dilluns, 19 de novembre de 2018
MONOGRÁFICO: Máquinas virtuales - Máquinas virtuales en el aula PDF Imprimeix Correu electrònic
SOFTWARE - General
Escrit per Montserrat Pérez Lobato, Alberto Ruiz, José Manuel Pérez Lobato, Juan Carlos Cano Romero   
divendres, 1 de juny de 2007 10:14
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MONOGRÁFICO: Máquinas virtuales
Herramienta de virtualización "Virtual PC 2007"de Microsoft
Herramienta de virtualización VirtualBox
Herramienta de virtualización VMWare Server 1.0
Máquinas virtuales en el aula
Emulador de PC Quemu
Instalación de dispositivos en una máquina virtual de VMWare
Problemas y soluciones con VMware
Instalación de Sistemas Operativos y Aplicaciones en VMWare
Configuración de redes virtuales con VMWare Server
Arranque dual (Windows y Linux) Con VMWare
Utilización de Linux-Ubuntu como administrador desde una consola de VMWare
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Máquinas virtuales en el aula

Introducción

La utilización de las máquinas virtuales está creciendo a un ritmo exponencial por la cantidad de ventajas que ofrece. Se prevé que para 2009 habrá más servidores virtuales que reales, ya que cada servidor real puede albergar muchos servidores virtuales, reduciendo los costes de mantenimiento. Los principales fabricantes de procesadores, Intel y AMD, ya incorporan en sus últimos chips extensiones de virtualización que incrementan el rendimiento de las máquinas virtuales. En un futuro no muy lejano habrá más PCs de usuario virtuales que reales. De hecho, los profesionales que hacen uso de esta tecnología, disponen de varias máquinas virtuales dentro de su máquina real. No faltara mucho para que se empiece a ofrecer hosting de máquinas virtuales para tener accesible nuestro PC virtual vía web. Está claro que la virtualización es una tecnología con futuro y poco a poco se está abriendo camino entre el gran público.
Varios servidores virtuales en un servidor real => menor mantenimiento

Una de las principales ventajas de las máquinas virtuales es que el entorno virtual es un entorno de hardware idéntico independientemente del PC real en el que se utilice. Esto permite que una máquina virtual creada en un PC, puede ejecutarse en otro PC completamente diferente, e incluso con sistema operativo diferente. Vmware mantiene un sitio web donde alojan cientos de máquinas virtuales creadas por empresas, instituciones o usuarios, con características particulares. Son las Virtual Appliances que se pueden descargar de http://www.vmware.com/VMTN»

Otra de las principales facilidades, es la clonación de máquinas virtuales. Tan solo hay que copiar en otro lugar la carpeta donde está almacenada una máquina virtual, para disponer de otra máquina virtual idéntica a la anterior, pero completamente independiente.

En este artículo, trataremos de ofrecer a los profesionales de la educación, algunas ideas o consejos de utilización de las máquinas virtuales en entornos educativos, que permitan en el día a día con los alumnos en el aula, conocer ejemplos de aplicación y disfrutar de sus ventajas.

Hay que tener en cuenta que para hacer un uso productivo de las máquinas virtuales, los PCs reales deben ser más bien modernos y tener al menos 512 MB de memoria, aunque mejor con 1 GB. De lo contrario, la máquina virtual irá mucho más lenta que el PC real y no merecerá la pena utilizarla. Se recomienda que la memoria de las máquinas virtuales no supere el 75% de la memoria física, para no 'ahogar' a la máquina real.

Utilización de otros sistemas operativos

La principal utilidad de las máquinas virtuales es la utilización de otros sistemas operativos distintos al sistema operativo de nuestro PC real, de forma simultánea. Una máquina virtual, a efectos prácticos es como una simulación de un PC en el que podemos instalar el sistema operativo que deseemos: Windows 95, 98, 2000, XP, 2000 Server, 2003 Server, o cualquier distribución de Linux como Debian, Ubuntu, Fedora, Mandriva, Linex, Guadalinex, Lliurex, MolinuX, MAX, etc...

A menudo, se suelen crear diferentes particiones en los discos duros de los PCs, para poder instalar varios sistemas operativos y así arrancar un sistema u otro según nuestras necesidades. Con esta tecnología, ya no es necesario por que podemos arrancar siempre nuestro sistema operativo y disponer de otros sistemas operativos en máquinas virtuales, lo cual es mucho más ventajoso ya que no implica reiniciar el PC.

