ПРИЛОЖЕНИЕ Г Методические указания по выполнению

СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им.
И.И.Ползунова»
Памятка для студентов специальности 231000 Программная инженерия (квалификация
(степень) "бакалавр")
по изучению дисциплины
«Виртуализация информационной инфраструктуры» (8 семестр)
Составил Проф. каф. ПМ Е.Г.Боровцов
Утверждаю
Зав. кафедрой ПМ
«___» _______ 20___ года
1 Содержание дисциплины
Дисциплина «Виртуализация информационной инфраструктуры» изучается в 8
семестре.13 час- лекции, 26 час- лабораторные работы, 33 час- СРС. В ней будут
рассмотрены следующие темы.
1. Введение. Виртуализация, как механизм организации разделения ресурсов и
обеспечения независимости программной среды от аппаратных средств и архитектуры
вычислительных систем. [2 часа] Литература [14].
2. Исторические аспекты развития виртуализации. Обзор типов виртуализации,
механизмов виртуализации и наиболее распространённых программных продуктов.
Севрерные и DeskTop-продукты и особенности их применения. Аппаратная
виртуализация и её реализация в современных процессорах. [2 часа]
Литература[3,4,5,6,14 ]
3. Эмуляция оборудования и программной среды. Особенности эмуляции, достоинства и
недостатки. Примеры программных продуктов, использующих эмуляцию, их
характеристики, особенности функционирования, области применения.
[2 часа] Литература[1,2 ]
4.
Полная виртуализация и паравиртуализация. Принципы функционирования
гипервизоров, обзор продуктов, использующих полную виртуализацию и
паравиртуализацию, их характеристики, особенности и области применения.
[2 часа]. Литература [6,7,8,9]
5. Виртуализация уровня операционной системы. Принципы функционирования, обзор
продуктов, их характеристики, особенности и области применения
[2 часа]. Литература [14]
6. Виртуализация, как основа построения облачной инфраструктуры. Типы облаков и
основы их организации, предоставляемые виды сервиса, программные продукты для
реализации облачных платформ, их организация и основные характеристики.
[3 часа]. Литература [10,11,12]
2. Основная литература
1. Введение в основы иртуализации с KVM: Виртуальная энциклопедия «Linux порусски».Интернет-ресурс http://ruslinux.net/nlib.php?name=/MyLDP/vm/KVM/kvm_introduction.html — режим доступа
свободный.
2. М. Тим Джонс. Виртуальный Linux. Обзор методов виртуализации, архитектур и
реализаций. Интернет ресурс http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/l-linuxvirt/
- режим доступа свободный.
18
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
Дополнительная литература
3. Эмулятор QEMU:интернет-ресурс http://wiki.qemu.org/Manual — режим доступа
свободный.
4. Эмулятор DosBox: интернет-ресурс http://www.dosbox.com/wiki/Main_Page — режим
доступа свободный.
5. Гипервизор VirtualBox: интернет-ресурс https://www.virtualbox.org/ -режим доступа
свободный.
6. Гипервизор Vmware Player: интернет-ресурс
http://www.vmware.com/products/player/overview.html — режим доступа свободный.
7. Гипервизор Vmware Workstation:интернет-ресурс
http://www.vmware.com/products/workstation/overview.html — режим доступа
сободный.
8. Kernel Based Virtual Machine (KVM):интернет-ресурс http://www.linuxkvm.org/page/Main_Page — режим доступа свободный.
9. Гипервизор Xen:интернет-ресурс http://wiki.xen.org/wiki/Category:Manual — режим
доступа свободный.
10. Гипервизор Microsoft Hyper-V:интернет-ресурс http://www.microsoft.com/en-us/servercloud/hyper-v-server/default.aspx — режим доступа сободный.
11. Среда виртуализации Vmware vSphere: интернет-ресурс
http://www.vmware.com/products/datacenter-virtualization/vsphere/overview.html —
режим доступа свободный.
12. Xen Cloud Platform:интернет-ресурс http://wiki.xen.org/wiki/Category:Manual#XCP —
режим доступа свободный.
13. Apache CloudStack:интернет-ресурс http://cloudstack.apache.org/docs/en-US/index.html
— режим доступа свободный.
14. Облачная платформа OpenStack:интернет-ресурс http://docs.openstack.org/ - режим
доступа свободный.
