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Walter Fuertes Díaz, Fausto Meneses, Luis Guerra Cruz

MÉXICO-OCTUBRE DE 2011

XVI Congreso Internacional de Contaduría, Administración e Informática

MODELO DISTRIBUIDO PARA LA GESTION DE ENTORNOS VIRTUALES DE RED SIMULANDO

BALANCEO DE CARGAGrupo de Investigación de Sistemas

Distribuidos

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Contenido1. Introducción

Contexto, Declaración del Problema y Objetivos2. Estado del Arte

Plataformas de Virtualización, DMTF-CIM y WBEM, Grid-WSRF, Plataformas de despliegue

3. Propuestas y Contribución4. Conclusiones

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Contexto La Virtualización como una tecnología emergente

para crear escenarios de experimentación y/o producción de redes IP.

Temas predominantes: Entornos virtuales de Red (VNE); Plataformas de Virtualización como

infraestructura de despliegue; Modelado de Información; Gestión de configuración de VNE; Emulación de Prestaciones y servicios.

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Declaración del Problema Complejidad en la construcción y el despliegue de un

VNE; El despliegue y la liberación de los recursos virtuales

en un VNE es un paso crítico; Falta de interoperabilidad; Enfoque centralizado; La virtualización impone una sobrecarga (overhead)

¿Es en realidad un mecanismo útil para la emulación o dimensionado de redes?

¿Cómo resolver el problema de dependencia debido a la heterogeneidad de plataformas,

en el despliegue de un VNE?

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Objetivo

Definir un Modelo Genérico que permita construir y desplegar un VNE independientemente de la Plataforma de Virtualización.

Ha sido materializado a través de tres enfoques: Modelo analítico; Modelo de infraestructura de despliegue; y Modelo de gestión de la configuración.

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Estado del Arte (1/4) Virtualización

La Virtualización es la forma de particionamiento lógico [Humphreys06].

Tecnologías de Virtualización Completa; Paravirtualizada; A nivel de Sistema operativo; Nativa.

Plataformas VMware, VirtualBox, Qemu, Xen, UML (VNUML,

Netkit, MLN), Imunes, KVM, …..

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Estado del Arte (2/4)

SmartDomain VNUML [Galán09] Netkit [Raimondini08] MLN vBET VMware Virtual Center Xen Server Enomalism ConVirt

Emulab Modelnet PlanetLab

Plataformas de Despliegue de VMS

Herramientas para Test-beds

VMmark SPEC Unixbench

Herramientas para benchmarking

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Estado del Arte (3/4) DMTF-CIM y WBEM

Enfoque de la industria para la administración de objetos gestionados del mundo real

Componentes Lenguaje de Modelado y sintaxis (UML, MOF); CIM->Modelos de Gestión (nuclear, común, extensión); Reglas para encapsular sintaxis y el modelo (XML); Un mecanismo de transporte (HTTP);

CIM: Proporciona una visión conceptual orientada a objetos del entorno a gestionar

CIMOM: Son implementaciones que proveen acceso a clases e instancias CIM. Para ello suelen incluir un compilador MOF.

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Estado del Arte (4/4) Computación Grid

Coordinación de recursos no centralizados; Uso de estándares abiertos y QoS; Es una forma de colaboración entre personas u

organizaciones geográficamente distribuidas; Aporta mecanismos para:

Interactuar con los recursos; Mecanismos de búsqueda, gestión de recursos y

seguridad. WSRF

Es un conjunto de especificaciones para fusionar aplicaciones Grid y servicios Web en OGSA;

WS-Resource.

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Propuesta para desplegar VNE en entornos distribuidos Modelo basado en escenarios

distribuidos con VNUML

Switches

brA brAControlador

de despliegue

host1 host2

Net0 Net1 Net2vm1

vm2

vm3

vm5

vm4

<vnuml>

</vnuml>

Net2

vm5

vm4

vm4 vm5

host2

vm1 vm2 vm3

host1

vm4 vm5

host2

vm1 vm2 vm3

host1

(1) Segmentado

vm3

Net0vm1

vm2

VNUML VNUML

(2) Configuración interconexiones

(3) Sub-especificacion

es VNUML

VLAN 802.1q (Net1) VLAN 802.1q (interfaz host-controlador)Interfaz comandos SSH

Segmentador

creación,ejecución secuencias,eliminación

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Propuesta para desplegar VNE en entornos distribuidos Modelo basado en interfaz de

