PDF de programación - Virtualizando con Xen

Virtualizando con Xen

virtualización en entornos de servidor

Técnicas y herramientas de
basadas en Software Libre por

@canonigos

Presentación

Quién Soy:

• Mi Nombre: Javier Funes
• Mi Empresa: CANÓNIGOS (2008)
• Mi Correo: [email protected]
• Mi Twitter: @canonigos

A qué me dedico:
• Soluciones Informáticas basadas en Software Libre
• Redes Inalámbricas, servidores e infraestructuras de red
• Desarrollo de apps. con metodologías ágiles
• Diógenes de arquitecturas exóticas (sparc, ppc, arm, pa-risc)
• Debianita
• Colaborador activo en listas de correo: Xen-users, Bacula-Users,

PHP-ES, ror-es, Symfony, rtorrent-l10n, PostFix, Open-iSCSI…

Introducción

• Qué es la Virtualización
• Xen como proyecto de Software Libre
• Terminología base
• Xen como sistema de Virtualización (I,II,III)
• Características de Xen
• Paravirtualización (PV) vs Virtualización
Hardware (HVM)
• Xen Networking
• Herramientas de gestión y control – consola (I,II)
• Herramientas de gestión y control – X
• Bibliografía y Enlaces de interés

¿ Qué es la Virtualización ?

• Conjunto de tecnologías que nos permiten simplificar y aprovechar al

máximo nuestra infraestructura tecnológica.

• Capacidad de ejecutar aplicaciones, sistemas operativos y

dispositivos en un entorno lógico independiente de un sistema o
hardware físico específico.

• No es un término nuevo, la virtualización se viene utilizando desde los

’60 en MAINFRAMES de IBM.

• Actualmente funciona en equipos asequibles, desde pequeños

dispositivos pasando por portátiles y grandes servidores lo cual ha
extendido su uso y ayudado a su difusión.

• Cuando nos referimos a Xen estamos hablando de Virtualización a

nivel servidor y sistema (hardware). Otros tipos (Aplicación: ByteCode
en Java y CLR en .NET ; Escritorio: VNC, RDP, LTSP; Red: TUN, TAP,
VRF; Almacenamiento: RAID, LVM, EVMS)

Ventajas de la Virtualización

• Mejor uso del hardware existente.
• Reducción del gasto en hardware.
• Reducción de los costes en infraestructura.
• Green Computing
• Administración simplificada y unificada (centralización).
• Mayor uptime y recuperación de errores más rápida.
• Aumento de capacidad se realiza más rápido y

transparente.

• Desarrollo simplificado de soluciones técnicas.
•
• Desarrollo y testeo de aplicaciones más fácilmente.

Instalación de equipos rápida y simple.

Desventajas de la

Virtualización

• SPOF: Si falla el hardware que utilizamos para virtualizar

pueden fallar varios servicios hospedados en las
máquinas virtuales. (A la vez!)

• Diseño previo a la implantación más tedioso.
• Congestión o uso excesivo de los recursos de Red.
• Mayor complejidad de las configuraciones de Red.
• Mayor complejidad de las tareas de Administración en

general (sistemas distribuidos).

Xen como proyecto de

Software Libre

• Nace en la University of Cambridge Computer Laboratory en 2001 como continuación

del proyecto XenoServers liderado por Ian Pratt*.

• Es presentado oficialmente en 2003 en su versión 1.0 junto con un documento

llamado “Xen and the Art of Virtualization” **.

• En 2005 se libera la versión 2.0.5 y se funda XenSource para dirigir la ingente

comunidad de desarrolladores y empresas apoyando el proyecto.

• En 2006 se añade soporte para características vmx-svm de los fabricantes Intel/AMD

en su versión 3.0 así como soporte SMP.

• En 2007 CITRIX compra XenSource (500 mill. $) y convierte al equipo de desarrollo en

parte del XenServer Product Group. Se libera la versión 3.1.

• En 2008 se da soporte para los siguientes kernels: Linux Kernel 2.6.18, Solaris 10,

OpenSolaris, FreeBSD 6.3, Net/OpenBSD.

• En la actualidad se trabaja en la rama 4.0.x y 3.4.x

* http://www.cl.cam.ac.uk/~iap10/
** http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/papers/2003-xensosp.pdf

Terminología Base

• Hypervisor – Monitor de máquina virtual
• dom0 – Sistema operativo privilegiado de caracter

administrativo para gestión de Xen.

• domU – Máquina virtual (PV o HVM) que corre encima del

sistema Hypervisor

• Paravirtualización o PV – Virtualización de componentes del

sistema mediante simplificación de los mismos.

• Virtualización hardware o HVM – No requiere modificación
del sistema operativo virtualizado. Requiere un procesador
compatible con instrucciones vmx-svm. Rendimiento menor
que PV.

Xen como sistema de

Virtualización - I

• Basado en Hypervisor: Se sitúa entre el hardware y las máquinas

virtuales (domU’s) dándo una porción de los recursos físicos a cada una
de ellas.

• Gestiona la prioridad de acceso a los recursos físicos de la máquina

(scheduling, quotas).

• Utiliza un sistema operativo privilegiado de carácter administrativo para

gestionar las máquinas virtuales (dom0).

