Iaas en las enseñanzas de informática

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Iaas en las enseñanzas de informática

  1. 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 Nazarenode 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. 2. Cloud ComputingTradicionalmente 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 ninform´tica a 2 de 19
  3. 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 o3 de 19
  4. 4. Software para IaaSHay bastantes opciones, quiz´s las m´s relevantes sean: a a Privativo Libre4 de 19
  5. 5. Cloud de infraestructura privado con software libreLa mejor opci´n para utilizar en un entorno educativo es un cloud de oinfraestructura 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 costesLas dos opciones m´s interesantes actualmente son OpenStack y aOpenNebula 5 de 19
  6. 6. Evoluci´n metodol´gica o oAntes de ver las posibilidades que ofrece la utilizaci´n de IaaS en las oense˜anzas de inform´tica, vamos a recapitular las fases por las que n ahan 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 6 de 19 referimos siempre a ense˜anzas pr´cticas, no a la tiza ;) n a
  7. 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. 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. 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 9 de 19
  10. 10. Simulaci´n de entornos reales oUn entorno real es dif´ de simular con MVs en un PC por sus ıcilpropias 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 reales10 de 19
  11. 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 configurarlo11 de 19
  12. 12. Escenarios (I)Instalaci´n y configuraci´n de un servicio o oLos 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.12 de 19
  13. 13. Escenarios (II)Despliegue de una aplicaci´n web oLos 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. a13 de 19
  14. 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 ZFS14 de 19
  15. 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.15 de 19
  16. 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 a16 de 19
  17. 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. 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 n18 de 19
  19. 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 e19 de 19

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