Si el sistema operativo que hemos instalado en nuestro PC real es Windows, existe la posibilidad de crear una máquina virtual e instalar en ella nuestra distribución de Linux favorita. De igual forma, si el sistema operativo que hemos instalado en nuestro PC real es Linux, existe la posibilidad de crear una máquina virtual e instalar en ella la versión de Windows que necesitemos.

Con máquinas virtuales es fácil utilizar otro sistema operativo

Esto nos permitirá utilizar aplicaciones que sólo corren bajo un sistema operativo que no es el nuestro, sin necesidad de tener que reiniciar el PC con el otro sistema operativo.

Una utilidad interesantes de las máquinas virtuales en sistemas Windows es disponer de un servidor X-Windows para realizar conexiones gráficas remotas a sistemas Linux. Aunque disponemos de aplicaciones como cygwin que permiten disfrutar de un servidor X bajo Windows, quizás sea más apropiado instalar un sistema Linux en una máquina virtual y desde él, realizar las conexiones pertinentes por ssh a otros sistemas Linux.

Otra aplicación interesante de las máquinas virtuales bajo Linux, es la posibilidad de disponer de Windows en un sistema virtual para correr aplicaciones de gestión que solo funcionan bajo este sistema, como Abies, Gece2000 y otras.

Además, las máquinas virtuales no se suelen apagar, sino que lo normal es suspenderlas que es mucho más rápido. Si disponemos de un PC de los actuales, poner en marcha una máquina virtual que está suspendida, es cuestión de dos o tres segundos.

Menor mantenimiento de los PCs

En las aulas de informática, uno de los mayores problemas existentes es el mantenimiento de los PCs. Al ser utilizadas por muchos alumnos que hacen un uso muy variado de los PCs, es frecuente que, debido a la instalación de diferentes aplicaciones y cambios en las configuraciones, los PCs dejen de funcionar para los próximos alumnos que los van a utilizar, causando una pérdida de tiempo en la clase.

En lugar de utilizar los PCs reales, una alternativa en un aula es utilizar siempre máquinas virtuales a pantalla completa. Esto es posible ya que cuando el PC real tiene suficiente memoria, las máquinas virtuales van a una velocidad similar a la del PC real.

La gran ventaja de este sistema es el mantenimiento del PC. Si el usuario 'estropea' el PC virtual porque ha cambiado algo en la configuración o ha instalado algún programa perjudicial, con restaurar de nuevo la máquina virtual, todo volverá a funcionar pasados unos segundos.

Un problema que puede darse es que el usuario pulse sin querer la combinación de teclas que ceden el control del PC virtual al PC real. En Vmware, ésto ocurre al pulsar simultáneamente Ctrl + Supr. Si esta circunstancia se da muy a menudo, existe la posibilidad de cambiar dicha combinación de teclas por otra más complicada.

PCs del aula muy protegidos

Cuando un PC es utilizado por diferentes personas, los administradores, hartos de realizar labores de mantenimiento de los mismos, toman medidas drásticas como la congelación de los discos duros mediante tarjetas protectoras de disco, o la reducción de permisos al mínimo, limitando las posibilidades de utilización del PC por parte del alumno. La ventaja de proteger tanto los PCs es que se reducen de manera notable los trabajos de mantenimiento, porque rara vez los PCs dejan de funcionar. La desventaja principal es la limitación del uso de los PCs ya que los alumnos no podrán instalar aplicaciones o realizar cambios en la configuración cuando sea necesario.
Cuando un PC está muy protegido, el mantenimiento se reduce, pero es poco práctico

La utilización mixta de máquinas virtuales junto con las medidas de protección de los PCs reales como la congelación de los discos duros o la limitación de permisos, permitirá disfrutar de las ventajas de ambas tecnologías: bajo mantenimiento del PC real y utilización funcional del PC virtual.

