Desarrollo de un entorno de virtualización de redes con fines docentes

Desa ollo de un en o no de i ualización de edes con ines docen es Víc o Fe nández Duque Di ec o - Juan Ca los Fabe o Jiménez T abajo de in de g ado del G ado en Ingenie ía del So wa e Resumen 3 Palab as cla e 3 Abs ac 4 Keywo ds 4 1. In oducción 5 2. Requisi os 6 2.1 Redes de inidas po so wa e 6 2.2 Redes VLAN 7 2.3 Open Swi ch 9 2.4 El ges o de la base de da os o sdb-se e 10 2.5 El ges o de la aplicación o s- swi chd 11 2.6 Reglas QoS 15 2.7 Mi o ing 16 2.8 Tcl-Tk 17 3. O as soluciones simila es 17 3.1 OpenS ack 18 3.2 VMwa e 20 3.3 P oxmox 21 3.4 Conclusión 21 4. Nues a solución. A qui ec u a 21 4.1 Lenguaje 22 4.2 Me odología 25 4.3 Especi icación de equisi os 26 4.3.1 Capa de p esen ación 29 4.3.2 Capa de negocio 30 4.3.3 Capa de acceso a da os 31 4.4 Plan de ges ión de iesgos 32 (R02): A aso en las en egas. 32 (R03): Desconocimien os de las ecnologías necesa ias. 33 (R04): No dispone del iempo necesa io pa a el p oyec o 33 4.5 Con ol de e siones 33 4.6 Plani icación 34 5. Manual de usua io 34 5.1 Vis a p incipal 34 5.2 Menú a chi o 35 5.2 Menú limpia 40 1 5.3 Menú puen e 42 5.4 Menú in e aces 45 5.5 Menú Link 47 5.6 Menú pue o 50 5.7 Menú con ol 52 5.8 Caso de uso 56 6. Manual pa a un u u o desa ollo 58 7. Apo ación y conclusiones 59 8. Bibliog a ía 61 Documen ación 61 Imágenes 61 2 Resumen El obje i o de nues o p oyec o es la c eación de un con olado pa a usa de o ma sencilla opologías i uales de ed y el es udio de las edes de inidas po so wa e  . Pa a ello es udiamos el p o ocolo OpenFlow y su implemen ación más conocida Open Swi ch. Pa a el desa ollo de nues a aplicación elegimos el lenguaje Tcl-Tk debido a la acilidad pa a la c eación de la in e az g á ica y la simplicidad del lenguaje median e sc ip  , pa a ello ue necesa io el es udio de sus peculia idades. Nues a aplicación es capaz de gene a una opología de ed y la ges ión del lujo de da os de es os median e la c eación, eliminación y ges ión de b idges  i uales, in e aces ísicos,  un ap  y enlaces  link  . Además de ene la capacidad de gene a a chi os pa a gua da y ca ga los es ados de la misma. Po es as azones pensamos que el p oyec o cumple las expec a i as iniciales ya que hemos en endido desde la base el uncionamien o de las edes de inidas po so wa e  y hemos podido desa olla nues a aplicación pa a la c eación de nues os en o nos i uales. Palab as cla e SDN, Open low, Open Swi ch, Tcl-Tk, b idge  , opología de ed, lujo de da os, i ualización, p o ocolos de ed, con olado . 3 Abs ac The pu pose o his p ojec is he c ea ion o a con olle o use i ual opologies o ne wo k and he in es iga ion o he ne wo ks based and de ined by so wa e. Fo ha ma e , we s udy he Open low p o ocol and i ’s mos known implemen a ion Open Swi ch. Fo his applica ion’s de elopmen we use he Tcl-Tk language, due o he easiness o he c ea ion o g aphic in e aces and he simplici y o he language h ough he use o sc ip s, and o ha was necessa y he s udy o i s peculia i ies. Ou applica ion is capable o gene a e a ne wo k opology, he managemen o da a low h ough he c ea ion, elimina ion and managemen o i ual b idges, physical in e aces, un aps and Vlink links. Fu he mo e, ha ing he capaci y o gene a ing iles in o de o sa e and load he s a es o i sel . Because o ha easons, we conside he p ojec mee s he main expec a ions due he ac ha we unde s ood since he beginning he pe o mance o he ne wo ks de ined by so wa e and we ha e been able o de elop ou applica ion o he c ea ion o ou i ual en i onmen s. Keywo ds SDN, Open low, Open Swi ch, Tcl-Tk, b idge, ne wo k opology, da a low, i ualiza ion, ne wo k p o ocols, con olle . 