafuegos, Instalación y configuración de servicios de red: Servicio de DNS + DHCP Servicios de directorio (muy compleja) Servicios web, de correo (SMTP, POP3, IMAP) Servidores de aplicaciones Sistemas distribuidos: Tecnología GRID (OpenMosix) Web Services

Router/Firewall Virtual Virtual Switch Virtual Switch Virtual Switch Virtual Win98 Virtual WinXP Virtual Linux docencia práctica Administración convencional de S.O.

8 conclusiones Todo el sistema en el mismo dispositivo Fácil de transportar tanto entre distintos laboratorios como a casa Reproducción fácil y robusta del entorno de prácticas Presenta entornos totalmente reales de cara al administrador, tanto en los equipos individuales como en complejas configuraciones de red Se puede reproducir casi cualquier tipo de prácticas de gestión de red Virtualización vs. simulación: se instalan y administran aplicaciones convencionales conclusiones El número de estudiantes que disponen de acceso a diferentes ordenadores (bibliotecas, aulas de libre acceso, ) o bien poseen sus propios computadores (fijos o portátiles) aumenta: Herramienta útil en su preparación universitaria a todos los niveles, especialmente en la docencia práctica Posibilidad de conexión en red: Red Wireless, LAN Conexión residencial cada vez con mayor ancho de banda (ADSL, CATV, ) En el dispositivo USB se almacena la actividad realizada durante las sesiones de prácticas. En un futuro, se podría disponer de imágenes base remotas y transportar solamente los cambios. Personalización para cada usuario con su propio perfil, imágenes base e información según sus propias asignaturas.

9 Adolfo Albaladejo Blázquez Entorno ubicuo basado en virtualización para la docencia práctica

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