Программное обеспечение и интернет-ресурсы
При выполнении лабораторных работ используются свободно распространяемые и демоверсии программного обеспечения, в частности VMware vSphere(60-дневная демо-версия
и свободно распространяемый гипервизор ESXi) - www.wmware.com, Xen Server
(свободно распространяемый гипервизор Xen и облачная платформа XCP) - www.xen.org,
HyperV(Полнофункциональный гипервизор Microsoft HyperV) http://technet.microsoft.com/en-US/evalcenter/dd776191.aspx, гиперизоры VirtualBox
(www.virtualbox.org), Vmware Player (www.vmware.com), эмуляторы QEMU
(www.qemu.org), DosBox (www.dosbox.com) а также операционнаые системы семейства
Linux (Свободное ПО) и Microsoft Windows, получаемые студентами в рамках
факультетской подписки MSDN AA.
19
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
3 График контроля
Темы
Контрольное
испытание
Время
проведения
1
Защита л.р.
3 неделя
Вес в
итоговом
рейтинге
0,05
2
3
4
5
Защита л.р.
Защита л.р.
Защита Л.Р.
Защита Л.Р.
5 неделя
6 неделя
7 неделя
9 неделя
0,05
0,05
0,05
0,05
6
7
7
Защита Л.Р.
Защита Л.Р.
Защита Л.Р.
зачет
10 неделя
12 неделя
13 неделя
0.05
0,05
0,05
0,6
Примечания
Реализация работы - 50
баллов, результаты защиты
работы 50 баллов.
--//---//---//---//---//---//---//--
Примечания. 1. Любая контрольная точка, выполненная после срока без
уважительной причины, оценивается по формуле
R=min(O, max(25, O–10*k)),
где O – количество баллов, на которые была бы оценена работа, если бы она была
выполнена в срок, к – число недель, прошедших после установленного срока.
2. Любая контрольная точка, выполненная до срока, оценивается по формуле
R=min(100, O1), O1=O, если O<25, O1=O+5*k, если O>=25,
где O – количество баллов, на которые была бы оценена работа, если бы она была
выполнена в срок, к – число недель, до установленного срока.
3. Любую контрольную точку можно пересдавать не более одного раза.
Лабораторная работа, сданная после окончания семестра, оценивается не более чем 25
баллами.
4. К зачету допускаются студенты, имеющие не более одной задолженности по
основным контрольным точкам (лабораторные, контрольный опрос). При наличии
задолженностей студенту на зачете выдаётся дополнительное практическое задание.
5. «Автоматы» по дисциплине «Виртуализация информационной инфраструктуры»
выставляются, если семестровый рейтинг превышает 94 балла.
4 Шкала оценок и правила вычисления рейтинга
В АлтГТУ принята 100-балльная шкала оценок. Именно эти оценки учитываются
при подсчёте рейтингов, назначении стипендии и в других случаях. Традиционная шкала
будет использоваться только в зачётных книжках. Соответствие оценок устанавливается
следующим образом: 75 баллов и выше – «отлично», 50 – 74 балла
– «хорошо», 25 –
49 баллов – «удовлетворительно», менее 25 баллов – «неудовлетворительно».
Успеваемость студента оценивается с помощью текущего рейтинга (во время
каждой аттестации) и итогового рейтинга (после зачета). Во всех случаях рейтинг
вычисляется по формуле:
RT = Sum(RiPi)/Sum(Pi)
где Ri – оценка за i-ю контрольную точку,
pi – вес этой контрольной точки.
Суммирование проводится по всем контрольным точкам с начала семестра до момента
вычисления рейтинга.
20
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
5 Возможности повышения рейтинга
Для студентов с высоким текущим рейтингом по их желанию может быть
организовано углубленное изучение предмета, выдано дополнительное задание. В этом
случае проводится дополнительный контроль. После проведения такого контроля (с
оценкой R*), текущий рейтинг пересчитывается:

(
1
0
0

R
)
(
R

5
0
)

T
R

R
.
T
T
1
0
0
21
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Методические указания по выполнению лабораторных работ по
дисциплине
"Виртуализация информационной инфраструктуры"
Г.1 Общие сведения о лабораторном практикуме
Г.1.1 Цель лабораторного практикума
Лабораторный практикум по дисциплине «Виртуализация информационной
инфраструктуры» служит для практического закрепления теоретических навыков,
полученных в ходе изучения лекционного материала и формирования необходимых
компетенций.