4 1. In oducción Nues o obje i o es la in es igación de las edes de inidas po so wa e  [1][2], pa a es udia la c eación de edes y máquinas i ualizadas. Pa a ello nos cen amos en el p o ocolo Open low [2] y en su implemen ación más popula Open Swi ch [2], la cual nos pe mi e la c eación y ges ión de b idges  i uales y lujos de da os. La azón po la que se decidió hace es a in es igación es debido a que el alumno no había ecibido ninguna asigna u a du an e la ca e a sob e es e ama de conocimien o, y además, inconscien emen e, lle aba poniéndola en p ác ica du an e los cua o años de la misma, median e un se ido que enía con a ado en F ancia donde implemen ó odas las aplicaciones que u o que desa olla . En és e, pa a e i a sob ecos es debido al poco p esupues o, se usa on sis emas de i ualización de máquinas y edes pa a, de es a o ma, pode compa i cos es con o as pe sonas. Los sis emas que se usa on ue on VMwa e [3] y P oxmox [4], los cuales e an de pago pe o pe mi ían p uebas pa a máquinas pequeñas. Es e ue el p incipio debido a que aunque la ama de es udio del alumno es aba más ligada al so wa e  que a edes despe ó cu iosidad en él pa a sabe en qué se basan es os complejos sis emas de pago y cómo pod ía usa los él mismo empezando desde la base. Po lo an o buscamos a un p o eso el cual pe mi ie a ealiza es e es udio y que apo ase ayuda en oda la in es igación. Po eso nos pusimos en con ac o con el p o eso Juan Ca los Fabe o Jiménez, el enca gado de guia nos du an e odo es e año. Hemos conseguido en ende la base de las edes de inidas po so wa e  , es udia los inicios del p o ocolo Open low el cual quie e llega a con e i se en un es ánda pa a odos los ab ican es, ya que és e no se limi a solo al ámbi o académico sino que se aplica ambién al p o esional. Además hemos ap endido el uncionamien o de Open Swi ch y odas las posibilidades que és e nos o ece. Como ag egado, decidimos no p og ama nues a aplicación en un lenguaje común de la ac ualidad pudiendo se Ja a, Py hon o C++ sino que es udiamos cómo implemen a la median e Tcl-Tk [5], debido a su po abilidad, como explica emos más adelan e. 5 Nues o obje i o queda cumplido ya que hemos conseguido sin e iza odo lo ap endido c eando nues a aplicación, la cual acili a el uso de Open Swi ch median e una in e az g á ica sencilla. 2. Requisi os Desde el p incipio del p oyec o han exis ido di icul ades no ables. Los equisi os p incipales ue on en ende bien qué es una SDN (So wa e De ined Ne wo ks  , Redes de inidas po so wa e  ). Después de en ende es o descub imos OpenFlow y Open Swi ch. T as es udia es os dos concep os in es igamos sob e Tcl-Tk pa a desa olla nues o con olado . El p oblema de lo an e io es que no ha sido un obje i o de la ama in o má ica que ha cu sado el alumno po lo an o se ha necesi ado bas an e iempo de es udio pa a comp ende odos los concep os, desde hace en papel esquemas de opologías de ed, a es udia cómo unciona el lenguaje Tcl-Tk. 2.1 Redes de inidas po so wa e La p ime a p egun a que nos hacemos es qué son las SDN. Como hemos dicho con an e io idad se denominan  edes de inidas po so wa e  , median e las cuales se sepa a la capa de con ol de la capa de encaminamien o. Pe mi en sepa a la opología lógica de la in aes uc u a ísica. Las aplicaciones de usua io se comunican median e la API (Applica ion P og amming In e ace  , in e az de p og amación de aplicaciones) con la capa de con ol y és a median e el p o ocolo OpenFlow, de ine la in aes uc u a o capa de da os. Aunque es á des inada a emplea se en en o nos i uales ambién es compa ible con en o nos ísicos. Es e sis ema puede se una buena opo unidad pa a un en o no educa i o debido a los escasos ecu sos que son necesa ios. 6 Figu a 2.1 A qui ec u a SDN En la  igu a 2.1 mos amos lo de inido an e io men e, sepa amos la capa de aplicación de la de con ol, nos comunicamos median e una API y con OpenFlow c eamos oda la es uc u a de ed o capa de da os. Un pun o impo an e po des aca , como comen amos con an e io idad, es que las edes SDN ue on des inadas p incipalmen e a un en o no i ualizado, pe o la g an en aja que o ecen a día de hoy es que muchos ab ican es lo han lle ado a su ha dwa e po lo que se amplía bas an e el ámbi o de aplicación de es e pa adigma. 