Ejemplo 1: Supongamos que en una clase de informática tenemos los PCs protegidos y la contraseña del alumno es de usuario sin privilegios. Si se necesitan realizar actividades peligrosas como instalación de sistemas operativos, realización de particiones del disco duro, cambios de configuración de hardware, cambios en la configuración de red, etc... los alumnos no podrán realizar las actividades en el PC real porque no son administradores, pero podrían realizar dichas actividades en una máquina virtual quedando intacta la máquina real y así no perjudicar al próximo alumno que utilice el PC.

En la máquina virtual seremos administradores y tendremos control total

Ejemplo 2: Supongamos que tenemos la partición C: del sistema protegida con un congelador como Deep Freeze o un congelador por hardware, y otra partición E: sin congelar. Podríamos almacenar la máquina virtual en la partición E: y así el alumno podría instalar sus programas en dicha máquina virtual, de esta forma no habría que estar congelando y descongelando continuamente la partición del sistema para instalar las aplicaciones necesarias. La máquina real no sufriría cambios y funcionará perfectamente para el próximo alumno.

Al estar congelada la partición del sistema, el PC nunca fallará

Disco no persistente

Cuando en un aula se utilizan máquinas virtuales para proteger la máquina real y así reducir las tareas de mantenimiento, puede darse el caso que los alumnos estén continuamente enredando en la máquina virtual y tengamos que estar continuamente restaurando una máquina virtual original. Para evitar ésto, se puede configurar el disco duro de la máquina virtual como disco no persistente (Non persistent disk) que significa que los cambios que se realizan en el disco duro virtual durante la utilización del mismo, se realizan sobre unos archivos temporales que se descartan la próxima vez que reiniciemos la máquina virtual.

Utilizar discos virtuales no persistentes es equivalente a congelar la máquina virtual, pero sin necesidad de adquirir un congelador ya que es una característica de las aplicaciones de máquinas virtuales.

Esta opción es interesante también cuando tenemos prácticas con varios grupos y queremos que cuando se reinicie el PC, se descarten los cambios realizados por los anteriores alumnos y así tener el PC preparado para el siguiente grupo.

Un disco virtual se puede cambiar de 'persistente' a 'no persistente' en cualquier momento, sin necesidad de reiniciar el PC real.

Configuraciones especiales

Para impartir algunas materias, a veces es necesario instalar algunas aplicaciones concretas que requieran de una configuración especial y que solo van a ser utilizadas por un determinado profesor cuando imparte clase a un determinado grupo de alumnos. En ocasiones, dichas aplicaciones son incompatibles con otras aplicaciones que necesitan otros profesores, ocasionando trastornos a los profesores y alumnos a la hora de impartir sus clases.

Una solución a este problema es utilizar una máquina virtual para cada materia impartida, en la que estén instaladas las aplicaciones informáticas utilizadas por el profesor de dicha materia. Esto permite independizar las aplicaciones utilizadas en unas materias o en otras y evitar posibles problemas entre unas aplicaciones y otras.

Cada materia tiene su PC virtual, sin interferir unas con otras

Servidor de Intranet

Debido a las innumerables posibilidades y a las grandes ventajas que supone disponer de un servidor de Intranet, cada vez es más normal la existencia de dichos servidores en los centros educativos. Entre los servicios que ofrecen estos servidores destacan:
  • Servidor WEB con gestor de contenidos (MediaWiki, Joomla, Drupal, etc.): permite disponer de una página interna para uso docente.
  • Servidor DNS: facilita la administración, acelera la navegación y permite filtrar dominios prohibidos.
  • Servidor Proxy: acelera la navegación e incrementar la seguridad.
  • Servidor DHCP: facilita la configuración de red de los PCs.
  • Cortafuegos de red: incrementar la seguridad.

Este servidor suele instalarse sobre un PC real y es administrado por algún profesional experto desde el mismo centro educativo o remotamente desde el departamento correspondiente de la administración educativa o de alguna empresa encargada. En los centros educativos donde no disponen de dicho servicio, es algún profesor experto, quien se encarga de administrar el servidor de Intranet en sus ratos libres.

Una posibilidad para que todos los centros educativos dispongan de un servidor de Intranet, es instalarlo en una máquina virtual. Un profesional experto perteneciente a la administración educativa, instalaría y configuraría un sistema servidor (generalmente bajo Linux para evitar el incordio de las licencias) adaptado para los centros educativos. Dicha máquina virtual se podría colgar en una web para que se pueda descargar desde Internet. En el centro educativo tan solo tendrían que descargar y arrancar la máquina virtual para poder disfrutar de un servidor de Intranet y empezar a utilizar los servicios que ofrece.

