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Virtualizando con Xen

Tcnicas y herramientas de virtualizacin enentornos de servidor basadas en Software Libre

por @canonigos

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Presentacin

Quin Soy:

Mi Nombre: Javier Funes Mi Empresa: CANNIGOS (2008) Mi Correo:jfunes@canonigos.es Mi Twitter: @canonigos

A qu me dedico: Soluciones Informticas basadas en Software Libre Redes Inalmbricas, servidores e infraestructuras de red Desarrollo de apps. con metodologas giles Digenes de arquitecturas exticas (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

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Introduccin

Qu es la Virtualizacin Xen como proyecto de Software Libre Terminologa base Xen como sistema de Virtualizacin (I,II,III) Caractersticas de Xen Paravirtualizacin (PV) vs Virtualizacin Hardware (HVM) Xen Networking Herramientas de gestin y control consola (I,II) Herramientas de gestin y control X Bibliografa y Enlaces de inters

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Qu es la Virtualizacin ?

Conjunto de tecnologas que nos permiten simplificar y aprovechar almximo nuestra infraestructura tecnolgica.

Capacidad de ejecutar aplicaciones, sistemas operativos y dispositivos enun entorno lgico independiente de un sistema o hardware fsico

especfico. No es un trmino nuevo, la virtualizacin se viene utilizando desde los 60

en MAINFRAMES de IBM.

Actualmente funciona en equipos asequibles, desde pequeosdispositivos pasando por porttiles y grandes servidores lo cual ha

extendido su uso y ayudado a su difusin. Cuando nos referimos a Xen estamos hablando de Virtualizacin a nivel

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

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Ventajas de la Virtualizacin

Mejor uso del hardware existente.

Reduccin del gasto en hardware.

Reduccin de los costes en infraestructura.

Green Computing

Administracin simplificada y unificada (centralizacin).

Mayor uptime y recuperacin de errores ms rpida.

Aumento de capacidad se realiza ms rpido y transparente.

Desarrollo simplificado de soluciones tcnicas.

Instalacin de equipos rpida y simple. Desarrollo y testeo de aplicaciones ms fcilmente.

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Desventajas de la Virtualizacin

SPOF: Si falla el hardware que utilizamos para virtualizar pueden fallarvarios servicios hospedados en las mquinas virtuales. (A la vez!)

Diseo previo a la implantacin ms tedioso.

Congestin o uso excesivo de los recursos de Red.

Mayor complejidad de las configuraciones de Red.

Mayor complejidad de las tareas de Administracin en general

(sistemas distribuidos).

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Xen como proyecto de Software Libre

Nace en la University of Cambridge Computer Laboratory en 2001 comocontinuacin del proyecto XenoServers liderado por Ian Pratt*.

Es presentado oficialmente en 2003 en su versin 1.0 junto con undocumento llamado Xen and the Art of Virtualization **.

En 2005 se libera la versin 2.0.5 y se funda XenSource para dirigir laingente comunidad de desarrolladores y empresas apoyando el proyecto.

En 2006 se aade soporte para caractersticas vmx-svm de los fabricantesIntel/AMD en su versin 3.0 as 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 versin 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

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Terminologa Base

Hypervisor Monitor de mquina virtual

dom0 Sistema operativo privilegiado de caracter administrativo paragestin de Xen.

domU Mquina virtual (PV oHVM) que corre encima del sistema

Hypervisor Paravirtualizacin o PV Virtualizacin de componentes del sistema

mediante simplificacin de los mismos.

Virtualizacin hardware o HVM No requiere modificacin del sistemaoperativo virtualizado. Requiere un procesador compatible con

instrucciones vmx-svm. Rendimiento menor que PV.

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Xen como sistema de Virtualizacin - I

Basado en Hypervisor: Se sita entre el hardware y las mquinas virtuales(domUs) dndo una porcin de los recursos fsicos a cada una de ellas.