2.2 Redes VLAN En es e apa ado habla emos de las edes VLAN (Vi ual Local A ea Ne wo k  , Red de á ea local i ual), las cuales clasi ican las máquinas po g upos. Cuando un usua io manda un paque e a la ed, el adminis ado con igu a los pue os pa a asigna a cada usua io una VLAN, es deci , solo pod án comunica se las máquinas que se encuen an en la misma. 7 Figu a 2.2 Red VLAN Po ello, end íamos un con ol de ed mayo , ya que aunque u ié amos a ias máquinas en una misma ed ísica, pod emos elegi si es as pueden comunica se en e sí. En la  igu a 2.2, enemos cua o máquinas conec adas a dos VLAN, una oja y o a e de. Es as máquinas sólo pod án comunica se con la que se encuen e en su misma VLAN. Todo es o se hace posible median e el p o ocolo 802.1Q  . Las máquinas conec adas a una ed no ienen conocimien o de lo que ocu e. La ed es con olada po un adminis ado , que es quien asigna el g upo al pue o donde se conec a el usua io de iniendo, de es a o ma, la VLAN. Cuando en iamos un paque e de da os, es e, al llega al p ime conmu ado modi ica la ama ag egando la e ique a de VLAN. A con inuación, mos a emos el uncionamien o del p o ocolo  802.1Q: Figu a 2.3 T ama de da os de usua io. Figu a 2.4 T ama de da os con e ique a 802.1Q. En la  igu a 2.3 emos la ama de da os que en ía el usua io po la ed. En la  igu a 2.4 podemos obse a la ama del usua io además de la e ique a 802.1Q  que añade el b idge  . Es a e ique a es á compues a po 32 bi s, los cuales son: ●16 bi s pa a el campo de ipo, 0x8100. ●4 bi s pa a la p io idad. ●12 bi s pa a el iden i icado de la VLAN, pe mi e 4096 iden i icado es dis in os (0...4095). Las e ique as no cambian a lo la go de odo el eco ido. El úl imo conmu ado elimina la e ique a y los disposi i os pueden ecibi la ama inicial. VLAN es á limi ada, en o as palab as, pe mi e un núme o máximo de ag upaciones y no iene con ol de los da os que pasan po la ed. OpenFlow soluciona los p oblemas an e io es. Quie e con e i se en el p o ocolo es ánda en la de inición de edes median e so wa e  , pe mi iendo la ges ión de b idges  de o ma 8 ●Tabla 200 pa a los se ido es de la Facul ad. ●Tabla 210 pa a los se ido es de la Uni e sidad. ●Tabla 220 pa a la salida a In e ne . Queda demos ado que es e sis ema nos da miles de combinaciones posibles pa a c ea nues a ed y con ola odo lo que se mue e po ella, de una o ma simple y e icien e. 2.6 Reglas QoS Es posible limi a el ancho de banda mínimo y máximo asignado a cada pue o, así como la p io idad y el amaño de á aga en e o os. Es o se hace median e la de inición de colas median e o s- sc l  usando eglas QoS [6]. Figu a 2.14 Reglas QoS. En la  igu a 2.14 se mues a una in e az ísica la cual iene 1 Gbps de ancho de banda, y a és a se conec an dos in e aces i uales, uml1.0 y uml2.0, a los que se a a impone una limi ación de 10 Mbps y 20 Mbps espec i amen e. Open Swi ch, median e eglas QoS, nos pe mi e con ola el ancho de banda de cada uno de las in e aces. Además, ambién nos pe mi e usa HTB, el cual es un algo i mo cuyas siglas hacen e e encia a Hie a chical Token Bucke  . El concep o es muy sencillo: enemos un elemen o llamado  oken  , que se acili a a los usua ios conec ados a un ancho de banda de e minado po el adminis ado . Si es os consumen ancho de banda a la ez que lo eciben, no pod án jamás supe a el lími e suminis ado po el adminis ado de la ed. Sin emba go, si el usua io no consume a la misma elocidad que se le o o gan es os  oken  , los ese a á y en un momen o de al a demanda de ed pod á supe a la elocidad lími e asignada po el adminis ado has a que se le acaben ( amaño de á aga). Es e algo i mo pe mi e asegu a el se icio a odos los usua ios de la ed según sus necesidades, así como el ancho de banda asignado. Dicho algo i mo pe mi e, a 15 su ez, el uso pun ual de más ecu sos de los asignados, siemp e que en p omedio no se supe e. Figu a 2.15 Funcionamien o HTB. En la  igu a 2.15 A, el usua io ecibe  okens  a una elocidad mayo de los que él es á consumiendo, po lo an o, és e los acumula pa a pode usa los en el momen o que quie a. Los  oken  no son ilimi ados: si supe a el amaño máximo de á aga, es os “ ebosa án” y los pe de á. Es a limi ación debe se asignada po el adminis ado . En la  igu a 2.15 B, el usua io es á en una si uación de mayo demanda y decide u iliza los  oken  pa a pode hace uso de un mayo ancho de banda y así ap o echa lo que no u ilizó con an e io idad. En la  igu a 2.15 C, nos encon amos en la si uación en la que el usua io ha gas ado odos sus  oken  y uel e al lími e de ancho de banda asignado po el adminis ado . 