PDF de programación - Virtualizacion

Virtualización

Gilberto Moreno

gmoreno at cenditel.gob.ve
Alejandro Vazquez
avazquez at cenditel.gob.ve

Cisco Conference Academy Day

10/06/2001

Mérida, Venezuela

CENDITEL

http://www.cenditel.gob.ve

http://wiki.cenditel.gob.ve/wiki

CENDITEL tiene como
propósito ser un espacio
orientado a promover la
reflexión, investigación,
desarrollo y apropiación
de Tecnologías Libres.

¿Que es la virtualización?

Es un medio para crear una
versión virtual de un
dispositivo o recurso: software,
dispositivo de almacenamiento,
redes o incluso un sistema
operativo.

Esto se logra dividiendo el
físico recurso en uno o más
entornos de ejecución.

Virtualización de S.O.

Se lleva a cabo en una plataforma de hardware
mediante un software "anfitrión", que simula un
entorno computacional (máquina virtual) para su
software "huésped". Este software “huésped”, puede
ser un sistema operativo completo, que se ejecuta
como si estuviera instalado en una plataforma de
hardware autónoma.

Virtualización

➔ Se refiere a la abstracción de los recursos de una

computadora.

➔ Nos permite tener varios ordenadores virtuales

ejecutándose sobre el mismo ordenador físico.

➔ Permite ocultar detalles técnicos a través de la

encapsulación.

“La virtualización es, en términos generales, ofrecer
recursos que no existen en realidad ― Y mantener la
ilusión, tan bien como sea posible.” [1]

¿Que es un hipervisor?

El Hipervisor o VMM (Virtual Machine Monitor) crea
una capa de abstracción entre el hardware de la
máquina física (host) y el sistema operativo de la
máquina virtual (guest), siendo un medio para crear
una versión virtual de un dispositivo o recurso.

¿Que es un hipervisor?

los cuatro

Esta capa de software (VMM) maneja, gestiona y
recursos principales de una
arbitra
computadora (CPU, Memoria, Red, Almacenamiento)
repartiendo dinámicamente dichos recursos entre todas
las máquinas virtuales.

Idealmente, el kernel de cada una de las máquinas
virtuales no sabe siquiera que está siendo ejecutado
dentro de un hipervisor. Genera una ilusión completa.

Tipos de virtualización

Virtualización a nivel de librerías: Mediante librerías
se consigue una capa de compatibilidad que emula un
Sistema Operativo.
Permite ejecutar binarios de
otro Sistema Operativo.
Ejm: WINE, Cedega, etc.

Tipos de virtualización

Virtualización de aplicaciones (pseudo-code machine
): La MV crea un pequeño entorno virtual que aisla las
aplicaciones del hardware, del SO y de otras
aplicaciones.

Ejm: Java Virtual
Machine, LVM, P-code
machine, Parrot,
Smalltalk o MS-Common
Language Runtime.

Tipos de virtualización

Emulación del hardware: la máquina virtual simula
un hardware completo permitiendo correr de forma
aislada instancias de los Sistemas Operativos guest.
Ejm: Qemu, Bochs (MS-Virtual PC en Windows).

Tipos de virtualización

Virtualización con hypervisor: Las instancias de los
SO “guest” corren sobre el hypervisor, que les permite
acceder directamente al hardware y no a un hardware
simulado como en el caso de los emuladores.

Si no es necesario modificar el SO “guest” entonces es
virtualización completa. Ejm: Virtualbox, Vmware.

Tipos de virtualización

Cuando es necesario
modificar el SO “guest”,
entonces se denomina
Paravirtualización.
Ejm: Xen.

KVM, un módulo que
convierte el kernel
Linux en un
hypervisor. Ejm:
Proxmox.

Ventajas de la virtualización

➔ Compatibilidad HW
➔ Aislamiento
➔ Encapsulamiento
➔ Ahorro de energía
➔ Independencia del Hardware
➔ Aprovechamiento de los recursos de computo
➔ Estabilidad

Algunas desventajas

➔ Rendimiento inferior
➔ Limitaciones en el Hardware
➔ Proliferación de máquinas

virtuales

➔ Centralización de las máquinas

en un único servidor

➔ Portabilidad limitada entre

virtualizadores

Software disponible

➔ Xen: Modo asistido, Software Libre, soporte

multiplataforma, paravirtualización y virtualización
completa.

➔ KVM: Software Libre, virtualización completa.
➔ VirtualBox: Multiplataforma, componentes

propietarios.

➔ Proxmox: Multiplataforma, Software Libre
➔ VMWare: Privativo.
➔ Microsoft VirtualPC y HyperV: Privativos.

