1. IaaS en los estudios de inform´tica
a
Proyecto de Innovaci´n
o
.
Implantaci´n y puesta a punto de la infraestructura
o IES Gonzalo Nazareno
de un cloud computing privado para el despliegue de Dos Hermanas (Sevilla)
servicios en la nube IES Los Albares
Cieza (Murcia)
IES La Campi˜a
n
Arahal (Sevilla)
IES Ingeniero de la Cierva
Murcia

2. Cloud Computing
Tradicionalmente se definen tres capas:
Software as a Service (SaaS) Aplicaci´n completa ofrecida como
o
servicio en la nube (Servicios de Google, Salesforce.com,
Microsoft Office 365, . . . )
Platform as a Service (PaaS) Aplicaci´n completa para el desarrollo
o
ofrecida como servicio en la nube (Google App Engine,
Windows Azure, RedHat OpenShift, . . . )
Infrastructure as a Service (IaaS) Almacenamiento (tambi´n
e
denominado Storage as a Service) y capacidades de
c´mputo (m´quinas completas) ofrecida como servicio
o a
en la nube.
Aqu´ nos centraremos en la utilizaci´n de IaaS en las ense˜anzas de
ı o n
inform´tica
a
2 de 19

3. Tipos de IaaS
P´blico Una empresa ofrece IaaS a terceros, encarg´ndose de
u a
toda la gesti´n del Cloud. El caso m´s conocido es
o a
Amazon Elastic Cloud Computing (EC2).
Privado Una organizaci´n configura sus propios recursos como
o
IaaS para tener m´s flexibilidad y control total sobre sus
a
recursos.
H´
ıbrido Algunos servicios se gestionan en el cloud privado y
otros se transfieren a uno p´blico, normalmente utilizan
u
una API com´n que permita una buena integraci´n.
u o
3 de 19

4. Software para IaaS
Hay bastantes opciones, quiz´s las m´s relevantes sean:
a a
Privativo
Libre
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5. Cloud de infraestructura privado con software libre
La mejor opci´n para utilizar en un entorno educativo es un cloud de
o
infraestructura privado basado en software libre
¿Por qu´ privado? Permite control total sobre el cloud, utilizarlo sin
e
l´
ımites y conocerlo de forma detallada.
¿Por qu´ libre? Entre otros motivos:
e
• Permite control total sobre software
• Garantiza la independencia tecnol´gica
o
• Utiliza est´ndares
a
• Interoperabilidad
• Ahorro de costes
Las dos opciones m´s interesantes actualmente son OpenStack y
a
OpenNebula
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6. Evoluci´n metodol´gica
o o
Antes de ver las posibilidades que ofrece la utilizaci´n de IaaS en las
o
ense˜anzas de inform´tica, vamos a recapitular las fases por las que
n a
han pasado estas ense˜anzas1
n
• A la par de la evoluci´n tecnol´gica, se ha producido una evoluci´n
o o o
en los m´todos de ense˜anza de inform´tica, que podr´
e n a ıamos de
forma muy general separar en 3 fases:
◦ Primera fase: Utilizaci´n de equipos f´
o ısicos
◦ Segunda fase: Utilizaci´n de m´quinas virtuales
o a
◦ Tercera fase: Utilizaci´n de IaaS
o
• Estas fases no son excluyentes: una fase siempre puede incluir las
anteriores.
• Todas tienen ventajas e inconvenientes, pero la tercera fase ofrece
escenarios imposibles de utilizar anteriormente.
1
Nos
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referimos siempre a ense˜anzas pr´cticas, no a la tiza ;)
n a

7. Evoluci´n metodol´gica. Primera fase
o o
• Utilizaci´n de m´quinas f´
o a ısicas
◦ Una m´quina por alumno
a
◦ Algunos servidores compartidos
• Pros:
◦ F´cil despliegue y puesta en marcha
a
• Contras:
◦ Pr´cticas muy limitadas por n´mero de
a u
equipos y tipo de configuraciones
◦ Hardware poco variado
◦ Pr´cticas muy “acad´micas”
a e
◦ Muchos tiempos muertos entre
pr´cticas
a
7 de 19