Цели выполнения лабораторных работ:
- закрепление теоретических знаний по дисциплине и применение этих знаний при
построении виртуальных окружений информационной инфраструктуры;
- развитие навыков выполнения самостоятельной работы, а также ее оформления и
представления результатов проделанной работы.
Г.1.2 Организация лабораторного практикума
Для посещения лабораторных занятий студенческая группа делится на подгруппы,
посещающие отведенные для них часы. Это позволяет использовать индивидуальный
подход к обучению, отвечать на возникшие вопросы и способствует лучшему усвоению
материала.
На каждую лабораторную работу выдается общее задание, соответствующее
изучаемому теоретическому материалу. Задания выдаются по мере изучения материала и
предполагают изучение предметной области, сбор и анализ требований. Информация о
темах лабораторных работ дана ниже.
Студент должен в соответствии с темой решить поставленную задачу и оформить
отчет о проделанной работе.
Для каждой лабораторной работы предусмотрены сроки ее выполнения и защиты.
Каждая работа оценивается по стобалльной шкале. В случае выполнения и/или защиты
работы после установленного срока, оценка может быть снижена.
Для каждой лабораторной работы необходимо:
- продемонстрировать результат выполнения работы;
- представить отчет о выполнении лабораторной работы,
 пройти защиту.
22
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012

Г.1.4 Темы лабораторных работ
Лабораторная работа № 1.
Тема: Работа с продуктами виртуализации уровня DeskTop.
Цели и задачи работы: Знакомство с продуктами виртуализации уровня DeskTop, их
начальной инсталляцией, конфигурированием и использованием.
Теоретические сведения о работе , примеры и рекомендации по выполнению работ
по построению программного окружения приведены в рабочей документации [2,5,6] и
конспекте лекций.
Задание к работе: Для заданного программного продукта оценить потребности
оборудования и построить рабочую конфигурацию.
Описание используемых средств для выполнения работы : техническая
документация, рабочая станция под управлением Windows или Linux, дистрибутивы
программных продуктов,подготовленные образы виртуальных дисков гостевых ОС .
Методика выполнения работы:
1.
Изучить техническую документацию.
2.
Определить параметры, критичные для функционирования системного ПО.
3.
Сконфигурировать аппаратное обеспечение в соответствии с требованиями
системного ПО.
4.
Развернуть программное обеспечение из имеющегося дистрибутива.
5.
Сконфигурировать ПО для работы заданного гостевого окружения.
6.
Установить из подготовленного образа гостевую ОС и убедиться в её
работоспособности.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист и текст работы, скриншоты,
иллюстрирующие работу гипервизора, и гостевой ОС.
Контрольные вопросы по лабораторной включают теоретические вопросы,
предложенные преподавателем.
Лабораторная работа № 2.
Тема: Первоначальная инсталляция и конфигурирование гипервизора KVM и
фронтенда QEMU.
Цели и задачи работы: Изучение особенностей и получение практических навыков
инсталляции и первоначального конфигурирования гипервизора KVM+QEMU.
Теоретические сведения о работе процедура инсталляции и конфигурирования
приведены в [1,6,13] и конспекте лекций.
Задание к работе: на серверном оборудовании установить Host-операционную
систему и необходимые пакеты, сконфигурировать KVM и QEMU, установить гостевую
ОС.
Описание используемых средств для выполнения работы : техническая
документация, серверное оборудование, сетевой коммутатор, свободно распространяемая
версия Linux, рабочая станция под управлением Linux или Windows 7,подготовленные
образы виртуальных дисков гостевых ОС .
Методика выполнения работы:
1. Изучить техническую документацию.
2. Инсталлировать базовую ОС и необходимые пакеты из репозиториев.
3. Используя удалённую рабочую станцию, сконфигурировать компоненты KVM и
23
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
QEMU.
4. Создать виртуальную машину, используя предварительно подготовленный образ.
5. Убедится в работоспособности виртуального окружения и гостевой ОС.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, скриншоты, иллюстрирующие работу по
конфигурированию средств виртуализации , созданную виртуальную машину и её
функционирование.
Контрольные вопросы по лабораторной включают теоретические вопросы,
предложенного преподавателем.
Лабораторная работа № 3.