Servicios Web

ProcesoCliente

ProcesoServidor

InterfazWSDL-SOAP

•URL del servidor•Tipo de operación•Fichero XML de VNUML

Gestión de operaciones

Escenariovirtual 1

Escenariovirtual 2

Escenariovirtual n

Enlace físico o inalámbrico

Enlace virtual

Switch multicapa o router

ProcesoCliente

ProcesoServidor

InterfazWSDL-SOAP

•URL del servidor•Tipo de operación•Fichero XML de VNUML

Gestión de operaciones

Escenariovirtual 1

Escenariovirtual 2

Escenariovirtual n

Enlace físico o inalámbrico

Enlace virtual

Switch multicapa o router

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Modelo Distribuido para la Gestión de Entornos virtuales

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Modelo Distribuido para la Gestión de Entornos virtuales

Marco Conceptual para el Modelo Genérico

Plataformas de

Virtualización

Host físico

DMTF-CIM, CIM-Perfiles de Virtualización y otros enfoques

Modelado de redes de computadoras

Modelo del EVR utilizando técnicas de modelado CIM

VNE-CIM

VM1

VM2

VMn

Bridge virtual

Recopilar información sobre redes

Despliegue automático del EVR

Provee las plataformas de Virtualización

Realizar operaciones sobre los objetos gestionados que están representados en el CIMOM

EVR11

2 34

56

Provee recursos virtuales

Han sido modelados

Plataformas de

Virtualización

Host físico

DMTF-CIM, CIM-Perfiles de Virtualización y otros enfoques

Modelado de redes de computadoras

Modelo del EVR utilizando técnicas de modelado CIM

VNE-CIM

VM1VM1

VM2VM2

VMnVMn

Bridge virtual

Recopilar información sobre redes

Despliegue automático del EVR

Provee las plataformas de Virtualización

Realizar operaciones sobre los objetos gestionados que están representados en el CIMOM

EVR11

2 34

56

Provee recursos virtuales

Han sido modelados

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Diseño del Modelo Genérico de un VNE basado en CIM

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CIM_SettingData

..1

VNE-CIM Extension

valPlatform : string valVersion : stringvalPath : stringvalExeMode : stringvalTypeFileSystem : stringvalFileSystem : stringvalKernel : stringvalConsole : string

VNE_Configuration

CIM_Network

VNE_Network

CIM_ComputerSystem

VNE_ComputerSystem

CIM_HostedAccessPoint CIM_SystemComponent

VNE_HostedAccessPoint VNE_SystemComponentGroupComponent0..*

CIM_IPAssignmentSettingData

CIM_ElementSettingData

completeAddr : stringdevice1 : stringdevice2 : stringdevice3 : string[…]

VNE_CompleteAddrVNE_ElementSettingData

CIM_StaticIPAssignmentSettingData

InstanceID : stringIPv4Address : stringSubnetMask : string

VNE_StaticIPAssignmentSettingData

ManagedElement

0..1

0..*

CIM_ConnectivityCollection CIM_MemberOfCollection CIM_IPProtocolEndpoint

MaxConnections : uint16

VNE_ConnectivityCollection CollectionMember

VNE_IPProtocolEndpoint

0..1

Collection: ref VNE_ConnectivityCollectionMember : ref VNE_IPProtocolEndpoint

VNE_MemberOfLink

Modelo Distribuido para la Gestión de Entornos virtuales

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Modelo Distribuido para la Gestión de Entornos virtuales Conclusiones

Se ha diseñado un modelo genérico basado en DMTF-CIM que permite desplegar VNEs.

Para validar el modelo genérico, se ha implementado un sistema de gestión Java CIM-API

Los resultados de las pruebas, han demostrado la eficacia de esta aplicación.

La ventaja de este trabajo es que reduce la complejidad en la construcción y el despliegue de VNE utilizando diferentes plataformas de virtualización inclusive en diferentes hosts; además, aprovecha eficientemente los recursos con el algoritmo de balanceo de carga

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BALANCEO DE CARGAGrupo de Investigación de Sistemas

Distribuidos