PDF de programación - CLÚSTER DE ALTO RENDIMIENTO EN UN CLOUD: EJEMPLO DE APLICACIÓN EN CRIPTOANÁLISIS DE FUNCIONES HASH

Universidad de Almería



Titulación de Ingeniero en Informática



CLÚSTER DE ALTO RENDIMIENTO EN UN CLOUD:
EJEMPLO DE APLICACIÓN EN CRIPTOANÁLISIS DE

FUNCIONES HASH



Autor:
Gabriel Molero Escobar

Directores:
Julio Gómez López
Eugenio Eduardo Villar Fernández



Almería, septiembre 2011



















Tanto la memoria de este trabajo como el software desarrollado se distribuyen

bajo la licencia GNU GPL v3.

La Licencia Pública General GNU (GNU GPL) es una licencia libre, sin derechos para

software y otro tipo de trabajos.

Las licencias para la mayoría del software y otros trabajos prácticos están

destinadas a suprimir la libertad de compartir y modificar esos trabajos. Por el contrario,
la Licencia

Pública General GNU persigue garantizar su libertad para compartir y modificar
todas las versiones de un programa--y asegurar que permanecerá como software libre
para todos sus usuarios.

Cuando hablamos de software libre, nos referimos a libertad, no a precio. Las

Licencias Públicas Generales están destinadas a garantizar la libertad de distribuir

copias de software libre (y cobrar por ello si quiere), a recibir el código fuente o poder
conseguirlo si así lo desea, a modificar el software o usar parte del mismo en nuevos
programas libres, y a saber que puede hacer estas cosas.

Para obtener más información sobre las licencias y sus términos puede consultar:

• http://www.gnu.org/licenses/gpl.html (Licencia original en inglés)

• http://www.viti.es/gnu/licenses/gpl.html (Traducción de la licencia al castellano)











En estas primeras líneas me gustaría destacar la
importancia de ciertas personas que han hecho posible
la realización de este proyecto.

A los tutores de este proyecto, Julio y Eugenio. Os
tengo que agradecer el apoyo constante, el tiempo
empleado, que ha sido mucho y los conocimientos
compartidos, pero por encima de todo, vuestra calidad
personal.

A mis padres, Gabriel e Isabel, por darme esta
gran oportunidad sin ponerme ningún impedimento, a
mi hermana Isa, que siempre está ahí, y como no, mi
abuela Isabel, por su ánimo constante con su sonrisa
de oreja a oreja.

A mis compañeros de carrera: Tone, Ferre, Cobo,
Aranzazu, Carlos, Noé, José, Fran, Mari Carmen y
alguno más que no recuerde…

Y mis amigos de toda la vida: Toni, Fran, Guille,
Juanjo, Anatael, Medina y Padilla, sencillamente por ser
como son.



A todos ellos, gracias de todo corazón.











ÍNDICE

ÍNDICE.................................................................................................................. 10

INTRODUCCIÓN.................................................................................................... 15

Capítulo 1 - SISTEMAS DE ALTO RENDIMIENTO ..................................................... 17

1. Tecnología Cloud Computing .................................................................................................................18
1.1. Características..............................................................................................................................................19
1.1.1. Tipos de nubes...................................................................................................................................19
1.1.2. Tipos de servicios ofrecidos ........................................................................................................21

1.2. Ventajas y desventajas..............................................................................................................................22
1.3. Herramientas ................................................................................................................................................23

1.3.1. Ubuntu Enterprise Cloud .............................................................................................................23
1.3.2. Opennebula ........................................................................................................................................25
1.3.3. Enomaly’s Elastic Computing Platform (ECP)...................................................................27
1.3.4. BitNami ................................................................................................................................................28
1.3.5. OpenQRM.............................................................................................................................................28
1.3.6. CloudStack ..........................................................................................................................................28
1.3.7. OpenStack ...........................................................................................................................................29
2. Tecnología Clúster ......................................................................................................................................30

2.1. Características..............................................................................................................................................31

2.2. Beneficios de la tecnología Clúster .....................................................................................................33
2.3. Familias y herramientas ..........................................................................................................................34

2.3.1. Cluster Beowulf.................................................................................................................................34
2.3.2. Clusters HA con LVS........................................................................................................................37
2.3.3. Clústeres SSI.......................................................................................................................................39

Capítulo 2 - CLUSTER DE ALTO RENDIMIENTO EN UN CLOUD................................. 42

1. Antecedentes.................................................................................................................................................42
2. Estado actual.................................................................................................................................................44
3. Descripción del modelo propio .............................................................................................................46

3.1. Arquitectura del modelo..........................................................................................................................46
3.2. Implementación del modelo...................................................................................................................47

3.2.1. Implementación de la nube. .......................................................................................................48
3.2.2. Implementación del clúster. .......................................................................................................52
3.2.3. Instalación y configuración del clúster .................................................................................53



CLÚSTER DE ALTO RENDIMIENTO EN UN CLOUD. EJEMPLO DE APLICACIÓN EN CRIPTOANÁLISIS DE FUNCIONES HASH

Universidad de Almería - Septiembre de 2011

Capítulo 3 - RENDIMIENTO DEL ELASTIC CLOUD .................................................... 55

1. Entorno de prueba......................................................................................................................................55
2. Ejecución.........................................................................................................................................................56

2.1. Benchmark Básico ......................................................................................................................................57

2.2. Benchmark NPB...........................................................................................................................................59
2.3. Análisis de resultados................................................................................................................................60

Capítulo 4 - EJEMPLO DE APLICACIÓN: CRIPTOANÁLISIS DE FUNCIONES HASH....... 62

1. Criptografía....................................................................................................................................................62
1.1. Criptosistemas ..............................................................................................................................................63

1.1.1. Criptosistemas según el tratamiento de la información...............................................64
1.1.2. Criptosistemas según el tipo de clave utilizada.................................................................65
1.2. Funciones hash.............................................................................................................................................66

1.2.1. Descripción de las funciones hash ...........................................................................................67
1.2.2. Características de las funciones hash ....................................................................................68
1.2.3. Paradoja del cumpleaños ............................................................................................................68

1.3. Algoritmos hash...........................................................................................................................................69

1.4. Criptoanálisis de las funciones hash...................................................................................................70
1.5. Aplicaciones de las f