Тема: Первоначальная инсталляция и конфигурирование гипервизора Citrix Xen Server
Цели и задачи работы: Изучение особенностей и получение практических навыков
инсталляции и первоначального конфигурирования гипервизора Citrix Xen Server.
Теоретические сведения о работе ,процедура инсталляции и конфигурирования
приведены в [7] и конспекте лекций.
Задание к работе: на серверном оборудовании установить и первоначально
сконфигурировать гипервизор Xen.
Описание используемых средств для выполнения работы : техническая
документация, серверное оборудование, сетевой коммутатор, свободно распространяемая
версия Citrix Xen Server, СХД, рабочая станция под управлением Windows XP SP3 или
Windows 7,подготовленные образы виртуальных дисков гостевых ОС .
Методика выполнения работы:
15. Изучить техническую документацию.
16. Инсталлировать гипервизор Citrix Xen Server.
17. Установить на рабочую станцию Xen Center для управления гипервизором.
18. Подключить к Xen Center сервер с установленным гипервизором.
19. Подключить СХД с использованием протокола NFS или iSCSI.
20. Создать виртуальную машину.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, скриншоты, иллюстрирующие работу
гипервизора, созданную виртуальную машину и права пользователя на неё..
Контрольные вопросы по лабораторной включают теоретические вопросы,
предложенные преподавателем.
Лабораторная работа № 4.
Тема: Первоначальная инсталляция и конфигурирование гипервизора Hyper-V
Цели и задачи работы: Изучение особенностей и получение практических навыков
инсталляции и первоначального конфигурирования гипервизора Hyper-V.
Теоретические сведения о работе ,процедура инсталляции и конфигурирования
приведены в [8] и конспекте лекций.
Задание к работе: на серверном оборудовании, сконфигурированном в лабораторной
работе №3 установить и первоначально сконфигурировать гипервизор Hyper-V.
Описание используемых средств для выполнения работы : техническая
документация, серверное оборудование, сетевой коммутатор, свободно распространяемая
версия Microsoft Hyper-V, СХД, рабочая станция под управлением Windows XP SP3 или
Windows 7,подготовленные образы виртуальных дисков гостевых ОС .
Методика выполнения работы:
24
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
1. Изучить техническую документацию.
2. Инсталлировать гипервизор Hyper-V.
3. Установить на рабочую станцию инструменты для управления гипервизором.
4. Подключить СХД с использованием протокола iSCSI.
5. Создать виртуальную машину и убедиться в её работоспособности.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, скриншоты, иллюстрирующие работу
гипервизора, созданную виртуальную машину и права пользователя на неё..
Контрольные вопросы по лабораторной включают теоретические вопросы,
предложенные преподавателем.
Лабораторная работа № 5.
Тема: Первоначальная инсталляция и конфигурирование Vmware vSphere
Цели и задачи работы: Изучение особенностей и получение практических навыков
инсталляции и первоначального конфигурирования среды виртуализации Vmware
vSphere.
Теоретические сведения о работе ,процедура инсталляции и конфигурирования
приведены в [9] и конспекте лекций.
Задание к работе: на серверном оборудовании установить и первоначально
сконфигурировать гипервизор ESXi, в среде гипервизора установить дополнительные
компоненты vSpere и гостевые ОС.
Описание используемых средств для выполнения работы : техническая
документация, серверное оборудование, сетевой коммутатор, демо-версия vSphere, СХД,
рабочая станция под управлением Windows XP SP3 или Windows 7, подготовленные
образы виртуальных дисков гостевых ОС.
Методика выполнения работы:
1. Изучить техническую документацию.
2. Инсталлировать гипервизор ESXi.
3. Установить на рабочую станцию инструменты для управления гипервизором.
4. Подключить СХД с использованием протокола iSCSI.
5. Установить компоненты vSphere в виде Virtual Appliance.
6. Используя готовые образы, создать не менее 2-х виртуальных машин и убедиться в
их работоспособности.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, скриншоты, иллюстрирующие работу
гипервизора, созданные виртуальные машины и их функционирование..
Контрольные вопросы по лабораторной включают теоретические вопросы,
предложенные преподавателем.
Лабораторная работа № 6.
Тема: Построение приватной облачной инфраструктуры на основе открытого решения XCP
Цели и задачи работы: Изучение особенностей и получение практических навыков
построения простейшей приватной облачной структуры на основе XCP.
