Diseñar una máquina virtual para una aplicación específica.

En la asignatura se ha visto como crear almacenamiento virtual y máquinas virtuales completas. Lo importante en una máquina virtual, desde el punto de vista de un devops, es que esté adaptada a la tarea a la que se dedica. En un entorno de desarrollo de software tendremos una máquina que se encargue de testear la aplicaciones, otra para desarrollo, una última para producción. Todas se pueden virtualizar y cada una tendrá características diferentes. Desde el punto de vista de sistemas, una máquina debe usar los recursos necesarios para su funcionamiento correcto, y ni uno más, por lo que con la flexibilidad que se tiene para el uso de memoria, número de CPUs y almacenamiento se puede diseñar una máquina con los requisitos necesarios.

En esta práctica se hace énfasis en este proceso de diseño; los comandos necesarios para configurar una máquina se conocen, pero el que una configuración u otra sea la más adecuada depende de los conocimientos adquiridos en otras asignaturas: hace falta diseñar la carga de trabajo, probar diferentes configuraciones y justificar, finalmente, que la configuración elegida es la óptima (o al menos suficientemente buena) para una finalidad determinada.

Se pueden usar tanto máquinas virtuales locales como máquinas en la nube como una combinación de ambas si se considera necesario. De la misma forma, se puede usar sólo una, o bien varias máquinas virtuales si se ve que por temas de seguridad o cualquier otro es más conveniente.

Para la realización de esta práctica se instalaran varias máquinas virtuales .El software de virtualización utilizado sera el ya conocido por su utilización en otras asignaturas, Oracle VM VirtualBox, capaz de instalar máquinas con arquitecturas de 32 o 64 bits(arquitecturas x86/amd64). Este software es de libre distribución y lo podemos instalar desde el terminal de nuestra máquina o para aquellos usuarios que lo desconozcan desde el centro de software de Ubuntu.

sudo apt-get install virtualbox

Lo que se hara en cada máquina será modificarlas para probar con distintas configuraciones como el tamaño de memoria RAM para comparar sus prestaciones y determinar cuales son los recursos apropiados para el correcto funcionamiento de una aplicacion en nuestra maquina virtual.

En primer lugar se va a instalar el S.O.Debian7.3.0 que podemos descargar desde http://www.debian.org/index.es.html. Después procederemos con el sistema operativo Kubuntu en la versión 12.04 LTS que podemos descargar desde http://www.kubuntu.org/getkubuntu. Ambas versiones que instalaremos son de 64bits ya que nuestra máquina lo soporta.

Una vez instaladas las maquinas virtuales de Debian y Kubuntu se compararan dichas máquinas con Apache Benchmark, tambien conocido en otras asignaturas como Ingenieria de Servidores (ISE) el cual realiza pruebas de carga a un servidor apache y muestra una serie de resultados obtenidos.

Arrancamos VirtualBox, pinchamos en nueva y introducimos el nombre y el tipo de máquina que vamos a instalar.

A continuación indicamos el tamaño de la memoria:

Creamos un disco duro virtual y seleccionamos el siguiente tipo:

Por último indicamos la capacidad del disco duro virtual:

Ahora iniciamos la máquina indicandole donde tenemos la imagen iso descargada y completamos una serie de pasos como idioma, fecha, nombre de la maquina, nombre de usuario y contraseña, programas a instalar etc.

Otra captura más:

Otra captura arrancando:

Aqui vemos como se carga el GRUB:

y por último la máquina funcionando:

De la misma forma que para instalar la máquina virtual de Debian hacemos para kubuntu. En esta ocasión, ya que la creación de la máquina en virtualBox es identica solo que para este sistema, nos centraremos en la instalación del sistema operativo:

Seleccionamos 'Start Kubuntu' y empieza a cargarse el proceso de instalación:

Seleccionamos el idioma y pulsamos en instalar el sistema operativo:

Seleccionamos el tipo de instalación:

Seleccionamos la zona horaria:

Configuramos el teclado:

Ahora el nombre de usuario, contraseña, nombre del equipo, etc, etc.

Configurados estos parámetros, comienza el proceso de instalación:

Una vez instalada, reiniciamos la máquina:

Aqui una captura funcionando Kubuntu:

Una vez instaladas, con apache benchmark se comparará cada máquina para cuatro configuraciones distintas de memoria RAM; La configuración inicial de 512MB e iremos incrementando a 1024MB, 2048MB, 3072MB(Tengo 8GB en mi máquina anfitriona). Descartamos comenzar probando con menos memoria de 512MB ya que hoy en día es difícil encontrar alguna computadora con estas características.

Para cada una de los tamaños de la RAM, los cuales modificamos desde virtualBox, seleccionando la máquina y en la pestaña configuración modificando dicho valor se obtendran los resultados y se compararan con el propio SO para obtener conclusiones parciales del mismo y posteriormente con el otro SO a analizar para determinar por cual máquina deberiamos decantarnos. Para cada configuración se probara con uno y dos procesadores.