Virtualización y Software Libre

XEN

➔ Es un hipervisor puro.
➔ La primera MV que se crea se convierte en nuestro

sistema supervisor. En idioma Xen, Dom0.

➔ Todas las MV que se lancen despues son DomU.
➔ El kernel tiene que estar compilado para correr

dentro de la arquitectura virtual que nos ofrece Xen
― No se puede usar un kernel estándar.

Virtualización y Software Libre

KVM
➔ Agrega funciones de hipervisor a un núcleo

estándar de Linux

➔ KVM fue la primera solución de virtualización en

ser incluída en el núcleo de Linux (2.6.20)

➔ Hereda/incluye muy buena parte de Qemu.

➔ Las MV son sencillamente más procesos dentro del

árbol de procesos.

Conclusiones de Xen vs. KVM

PRO: Xen es un sistema maduro y probado, con
herramientas muy completas y robustas .
CON: Xen es muy intrusivo. Requiere parches
extensos al kernel.
CON: Xen no tiene el soporte completo de hardware
de un núcleo como Linux.

PRO: KVM es muy ligero, y fue aceptado ya como
parte del árbol oficial de Linux .
CON: KVM es aún nuevo como virtualizador; carece
de buenas herramientas de administración.

Caso práctico: CENDITEL

Plataforma inicial

Topología: Estrella.

Plataforma inicial muy discreta
➔ 2 servidores DELL 2950
➔ 1 switch Dell 3448.
➔ Enlace a Reacciun a través de FUNDACITE.
➔ Cableado interno en muy mal estado.

Caso práctico: CENDITEL

Sistemas y servicios iniciales
➔ Página web
➔ Correo
➔ Gforge

Proyecto de creación de un centro de datos
➔ Proyección de albergar sistemas nacionales.
➔ Re-cableado de toda la institución.
➔ Enlaces de fibra óptica.
➔ Adquisición de switches 3com 5500G.
➔ Adquisición 4 servidores adicionales.

Caso práctico: CENDITEL

Necesidad de expansión
➔ Falla de servidor principal.
➔ Aumento de proyectos de desarrollo.
➔ Aumento de necesidades tecnológicas y

servicios de red.

➔ Plataforma saturada.
➔ Planificación de plataforma con

servidores de alta densidad.

Diseño de esquema de red basada en anillos
➔ Administración des-centralizada.

Caso práctico: CENDITEL

Pruebas de sistemas virtuales
➔ Proxmox
➔ Virtualbox
➔ Xen

Instalación del primer sistema
virtualizado con XEN
➔ MV para Mirror Debian
➔ 2 MV para desarrollo de sistemas
➔ Tesis de grado: “ Esquema de servicios

paralelos para el aprovechamiento de
recursos de hardware de red ” - Nelma
Uzcategui.

Caso práctico: CENDITEL

➔ Medición de rendimiento de
MV en comparación con los
demás servidores en
producción.

➔ Concluye que al virtualizar con
Xen se aprovecha en mas de un
85% los recursos de hardware.

➔ Aplicación de virtualización a
toda la plataforma de computo
de CENDITEL.

Red actual de CENDITEL

6 servidores
físicos

Más de 50 MV
en producción...

Proyección de red CENDITEL

Conclusiones

➔ Debe realizarse una planificación inicial para

determinar las ventajas, desventajas y necesidades
reales de realizar el proceso de migración a
virtualización.

➔ Con virtualización puedes aprovechar al máximo

los recursos de computo.

➔ Se puede hacer asignación dinámica de recursos de

hardware según necesidades.

Conclusiones

➔ Xen provee una plataforma de virtualización muy
estable. Su administración es compleja y requiere
experiencia e GNU/Linux.

➔ Al dividir los servicios y aplicaciones en MV

separadas, se puede organizar mejor el esquema de
seguridad de una red.

Bibliografía

[1] Estratégias de virtualización. Gunar wolf -
http://www.gwolf.org/soft/virt
[2] Virtualización en Linux. Estrellate y arde.
http://www.estrellateyarde.org/discover/virtualizacion-en-linux
[3] Virtualización. Wikipedia.
http://es.wikipedia.org/wiki/Virtualizaci%C3%B3n
[4] Comprendiendo Xen, un caso práctico de
virtualización. Sergio Cayuqueo
[5] Análisis de virtualización de Sistemas Operativos.
Albert Lopez Medina. Universidad de Barcelona
[6] Virtualización con Xen. Saúl Ibarra

Ciclo de preguntas

Gracias por su atención.

Equipo de redes
CENDITEL - Mérida