Tan solo descargaríamos y arrancaríamos la máquina virtual con el servidor

El servidor debería disponer de un sistema de creación y restauración de copias de seguridad. Si desde el centro empezamos a utilizar el gestor de contenidos para formar nuestra Intranet, personalizamos el servidor DNS, realizamos cambios en el cortafuegos o reservas en el servidor DHCP, sería conveniente realizar copias de seguridad periódicas del sistema, por si algún día deja de funcionar. En tal caso, tan solo tendríamos que volver a restaurar la máquina virtual original y recuperar la copia de seguridad para tener de nuevo el servidor operativo. Además se podrían publicar diferentes versiones del servidor para diferentes necesidades e incluso se podrían ir actualizando con el tiempo. Esta labor la deberían realizar los profesionales de la administración educativa de forma que en el centro educativo tan solo habría que descargar la máquina virtual y restaurar la copia de seguridad.

Otra ventaja de utilizar máquinas virtuales como servidores es la posibilidad de poder disponer en un mismo PC real de varios servidores diferentes en máquinas virtuales diferentes, ejemplo, si queremos tener en una máquina el servidor web y en otra máquina diferente el servidor DN?S, el servidor DHCP y el cortafuegos, podemos utilizar dos máquinas virtuales diferentes, pero estar corriendo en la misma máquina real y así solo dejar encendido permanentemente un único PC.

Máquina virtual en el Pendrive

Una posibilidad para que los alumnos puedan realizar trabajo en el aula y continuar cómodamente en su casa, es tener la máquina virtual almacenada en un pendrive. De esta manera, cada alumno dispondría de su propia máquina virtual que podría personalizar a su gusto con las aplicaciones necesarias, sin interferir en el sistema del PC real donde lo ejecute.
Podemos llevar siempre encima nuestro PC virtual

Esta posibilidad ralentiza la máquina virtual porque actualmente, los pendrive son más lentos que los discos duros, pero es posible que en un futuro próximo ocurra al contrario.

Máquinas virtuales a mayor velocidad que las reales

Lo normal es que una máquina virtual tenga un rendimiento inferior a la máquina real en la que está ejecutándose. No obstante, la tecnología de virtualización está evolucionando bastante y, tanto Vmware Server como Qemu con qemu accelerator, alcanzan un rendimiento prácticamente idéntico al PC real, siempre y cuando en éste no se estén ejecutando otras aplicaciones que resten rendimiento al PC virtual.

 Ahora bien, si tenemos una máquina virtual en la que solamente hemos instalado el sistema operativo y las cuatro o cinco aplicaciones que necesitamos, tendremos un sistema ligero, en el cual, nuestras aplicaciones van a correr a toda velocidad ya que el PC virtual disfrutará de toda la potencia del PC real sin el lastre que suponen decenas de aplicaciones instaladas que restan memoria y velocidad de proceso cuando se mantienen residentes en ejecución.

Algunos consejos para mantener en forma las máquinas virtuales son:

  • Instalar solo las aplicaciones necesarias. Cuantas menos, mejor.
  • Mantener desfragmentado el disco duro del PC real y mantener libre al menos un 25 % del espacio.
  • Mantener desfragmentado el disco duro del PC virtual.
  • Deshabilitar efectos visuales del PC virtual.
  • Deshabilitar dispositivos innecesarios del PC virtual.

El futuro: máquina virtual remota

De igual forma que en Internet existen servidores de hosting que por un precio de unos 60 euros anuales nos ofrecen espacio en sus servidores para crear nuestros sitios web, pronto ofrecerán un PC virtual al que poder conectarnos remotamente.

En dicho PC, un usuario podría tener sus documentos, aplicaciones y el correo electrónico, y podría utilizarlo de forma remota desde cualquier lugar. Esto permitiría utilizar el PC desde el trabajo, desde casa, desde una PDA, un teléfono móvil y desde cualquier lugar con conexión a Internet, con la ventaja de tener siempre a mano nuestro PC configurado a nuestro gusto y con todas nuestras herramientas disponibles.



 

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