Para poder hacer uso de apache benchmark tenemos que instalar previamente el servidor Apache: En Debian lo instalamos con la siguiente orden desde el terminal de la máquina virtual:

su apt-get install apache2

Ahora instalamos ApacheBenchmark:

apt-get install apache2-utils

En esta captura se muestra la instalación del servidor Apache y del Apache Benchmark:

La aplicación sobre la que realizaremos las pruebas la alojaremos en el servidor local (localhost) y será la utilizada hasta ahora en las prácticas 1 y 2 de la asignatura, el Periódico de la asignatura de Tecnologías web (TW). Para tener la aplicación en nuestras máquinas virtuales, se ha subido a la cuenta de Dropbox y una vez dentro de las maquinas se han descargado desde la aplicación de dropbox que previamente hemos descargado e instalado. La copiamos dentro del directorio /var/www y cambiamos los permisos como vemos en la siguiente captura:

Aquí la aplicación funcionando en Debian:

Aqui la aplicacion funcionando en Kubuntu:

Entonces vamos a ejecutar apache benchmark con 10.000 peticiones y 100 usuarios simultáneos sobre el servidor local en el que tenemos nuestra aplicación web del Periódico.

ab -n 10000 -c 100 http://localhost/

Aquí una captura del benchmark en ejecución:

Y aquí una captura con los resultados obtenidos para un procesador y 3072MB de memoria ram en una máquina Debian:

Nota: En ambas ejecuciones del benchmark el total transferido es 152300000 bytes y un transferido HTML de 149500000 bytes.

En esta tabla se muestran los resultados obtenidos para la máquina Debian con un procesador:

Como podemos ver la configuración de 1024MB obtiene los mejores resultados en cuanto al tiemplo empleado, seguida por la configuracion de 512MB que se queda muy cerca de esta. Sorprendentemente las configuraciones cuanta más memoria RAM son algo más lentas y eso me ha sorprendido bastante, ya que he ejecutado varias veces el benchmark y he calculado un tiempo promedio de todas ellas.

En esta tabla se muestran los resultados obtenidos para la máquina Debian con dos procesadore:

Como podemos ver la mejor configuración con dos procesadores es la de 512MB, no entiendo bien el porque pero han sido estos los resultados. Tambien me sorprende la gran disminución del tiempo de ejecucción del benchmark (ya sabemos que influye el estado de la red) en respecto con un procesador. Me parece muy grande el sato.

Esta claro que lo mejor que podemos coger de esta máquina es dos procesadores y una memoria de 512MB, aunque con 1024MB nuestro sistema irá más fluido ante posibles cambios.

Como otros aportes, con dos procesadores la máquina va más fluida y tarda bastante menos en arrancar. Debian tiene la ventaja de que con 12Mb de memoria de video va muy bien ya que consume pocos recursos gráficos.

En esta captura se muestra la ejecución del benchmark en la máquina Kubuntu:

En esta tabla se muestran los resultados obtenidos para la máquina Kubuntu con un procesador:

Como podemos ver en esta ocasión hay diferencia entre la máquina con configuración de 1024MB y el resto. Se obtiene el mejor resultado con 1024MB y como se puede apreciar no hay significancia entre una maquina con 2GB y una con 3 GB.

En esta tabla se muestran los resultados obtenidos para la máquina Kubuntu con dos procesadores:

Con dos procesadores se reduce considerablemente el tiempo de ejecución del benchmark, aunque con todas las configuraciones de memoria se obtienen casi los mismos tiempos. Dado que mejora la configuración de 512MB y que con el resto está muy igualada, la mejor configuración seria la de dos procesadores y 1024MB.

Como hemos comentado las mejores configuraciones son dos procesadores o núcleos y 1024MB de memoria ram. Ahora para decantarme por una u otra me baso en otros conceptos como la instalación y el sistema en sí. Para instalar Debian he empleado una media hora y para Kubuntu más o menos lo mismo, aunque el proceso de instalación de Debian te hace configurar más propiedades que en Kubuntu, algo más sencillo en este sentido.

La máquina Kubuntu requiere mas memoria de video ya que con 12MB por defecto se comporta algo lenta, tarda bastante más en arrancar que debian, que con esos 12MB no tiene problema alguno para ser fluida. En kubuntu ni aumentando a 128MB la memoria de video va tan bien como la máquina Debian, lo que quiere decir que consume menos recursos gráficos y por ello para nuestra aplicación instalada es mejor.

Mi conclusión de esta práctica es que para la aplicación instalada es mejor Debian que Kubuntu. Debian me ha dejado muy buenas sensaciones de cara al futuro.