OpenStack como herramienta didáctica

Primer encuentro OpenStack Sevilla. Sevilla 15 de Abril de 2015

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Sobre nosotros

Profesores de Formación Profesional en el IES Gonzalo Nazareno de Dos Hermanas (Sevilla)
Administradores de Sistemas GNU/Linux
Detectamos demanda de formación en cloud computing
2011-2012: Proyecto de Innovación Mº Educación
Administramos un cloud privado OpenStack desde Abril 2012

Proyecto desarrollado junto al IES Los Albares de Cieza (Murcia), IES La Campiña de Arahal (Sevilla) e IES Ingeniero la Cierva de Murcia
No participó ninguna empresa del sector ni ninguna otra administración
Resultados del proyecto. La documentación técnica ya está obsoleta.
Respuesta a los resultados:
- Administración pública
- Empresas

Porque queremos instalar nuestro propio software para proporcionar IaaS
Porque tenemos demanda variable de infraestructura y queremos una autogestión ágil por parte de los usuarios
Porque es software libre
Porque es un proyecto estable, con muchos apoyos y muy buenas perspectivas de futuro
Porque tiene muchas funcionalidades
Porque podemos utilizar hardware convencional

Primeras pruebas en equipos convencionales
Nueva asignatura en 2º de ASIR sobre virtualización y cloud computing
Empezamos con OpenNebula 3 y OpenStack Diablo
Adquisición de servidores
Abril 2012: Instalación manual de OpenStack Essex (2012.1) sobre Debian Wheezy: Nova (KVM, nova-volume, nova-network), Keystone (SQL), Glance y Horizon. Nexentastor en el nodo de almacenamiento.
Varios alumnos hicieron su proyecto final sobre alguno de los componentes de esta instalación

Comienza la utilización en el aula: Sistemas, Servicios y Cloud Computing
Muy provechoso a pesar de encontrar numerosos errores
Comienzan las colaboraciones esporádicas en "Debian OpenStack Packaging Team"
Se informa de algunos errores encontrados y se proponen parches
Sólo se utiliza la nube para prácticas. Los servidores de la red siguen en MVs convencionales (KVM)

Nueva instalación manual en Septiembre
OpenStack Grizzly (2013.1) sobre Debian Wheezy (paquetes backport): Nova (KVM), Keystone (SQL), Glance, Cinder (LVM), Neutron (OVS) y Horizon
Inicialmente encontramos neutron muy complejo
Creación de usuarios, proyectos y redes con adduser-cloud
OpenStack más estable. Problemas con volúmenes e iscsi-target
Alumnos formados en OpenStack, pero aún no detectamos demanda del sector

Nueva instalación con ayuda de openstack-debian-ansible. Últimos ajustes hechos manualmente.
OpenStack Icehouse (2014.1) sobre Debian Jessie: Nova (KVM), Keystone (SQL), Glance, Cinder (LVM), Neutron (OVS), Horizon (HTTPS) y Heat
Sin problemas significativos. Muy buena experiencia por parte de los alumnos
Comenzamos a detectar interés en OpenStack en el sector
Empezamos a incluir algunos servicios no críticos en instancias

1 nodo controlador: Equipo básico con 1 CPU y 12 GiB de RAM
1 nodo de red:Equipo básico con 1 CPU y 16 GiB de RAM
1 nodo de almacenamiento: Equipo con 24 GiB de RAM, 1 SSD y 12 TiB en 6 HDs.
4 nodos de computación: 8 CPUs (80 cores) y 192 GiB de RAM

Equipos sobredimensionados para la demanda real. Habitualmente sólo utilizamos dos nodos de computación
El uso de RAM en los nodos controlador, de red y almacenamiento es bajo en nuestro entorno (4-5 GiB como máximo)
Uso mínimo de CPU (entornos de pruebas)
Relación inadecuada CPU/RAM. CPU allocation ratio: 16:1, RAM allocation ratio: 1.5:1
Mejoras pendientes: Alta disponibilidad, KSM y Ceph
Componentes a considerar: Ceilometer, Swift, Designate, Trove y Sahara

"No hay apenas diferencias entre el aprendizaje teórico y el aprendizaje práctico. Al menos en teoría."

Cada uno de los 70 alumnos cuenta con:

Un proyecto en el que puede crear las redes, subredes y routers que desee
Hasta 10 instancias
Hasta 10 volúmenes
Hasta 10 IPs flotantes
Se monta una infraestructura similar mantenida por el propio alumno durante todo el curso. Por ejemplo: targaryen, stark, lannister y greyjoy

Se propone un proyecto o una tarea a través de redmine
Los alumnos crean instancias y les asocian volúmenes si es necesario
Los alumnos añaden las claves públicas de los profesores para que estos puedan acceder a las instancias
Los alumnos se responsabilizan del mantenimiento
En determinados casos un alumno puede compartir una instantánea con sus compañeros
Se puede continuar el trabajo desde fuera del aula a través de la VPN
El profesor puede corregir desde cualquier lugar la tarea o el proyecto cuando finalice

Herramienta fundamental en el aprendizaje de los alumnos del IES Gonzalo Nazareno
Proporciona una forma ágil y sencilla de autogestionar la infraestructura, que es muy adecuada para las prácticas
Se aprende a administrar servidores de forma real
Combinado con una VPN permite la utilización continua de la infraestructura
Evita las limitaciones del uso de una nube pública
Supone mejorar las expectativas laborales de los alumnos
Supone mucho trabajo para los profesores implicados, pero a la vez una enorme satisfacción y mejora en su formación

Alberto Molina Coballes

José Domingo Muñoz Rodríguez