Теоретические сведения о работе, процедура назначения ролей и конфигурирования
приведены в [10], конспекте лекций и системе on-line помощи.
Задание к работе: Используя стандартную дистрибуцию XCP, построить небольшое
приватное облако с поддержкой IaaS.
25
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
Описание используемых средств для выполнения работы : техническая
документация, серверное оборудование, сетевой коммутатор, дистрибутив XCP, СХД,
рабочая станция под управлением Windows XP SP3 или Windows 7, подготовленные
образы виртуальных дисков гостевых ОС .
Методика выполнения работы:
1. Используя представленный дистрибутив, инсталлировать XCP на серверное
оборудование.
2. Сконфигурировать компоненты инфраструктуры для использования.
3. Добавить в хранилище подготовленные образы ВМ.
4. Создать пользователей инфраструктуры.
5. Используя панель управления инфраструктурой, создать пример пользовательской
инфраструктуры.
6. Проверить работоспособность инфраструктуры путем выполнения тестовых задач.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, скриншоты, иллюстрирующие
конфигурирование инфраструктуры и пример пользовательской облачной
инфраструктуры.
Контрольные вопросы по лабораторной включают теоретические вопросы,
предложенные преподавателем.
Лабораторная работа № 7.
Тема: Построение приватной облачной инфраструктуры на основе решения Vmware vSphere
Цели и задачи работы: Изучение особенностей и получение практических навыков
построения простейшей приватной облачной структуры на основе Vmware vSphere.
Теоретические сведения о работе, процедуры построения и конфигурирования
приведены в [10], конспекте лекций и системе on-line помощи.
Задание к работе: Используя демо-версию дистрибуции vSphere Cloud Platform ,
построить небольшое приватное облако с поддержкой IaaS.
Описание используемых средств для выполнения работы : техническая
документация, серверное оборудование, сетевой коммутатор, виртуальное окружение,
построенное в работе №5, рабочая станция под управлением Windows XP SP3 или
Windows 7, подготовленные образы виртуальных дисков гостевых ОС .
Методика выполнения работы:
1. В виртуализованную среду, построенную в работе №5, установить дополнительные
компоненты, обеспечивающие построение приватного облака.
2. Сконфигурировать компоненты инфраструктуры для использования.
3. Добавить в хранилище подготовленные образы ВМ.
4. Создать пользователей инфраструктуры.
5. Используя панель управления инфраструктурой, создать пример пользовательской
инфраструктуры.
6. Проверить работоспособность инфраструктуры путем выполнения тестовых задач.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, скриншоты, иллюстрирующие
конфигурирование инфраструктуры и пример пользовательской облачной
инфраструктуры.
Контрольные вопросы по лабораторной включают теоретические вопросы,
предложенные преподавателем.
26
СТО АлтГТУ 10.62.1.2172-2012
Лабораторная работа № 8.
Тема: Построение приватной облачной инфраструктуры на основе решения Apache CloudStack.
Цели и задачи работы: Изучение особенностей и получение практических навыков
построения простейшей приватной облачной структуры на основе Apache CloudStack.
Теоретические сведения о работе, процедуры построения и конфигурирования
приведены в [11], конспекте лекций и системе on-line помощи.
Задание к работе: Используя сдандартные репозитории установить компоненты
облачной инфраструктуры Apache CloudStack , построить небольшое приватное облако с
поддержкой IaaS.
Описание используемых средств для выполнения работы : техническая
документация, серверное оборудование, сетевой коммутатор, виртуальное окружение,
построенное в работе №3, рабочая станция под управлением Windows XP SP3 или
Windows 7, подготовленные образы виртуальных дисков гостевых ОС .
Методика выполнения работы:
1. В виртуализованную среду, построенную в работе №3, установить дополнительные
компоненты, обеспечивающие построение приватного облака.
2. Сконфигурировать компоненты инфраструктуры для использования.
3. Добавить в хранилище подготовленные образы ВМ.
4. Создать пользователей инфраструктуры.
5. Используя панель управления инфраструктурой, создать пример пользовательской
инфраструктуры.
6. Проверить работоспособность инфраструктуры путем выполнения тестовых задач.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, скриншоты, иллюстрирующие
конфигурирование инфраструктуры и пример пользовательской облачной
инфраструктуры.
Контрольные вопросы по лабораторной включают теоретические вопросы,
предложенные преподавателем.
27