Gestiona la prioridad de acceso a los recursos fsicos de la mquina(scheduling, quotas).

Utiliza un sistema operativo privilegiado de carcter administrativo paragestionar las mquinas virtuales (dom0).

Necesita de un kernel modificado tanto para dom0 como para domU. Encaso de virtualizacin hardware (hvm) utiliza un emulador (QEMU).

Provee un conjunto de herramientas para interactuar con las mquinas

virtuales. Tambin disponemos de una API. Permite una gran portabilidad al tener una interfaz uniforme para el

hardware.

Caractersticas avanzadas como PCI-Passtrough y Live Migration

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Xen como sistema de Virtualizacin - II

xend Hypervisor corre encima del hardware y controla el dom0para gestionar las mquinas virtuales.

xendomains Mquinas virtuales controladas por el Hypervisorde Xen.

xenstore Base de datos que contiene informacin de estado paraser consultada por los xendomains.

xenbus Gestor virtual de dispositivos que trabaja sobre xenstore.

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Xen como sistema de Virtualizacin - III

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Caractersticas clave de Xen*

Hypervisor Ligero (2Mb aprox.) y Open Source

Mnimas modificaciones en el cdigo fuente del sistema operativo quehospeda los xendomains y en stos mismos.

Gran aislamiento entre xendomains (mquinas virtuales), evita riesgos

de seguridad

Paravirtualizacin sin apenas penalizacin 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/

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Paravirtualizacin (PV) vs VirtualizacinHardware (HVM)

ParaVirtualizacin: Se utiliza cuando los sistemas operativospueden ser modificados y su uso como mquina virtual no implica unadisminucin de rendimiento, permite conectar dispositivos dedicados a lamquina virtual (Tarjeta PCI, Ethernet, etc..). Ejemplo: Linux en la mayora

de sus distribuciones, FreeBSD, NetBSD, OpenSolaris

HVM: En caso contrario, si el sistema operativo no puede sermodificado por algn motivo (Licencia, Binarios, etc.) o si queremosutilizar ciertas caractersticas de paso de dispositivos (usb) que slo

estn disponibles por ahora en HVM. Necesitamos drivers paramejorar rendimiento.

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Xen Networking

Bridged Networking: La tarjeta de red (vif0) de la mquinavirtual se conecta dirctamente a la red (se puede aprovechar undhcpd interno). Configuracin por defecto. El domU aparece como unequipo ms en la red.

NAT Networking: Permite que las mquinas virtuales secomuniquen entre s mediante sus interfaces de red virtuales (vifX).Configuracin simple pero sin control de lo que hace cada mquina virtual.Posibles problemas de conectividad.

Routed Networking:El sistema dom0 (que hospeda las

mquinas virtuales) tiene que contar con una lnea en su configuracin deenrutamiento por cada mquina virtual. stas se conectan directamente ala red sin problemas de conectividad.Dos redes diferentes, real y virtual.

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Herramientas de gestin y control consola - I

xm : permite interactuar con el hypervisor, controlarlos recursos y su disponibilidad as como crear y pararxendomains. 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

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Herramientas de gestin y control consola - II

Xen-Tools*

Permite la instalacin y configuracin de mquinasvirtuales basadas en GNU/Linux Debian y

derivados. Automatiza procesos de creacin

Utiliza debootstrap para instalar el sistemaoperativo de la mquina virtual. xen-create-image xen-delete-image

xen-list-images

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

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Herramientas de gestin y control X

OpenXenManager: Clon de la aplicacinpropietaria de CITRIX XenCenter. Escrita enpython. 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

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Bibliografa y enlaces de inters

Libros (en):

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)

Papers (en):

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

Enlaces: XenFAQ: http://wiki.xensource.com/xenwiki/XenFaq

XenBLOG: http://blog.xen.org

XenPAPERS: http://www.xen.org/community/xenpapers.html

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Preguntas

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Creative Commons

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