Разработка средства управления пулами виртуальных машин для учебных заведений (Арина Захарова, OSEDUCONF-2024)

Ссылки сюда (1) →

Короткая ссылка: 20240630C

Докладчик

Арина Захарова

На сегодняшний день проблема импортозамещения проприетарных гипервизоров иностранной разработки стоит остро как никогда, в том числе и в учебных заведениях.

Однако даже в условиях наметившегося многообразия отечественных решений одной из составляющих этой проблемы остаётся невозможность группового создания и управления пулами идентичных виртуальных машин — крайне востребованной в образовательном процессе функции, позволяющей автоматизировать процесс подготовки к занятиям и быстрой переконфигурации большого числа виртуализованных лабораторных стендов.

Представленная работа освещает подход по созданию расширения для гипервизора с указанным функционалом управления пулами виртуальных машин на базе скрипта, обращающегося к API отечественного Open source-решения «Альт Виртуализация», расширяя его функционал возможностями, схожими с VMWare Horizon.

Видео

on youtube

Презентация

Thesis

• https://github.com/azibf/altv

В современном образовательном учреждении интеграция виртуализации на базе виртуальных машин является эффективным и мощным способом организации информационной инфраструктуры. Использование виртуальных машин позволяет значительно упростить управление и обслуживание серверов, сократить расходы на аппаратное обеспечение, повысить отказоустойчивость и гибкость в администрировании сетевых ресурсов. Применение виртуальных машин в учебном учреждении обеспечивает возможность создания отдельных изолированных сред для различных задач и пользователей, обеспечивая безопасность данных и доступ к ресурсам в соответствии с ролевыми полномочиями.

В целом, основными преимуществами такого подхода можно назвать:

• увеличение коэффициента использования аппаратного обеспечения;
• уменьшение затрат на замену аппаратного обеспечения;
• повышение гибкости использования виртуальных серверов;
• обеспечение высокой доступности;
• повышение управляемости серверной инфраструктуры;
• экономия на обслуживающем персонале;
• экономия на электроэнергии.

До ухода продуктов VMware с российского рынка решение vSphere было наиболее распространённым. Многие организации, в частности вузы, сталкиваются с проблемами при переходе на Open source решения, так как не могут найти комплексный аналог экосистемы VMware, наименее заменимой частью которой можно назвать платформу управления рабочими столами VMware Horizon.

Принцип работы VMware Horizon состоит в предоставлении виртуальных рабочих столов и приложений для конечных пользователей через централизованный виртуализированный инфраструктурный пул ресурсов. Эта технология обеспечивает гибкость, масштабируемость и безопасность в предоставлении доступа к рабочим столам и приложениям с любого устройства и из любой точки, основываясь на концепции виртуализации рабочего места.

VMware Horizon работает на базе виртуальной машины (VM), запуская гостевую ОС и приложения в изолированной среде на сервере виртуализации. Пользователи могут подключаться к виртуальному рабочему столу или приложению через клиентский софт или веб-браузер, где все вычислительные операции выполняются на сервере, а результаты передаются на устройство пользователя.

VMware Horizon обеспечивает возможность управления доступом, мониторинга, присвоения ресурсов и обновлений ПО через централизованный интерфейс администрирования. Это позволяет администраторам эффективно управлять бесперебойным функционированием виртуализированной инфраструктуры, гарантируя безопасность и надёжность предоставляемых сервисов для конечных пользователей.

При многочисленных достоинствах данного решения, существенная часть функционала не является необходимой для работы в небольших компаниях и учебных заведениях. Перегруженный интерфейс усложняет работу и увеличивает порог входа в администрирование платформы.

Одним их самых распространённых решений для импортозамещения в области гипервизоров можно назвать proxmox VE (Virtual Environment) — это платформа виртуализации, предоставляющая интеграцию виртуализации на уровне гипервизора (KVM) и контейнерной виртуализации (LXC) на одном сервере.

Proxmox позволяет администраторам создавать, управлять и мониторить виртуальные машины (VM) и контейнеры (LXC) с помощью веб-интерфейса, обеспечивая гибкость и удобство в управлении виртуализированными окружениями. Помимо этого, он интегрирует в себя гипервизор KVM с удобным управлением, что позволяет легко создавать, управлять, мигрировать и резервировать виртуальные машины, а также имеет удобное API.

Proxmox поддерживает контейнерную виртуализацию с помощью технологии LXC, что позволяет запускать несколько изолированных контейнеров на одном хост-сервере. Это гипервизор поддерживает создание кластеров из нескольких узлов, что позволяет повысить масштабируемость и отказоустойчивость виртуализированных окружений.

Очень важным фактором в пользу выбора Proxmox является активное сообщество пользователей и разработчиков, предоставляющее помощь, обновления и дополнительные ресурсы для эффективного использования платформы. Однако в Proxmox нет никакого встроенного аналога Horizon, а существующие альтернативы, например, OpenUDS, настраиваются и администрируются ещё сложнее проприетарного решения.

Данная проблема решается путём написания собственного аналога, основной идей которого будет простота развёртывания и использования. В условиях учебного заведения основными функциями платформы управления пулами виртуальных машин является возможность создания такого пула на базе золотого образа, его обновление, остановка и удаление. Для решения поставленных задач была написана программа на языке Python, обращающаяся к API Proxmox, а также удобный и понятный веб-интерфейс.