8. Evoluci´n metodol´gica. Segunda fase
o o
• Utilizaci´n de m´quinas virtuales
o a
◦ Una m´quina por alumno
a
◦ Varias m´quinas virtuales por m´quina
a a
f´
ısica
• Pros:
◦ Cada alumno dispone de un entorno
“completo” e independiente
◦ Pr´cticas menos r´
a ıgidas
◦ Se aprende virtualizaci´n de forma
o
transversal
• Contras:
◦ Entorno m´s complejo
a
◦ Requiere equipos actualizados para los
alumnos
◦ Los alumnos tienen que administrar el
gestor de m´quinas virtuales
a
8 de 19

9. Evoluci´n metodol´gica. Tercera fase
o o
• Utilizaci´n de IaaS
o
◦ Un equipo convencional por alumno
◦ IaaS privado de la organizaci´n
o
• Pros:
◦ Enorme variedad de pr´cticas
a
◦ Utilizaci´n de entornos preconfigurados
o
◦ Simulaci´n de entornos reales
o
complejos
◦ Equipos b´sicos para los alumnos
a
◦ Se aprende IaaS de forma transversal
• Contras:
◦ Sistema muy centralizado
◦ Imprescindible administraci´n del Cloud
o
◦ Inversi´n inicial importante
o
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10. Simulaci´n de entornos reales
o
Un entorno real es dif´ de simular con MVs en un PC por sus
ıcil
propias limitaciones, pero en un cloud es asumible:
• Se puede simular una red con un n´mero importante de equipos
u
• Se puede utilizar la diversidad que se quiera de SOs
• Este entorno “real” pueden utilizarlo conjuntamente todos los
alumnos
• Puede estar disponible durante todo el curso sin interferir con otras
asignaturas
• Con el tiempo y el uso ir´n apareciendo conflictos y problemas
a
reales
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11. Nueva forma de aprendizaje
• La utilizaci´n de IaaS en el ´mbito acad´mico conlleva una nueva
o a e
forma de aprender
• Con el uso de MVs se hab´ impuesto una forma de aprender que
ıa
no era siempre la mejor, por ejemplo:
◦ Para utilizar un SGBD hab´ que instalarlo y configurarlo antes
ıa
◦ Para desplegar una aplicaci´n web, hab´ que configurar previamente
o ıa
todo el servidor de aplicaciones
◦ Para hacer pr´cticas de ZFS hab´ que instalar Solaris o FreeBSD
a ıa
• Un cloud puede contar con gran cantidad de im´genes
a
preconfiguradas de sistemas con muy diversas configuraciones ⇒
La forma de aprender no viene condicionada por la necesidad de
una configuraci´n previa, por ejemplo:
o
◦ Primero se utiliza el SGBD durante varias clases.
◦ Posteriormente, cuando sea oportuno, se aprende a instalarlo y
configurarlo
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12. Escenarios (I)
Instalaci´n y configuraci´n de un servicio
o o
Los pasos t´
ıpicos a seguir ser´
ıan:
• Cada alumno inicia una instancia del SO en el que va a instalar el
servicio (no es necesario que previamente sepa instalar ese SO).
• Realiza la instalaci´n del servicio
o
• Realiza la configuraci´n del servicio. Si esta configuraci´n dura
o o
m´s de una clase, suspende la instancia y la reinicia en la siguiente
a
clase.
• Una vez terminada la configuraci´n puede crear una instant´nea
o a
para utilizarla como base en posteriores pr´cticas.
a
• Si alg´n alumno no ha podido realizar la configuraci´n
u o
correctamente podr´ utilizar la instant´nea de un compa˜ero en
a a n
clases posteriores.
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13. Escenarios (II)
Despliegue de una aplicaci´n web
o
Los pasos t´
ıpicos a seguir ser´
ıan:
• Se prepara una imagen de un sistema en el que se configura de
forma precisa un completo servidor web con todos los m´dulos
o
necesarios. Se instala y configura un servidor git u otro scm.
• Cada alumno inicia una instancia de la imagen anterior y transfiere
la aplicaci´n web desde su equipo.
o
• Comprueba el funcionamiento en un servidor remoto (la instancia)
con similares caracter´
ısticas que tendr´ en un servidor remoto real.
ıa
• En caso de que tenga que utilizar la instancia durante m´s de una
a
clase, suspende y reinicia cuando sea necesario.
• En caso de fallos o errores, puede crear una nueva instancia a partir
de la imagen inicial o de una instant´nea guardada previamente.
a
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14. Escenario (III)
Utilizaci´n de herramientas de sistemas
o
• Se prepara una imagen del sistema que se quiera utilizar, por
ejemplo una imagen de un SO con soporte ZFS.
• Cada alumno inicia una instancia de la imagen anterior sin
necesidad de saber previamente c´mo se instala.
o
• Se asocian a la instancia varios vol´menes vol´tiles.
u a
• Se realizan pr´cticas de ZFS con los vol´menes anteriores.
a u
• Cuando se dominen las herramientas se plantea una instalaci´n del
o
SO sobre ZFS
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15. Escenarios. Resumen
• Esto no son m´s que tres ejemplos suficientemente diferentes para
a
ver las enormes posibilidades que se abren.
• En general, pueden plantearse pr´cticas m´s complejas, inviables
a a
en el esquema tradicional de uso de m´quinas virtuales por la
a
complejidad de configurar el escenario inicial y por los problemas
que acarrea una equivocaci´n del alumno durante el desarrollo de
o
la pr´ctica.
a
• Adem´s las pr´cticas no interfieren con otras asignaturas, parar la
a a
pr´ctica y continuar otro d´ es tan simple como suspender la
a ıa
instancia y reanudarla cuando se precise.
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16. Aprendizaje transversal
• El hecho de utilizar IaaS no como fin en s´ mismo sino como
ı
herramienta para aprender otros temas provoca que el alumno se
familiarice f´cilmente con la tecnolog´
a ıa.
• Este aprendizaje adquirido de forma continua es mucho m´s
a
significativo que si se impartiera como un tema en una asignatura.
• En la mayor´ de los casos es suficiente con esto, salvo en los
ıa
estudiantes de Administraci´n de Sistemas, que necesariamente
o
tendr´n que profundizar m´s en la materia.
a a
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17. Administraci´n del Cloud
o
• La administraci´n de los sistemas y en particular del cloud de una
o
organizaci´n no siempre se valora adecuadamente.
o
• La instalaci´n, configuraci´n y administraci´n del cloud es una
o o o
tarea compleja ⇒ exige personal cualificado y con suficiente
dedicaci´n.
o
• El cloud privado se convierte en el elemento fundamental para el
desarrollo de pr´cticas, esto puede suponer un inconveniente en
a
caso de errores y hay que planificar alternativas para momentos
puntuales.
17 de 19

