Навчальний полігон на базі дистрибутиву Proxmox VE для проведення лабораторних робіт з курсу «Системне адміністрування ОС Linux»

Виконання лабораторних робіт в рамках курсу «Системне адміністрування ОС Linux» вимагає наявності більше ніж одного комп’ютера на одного студента. Наприклад, проведення лабораторних робіт із встановлення та налагодження маршрутизатора передбачає, як мінімум, наявності двох комп’ютерів: маршрутизатора і робочої станції.Одним з варіантів є використання у якості маршрутизаторів старих комп’ютерів, звісно, за їх наявності. Але такі комп’ютери мають вже відпрацьований ресурс і, як наслідок, невелику надійність. Тому в ході виконання лабораторної роботи важко визначити причину, через яку виникла помилка – внаслідок неправильного конфігурування програмного забезпечення чи через апаратну несправність. До того ж апаратне забезпечення застарілої ПЕОМ може не відповідати вимогам сучасного програмного забезпечення.Також можливий варіант, коли студенти об’єднуються у групи для вивільнення необхідної кількості комп’ютерів. Лабораторні роботи з встановлення маршрутизатора передбачають наявність в ПЕОМ двох мережевих контролерів, для чого потрібно встановити в системному блоці ще один мережевий контролер, а також замінити жорсткий диск з робочою операційною системою на інший. На жаль, така можливість є не завжди через відсутність додаткових жорстких дисків та мережевих контролерів або через умови гарантійного обслуговування комп’ютерної техніки, які не дозволяють відкривати опломбовані системні блоки.Оптимальним варіантом, на думку автора, є використання технологій віртуалізації [1; 2]. В якості системи віртуалізації було використано дистрибутив з вільним вихідним кодом Proxmox Virtual Environment (Proxmox VE), який дозволяє використовувати у якості гіпервізорів KVM (Kernel-based Virtual Machine) та OpenVZ [3].Для виконання лабораторних робіт був створений полігон, схема якого зображена на рис. 1.Для кожної групи студентів були створені користувачі в системі Proxmox VE (grp00..grp5). Кожному з користувачів було надано доступ до двох віртуальних машин і до сховища, де зберігаються ISO-образи з операційними системами. Причому, з міркувань безпеки, доступ до параметрів конфігурації віртуальних машин був примусово обмежений. Користувач мав право змінювати тільки один параметр – назву файла з образом операційної системи. На рис. 2 зображено інтерфейс керування віртуальними машинами, які доступні користувачу grp00. Комп’ютерна лабораторія під’єднана до загальноуніверситетської мережі через маршрутизатор комп’ютерної лабораторії. Це дає змогу уникнути небажаних наслідків у разі неправильного конфігурування ПЕОМ в лабораторії. Мережа лабораторії розділена на підмережі (рис. 1). У підмережу 192.168.30.X увімкнені фізичні ПЕОМ, маршрутизатор та фізичний комутатор а також сервер віртуальних машин з системою віртуалізації Proxmox VE. На сервері віртуальних машин створено декілька віртуальних підмереж з віртуальними маршрутизаторами та комутаторами. Підмережа 192.168.34.X створена з метою унеможливити втрату непрацездатності комп’ютерної лабораторії через некоректне конфігурування студентами віртуальних маршрутизаторів grp00 – grp05. Підмережі 192.168.1.X – 192.168.6.X створені, відповідно, для користувачів grp00 – grp05. Інтерфейс керування для створення віртуальних комутаторів зображено на рис. 3, де vmbr0 – віртуальний комутатор підмережі 192.168.30.X, за допомогою якого здійснюється під’єднання до ПЕОМ та маршрутизатора і комутатора навчальної лабораторії, vmbr34 – віртуальний комутатор підмережі 192.168.34.X, vmbr9000 – vmbr9005 – віртуальні комутатори підмереж 192.168.1.X – 192.168.6.X.Студенти з ПЕОМ навчальної лабораторії за допомогою Інтернет-переглядача мають доступ до екранів своїх віртуальних машин (рис. 4). У разі втрати працездатності підмереж 192.168.30.X та 192.168.1.X – 192.168.6.X доступ до екранів віртуальних машин збережеться завдяки тому, що ПЕОМ навчальної лабораторії та сервер віртуальних машин знаходяться в підмережі 192.168.30.X, доступ до якої студентам заборонено. Наведену схему навчального полігону можна використовувати у комп’ютерних класах загального використання, тому що вона не потребує зміни критичних параметрів операційної системи на ПЕОМ класу і зводить ризик втрати працездатності комп’ютерного класу до мінімуму.У разі виникнення потреби збільшення обчислювальної потужності можна використати декілька серверів віртуальних машин, об’єднавши їх у кластер [4].