• Necesita de un kernel modificado tanto para dom0 como para domU. En

caso de virtualización hardware (hvm) utiliza un emulador (QEMU).

• Provee un conjunto de herramientas para interactuar con las máquinas

virtuales. También disponemos de una API.

• Permite una gran portabilidad al tener una interfaz uniforme para el

hardware.

• Características avanzadas como PCI-Passtrough y Live Migration

Xen como sistema de

Virtualización - II

• xend – Hypervisor corre encima del hardware y
controla el dom0 para gestionar las máquinas virtuales.
• xendomains – Máquinas virtuales controladas por
• xenstore – Base de datos que contiene información
• xenbus – Gestor virtual de dispositivos que trabaja

de estado para ser consultada por los xendomains.

el Hypervisor de Xen.

sobre xenstore.

Xen como sistema de

Virtualización - III

Características clave de

Xen*

• Hypervisor Ligero (2Mb aprox.) y Open Source
• Mínimas modificaciones en el código fuente del sistema

operativo que hospeda los xendomains y en éstos mismos.

• Gran aislamiento entre xendomains (máquinas virtuales), evita

riesgos de seguridad

• Paravirtualización sin apenas penalización de rendimiento (2%)
• Soporte HVM y drivers GPLPV** con frecuentes actualizaciones
• Lista de correo de usuarios y desarrolladores muy activa
• Usado por multitud de empresas en ‘La Nube’ (Amazon,

Rackspace, GoGrid.com)

•http://www.xen.org/files/Marketing/WhyXen.pdf
** http://www.meadowcourt.org/downloads/

Paravirtualización (PV) vs

Virtualización Hardware (HVM)

• ParaVirtualización: Se utiliza cuando los sistemas
operativos pueden ser modificados y su uso como máquina
virtual no implica una disminución de rendimiento, permite
conectar dispositivos dedicados a la máquina virtual (Tarjeta
PCI, Ethernet, etc..). Ejemplo: Linux en la mayoría de sus
distribuciones, FreeBSD, NetBSD, OpenSolaris
• HVM: En caso contrario, si el sistema operativo no

puede ser modificado por algún motivo (Licencia,
Binarios, etc.) o si queremos utilizar ciertas
características de paso de dispositivos (usb) que sólo
están disponibles por ahora en HVM. Necesitamos drivers
para mejorar rendimiento.

Xen Networking

• Bridged Networking: La tarjeta de red (vif0) de la
máquina virtual se conecta diréctamente a la red (se puede
aprovechar un dhcpd interno). Configuración por defecto. El domU
aparece como un equipo más en la red.

• NAT Networking: Permite que las máquinas virtuales se
comuniquen entre sí mediante sus interfaces de red virtuales (vifX).
Configuración simple pero sin control de lo que hace cada máquina
virtual. Posibles problemas de conectividad.
• Routed Networking: El sistema dom0 (que hospeda las
máquinas virtuales) tiene que contar con una línea en su
configuración de enrutamiento por cada máquina virtual. Éstas se
conectan directamente a la red sin problemas de conectividad.Dos
redes diferentes, real y virtual.

Herramientas de gestión y

control – consola - I

• xm : permite interactuar con el hypervisor, controlar

los recursos y su disponibilidad así como crear y
parar xendomains.
– xm create fichero_de_configuracion.cfg [-c]
– xm delete nombre_maquina_virtual
– xm list
– xm log
– xm migrate xendomainid destino [-l]
– xm shutdown nombre_maquina_virtual
– xm help
– xm top
– xm subcomando help

Herramientas de gestión y

control – consola - II

• Xen-Tools*

– Permite la instalación y configuración de

máquinas virtuales basadas en
GNU/Linux Debian y derivados.

– Automatiza procesos de creación
– Utiliza debootstrap para instalar el

sistema operativo de la máquina virtual.
• xen-create-image
• xen-delete-image
• xen-list-images

•http://www.xen-tools.org/software/xen-tools/examples.html

Herramientas de gestión y

control – X

• OpenXenManager: Clon de la

aplicación propietaria de CITRIX
XenCenter. Escrita en python.
Multiplataforma. http://www.openxenmanager.com/
• XenWebManager: http://www.openxenmanager.com/
• OpenNebula: http://www.opennebula.org/
• Enomaly: http://www.enomaly.com/
• Convirture: http://www.convirture.com/index.php

Bibliografía y enlaces de

interés

– Running Xen: A hands-on guide to the Art of Virtualization (ISBN:

978-0-13-234966-3)

– Professional Xen Virtualization (ISBN: 978-0-470-13811-3)
– The Definitive Guide to: Xen Hypervisor (ISBN: 978-0132349710)

– Why Xen: http://www.xen.org/files/Marketing/WhyXen.pdf
– New to Xen: http://www.xen.org/files/Marketing/NewtoXenGuide.pdf
– Xen and the Art of Virtualization:

http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/papers/2003-xensosp.pdf

• Libros (en):

• Papers (en):

• Enlaces:

– XenFAQ: http://wiki.xensource.com/xenwiki/XenFaq
– XenBLOG: http://blog.xen.org
– XenPAPERS: http://www.xen.org/community/xenpapers.html

Preguntas

Creative Commons

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/