Herramientas de Virtualización Prof.: Miguel A. González Ruz 16/11/07

Problema: En cursos relacionados con las redes de ordenadores es difícil realizar prácticas: Cada alumno o grupo debe disponer de varios ordenadores. Cada grupo de ordenadores debería formar una red independiente del resto. En la actualidad: La dotación de aulas de informática y ciclos asigna un ordenador por cada dos alumnos.

Solución: Virtualización

Arquitectura tradicional

Virtualización La capa de virtualización traduce cada llamada al hardware virtual de cada máquina en llamadas al hardware físico Permite compartir un mismo hardware físico entre varias máquinas virtuales

Ventajas Independencia del hardware tanto del sistema operativo como de las aplicaciones. Podemos mover y copiar las máquinas virtuales a cualquier equipo ya que son independientes del hardware real. Podemos simular con un solo equipo una red formada por varios.

Tipos de Virtualización Virtualización a nivel de sistema operativo

Tipos de Virtualización Virtualización nativa o completa

Opciones disponibles: Microsoft Virtual PC: Requiere Windows como sistema operativo host (anfitrión). Consume muchos recursos. Soporta menos tipos de S.O. en las máquinas virtuales. Xen: Es OpenSource. Requiere un SO linux como host y nos limita a utilizar SO linux adaptados (para virtualización) en las máquinas virtuales.

Opciones Disponibles VMWare: Puede funcionar con Windows, Linux y MacOS como S.O. host o incluso sin ninguno. Da soporte a muchos S.O. como máquinas virtuales. Dispone de versiones gratuitas y otras comerciales.

VMWare Versiones Gratuitas: VMPlayer: Permite la ejecución de máquinas virtuales pero no su creación. VMWare Server: Gestiona mejor los recursos de la máquina. Permite la ejecución de máquinas virtuales incluso sin haber iniciado sesión en el sistema. Ambas versiones necesitan instalarse sobre un S.O. host.

Versiones Comerciales VMWare Workstation: Pensado para equipos de escritorio. Necesita de un S.O. host. VMWare ESX Server: No necesita S.O. host (virtualización nativa) Pensado para la centralización y virtualización de servidores No es compatible con una gran lista de hardware doméstico.

Capa de virtualización Aislamiento Las diferentes máquinas virtuales son totalmente estancas e independientes unas de otras. Los sistemas operativos, ficheros, aplicaciones y datos están totalmente separados. Si un SO sufre un cuelgue no afecta de ningún modo a las demás maquinas virtuales.

Aprovisionamiento Se puede duplicar una máquina simplemente copiando los ficheros a otra carpeta Podemos tener una biblioteca de sistemas preconfigurados para generar uno nuevo cuando lo necesitemos

Comunicaciones Creación de conmutadores de red virtuales El tráfico de red entre VM va por el bus del servidor Direcciones fijas o DHCP Las máquinas virtuales tienen MAC únicas

Seguridad en el entorno virtual Separación total entre la máquina física y la virtual: el S.O. del “host” y el de los invitados son totalmente independientes. A nivel de datos, se encuentran en entornos físicamente separados. A nivel de comunicaciones, utilizan dispositivos de red independientes para todas sus comunicaciones, así como segmentos ethernet distintos Independencia total entre máquinas virtuales La seguridad a nivel de MV, se implementa de igual manera que en cualquier otra máquina física.

Redes en VMWare VMWare proporciona soporte de red a las máquinas virtuales incluso si el equipo host no tiene. Cada máquina virtual puede tener hasta 3 tarjetas de red. Se simulan hasta 9 switch diferentes designados como VMNet0 hasta VMNet8 y cada máquina virtual puede estar conectada a uno o varios de ellos. Cada Switch puede funcionar en cuatro modos modos: Bridget (por defecto el VMNet0) Host Only (por defecto el VMNet1) NAT (por defecto el VMNet8) Custom

Modo Bridget El modo bridget es el modo por defecto y permite a la VM comunicarse con el mundo exterior a través de la tarjeta de red del host. VMnet0 conecta la tarjeta de red virtual a la tarjeta física. Aunque la VM comparte la conexión Ethernet del host, aparece como un equipo completamente independiente en la Ethernet local con su propia dirección MAC e IP. Para las conexiones TCP/IP podemos asignar una dirección IP estática y obtener una dinámica de un servidor DHCP externo. El modo bridget por defecto conecta la VM al VMnet0, que está mapeado automáticamente a la primera tarjeta de red física disponible. Si se tiene más de una tarjeta de red se recomienda mapear manualmente el switch virtual a la tarjeta deseada.

Modo NAT El modo NAT permite a las máquinas virtuales compartir la dirección IP del host. El servidor DHCP integrado en VMWare asigna direcciones IP a las tarjetas de red virtuales y el sistema NAT traduce los paquetes entre la tarjeta de red del host y el sistema operativo virtual. Las VMs que utilizan NAT se conectan al switch VMnet8.

Modo Host Only Para el modo Host Only, VMWare instala una tarjeta virtual Ethernet en el SO host que se comunica con el switch VMnet1. Para el SO host es otra tarjeta de red más y se puede ver desde el panel de propiedades de red de Windows. VMWare también ejecuta un servidor DHCP conectado al switch VMNet1. En este modo el servico DHCP asignará direcciones a las tarjetas de las máquinas virtuales (y también a la tarjeta virtual que se crea en el host) que están conectadas al switch VMnet1. Esto permite la comunicación entre la máquina virtual y el SO host, pero no se enruta al mundo exterior. Múltiples máquinas virtuales pueden comunicarse también entre sí. Este modo permite la conexión de máquinas virtuales a redes externas a través del host. Esto se consigue configurando el enrutamiento de red o, incluso, un cortafuegos, en el host entre la tarjeta de red física y la virtual.

Modo Custom Utilizando el modo Custom podemos especificar directamente la conexión entre el switch virtual y la tarjeta ethernet virtual. Las VMs que se conectan a través de los switches no utilizados (VMNet2 al VMnet7) están completamente aisladas de la red física. De esta forma se puede crear un entorno de red completo en un única máquina y será invisible para la red física. El servicio DHCP de VMWAre es un servidor DHCP modificado que sólo puede servir direcciones a los switches VMNet. El servidor asigna direcciones de clase C. El tipo de direcciones se configura automáticamente en la instalación, donde se comprube que la subred no esté ya en uso en la red física. El servidor DHCP normalmente sólo sirve direcciones a las VMs conectadas al VMnet1 (host only) o al VMnet8 (NAT), pero puede configurarse también para servir direcciones al resto de switches.