18. Inversi´n inicial
o
• Al opta por software libre, la principal inversi´n son los servidores
o
que formar´n el cloud de infraestructura.
a
• Configuraci´n m´
o ınima: 3 servidores (1 gesti´n del cloud y 2 para
o
ejecuci´n de instancias)
o
• Configuraci´n recomendada: 2 servidores para gesti´n (en HA),
o o
1 para almacenamiento y 4 o m´s para ejecuci´n de instancias
a o
• Para la gesti´n del cloud es suficiente un equipo de caracter´
o ısticas
m´
ınimas.
• Para la ejecuci´n de instancias es necesario procesadores potentes
o
y mucha memoria RAM (entre 0,5 y 2 GiB por instancia)
• El almacenamiento depende del n´mero de im´genes, instant´neas
u a a
y vol´menes que sea necesario guardar.
u
• Sistema f´cilmente escalable, se puede empezar por una
a
configuraci´n m´
o ınima e ir a˜adiendo componentes a˜o a a˜o.
n n n
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19. Conclusiones
• Es necesario incluir Cloud computing en los curr´
ıculos
• No s´lo es importante conocer el Cloud, sino que utilizarlo
o
habitualmente en clase permite adquirir unas destrezas
significativas en su manejo
• Todas las capas de Cloud son interesantes, pero la que ofrece
mayores opciones es IaaS
• Una organizaci´n que implante un cloud de infraestructura
o
propiciar´ que sus alumnos hagan pr´cticas muy interesantes,
a a
dif´
ıcilmente realizables en otros entornos
• En el caso de alumnos de sistemas, disponer de un cloud de
infraestructura, permite conocer con detalle y en profundidad una
tecnolog´ para la que se prev´ una importante demanda futura
ıa e
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