2.7 Mi o ing El mi o ing consis e en un p oceso en el cual se copia el con enido de uno o más pue os a uno de des ino, y que esul a ú il pa a la depu ación de nues a ed. A eces, es con enien e inspecciona el á ico que ci cula po alguno de los pue os, con el in de de ec a el á ico anómalo. Pa a ello, podemos usa p og amas como Wi esha k  o algún IDS (In usion De ec ion Sys em  ) como sno . 16 Figu a 2.16 Mi o ing median e Open Swi ch. En la  igu a 2.16 se puede e cómo odo el á ico de las máquinas uml1 y uml2 se copia al pue o de la máquina uml3. Como hemos comen ado con an e io idad, és e nos puede se i pa a analiza las comunicaciones de nues os usua ios. 2.8 Tcl-Tk En es e p oyec o, decidimos hace uso de Tcl-Tk  [5] debido a la sencillez pa a c ea in e aces simples y uncionales. La en aja p incipal que nos o ece es que, al se un lenguaje in e p e ado, pe mi e la p ueba de código de una o ma más ápida, es deci , e i ando la compilación. Sin emba go, la di icul ad de es e lenguaje, ecae p incipalmen e en ene una semán ica di e en e a los lenguajes de hoy en día, como lo pueden se Ja a, Ja asc ip  o C++  . 3. O as soluciones simila es A pesa de que en el me cado ya exis en opciones pa a pode ealiza odo lo mencionado, el obje i o de es e p oyec o, aunque no o ezca inno ación, es cons i ui un sis ema p opio, con el in de es udia el p oceso desde su base y pode ap ende su uncionamien o. Las al e na i as p incipales que exis en, en e o as, se ían Neu on  del p oyec o Opens ack, P oxmox, VMwa e  , e c. A con inuación habla emos de cada uno de los es ejemplos expues os. 17 3.1 OpenS ack OpenS ack [7][11] es un sis ema pa a la ges ión de se icios en la nube el cual iene la posibilidad de con ola g andes g upos de ecu sos in o má icos, almacenamien o y de ed en un CPD (Cen o de p oceso de da os). Todo es á adminis ado desde un panel web, el cual b inda a los adminis ado es un con ol absolu o y pe mi e a los usua ios ges iona sus se icios. Se a a de so wa e  lib e y de código abie o, pe o és o no quie e deci que su uso se limi e a en o nos de p ueba. OpenS ack iene ma cas muy g andes que con ían en el p oyec o, ales como NASA ( undado es jun o a Rackspace  ), IBM, O acle, Canonical, Cisco,  e c. Con és o ol emos a a i ma que las SDN son, a día de hoy, una opción muy in e esan e de es udio, g acias a las emp esas que sos ienen es a ecnología. Po lo an o, OpenS ack posee un ecosis ema ue e, en el cual los usua ios que busquen un sopo e come cial pueden elegi en e di e en es p oduc os y se icios impulsados en el Ma ke place  (me cado de la comunidad). La pa e de ed o ne wo king de OpenS ack se denomina Neu on [8], an e io men e llamado Quan um  . Se a a de una API que pe mi e con igu a y de ini la conec i idad de ed. Neu on maneja la c eación y adminis ación de una in aes uc u a de ed i ual, que incluye edes, conmu ado es, sub edes y encaminado es pa a disposi i os adminis ados po el se icio de cómpu o OpenS ack  . También se pueden usa se icios a anzados como los co a uegos o las edes p i adas i uales (VPN). Es e se icio de ed posee el denominado se ido Neu on: Una base de da os pa a almacenamien o pe sis en e y complemen os, los cuales p opo cionan o os 18 se icios como la in e az con mecanismos de ed Linux na i os, disposi i os ex e nos o con olado es SDN. OpenS ack Ne wo king es comple amen e independien e y se puede implemen a en un hos dedicado. Neu on es á in eg ado po a ios componen es de OpenS ack  : ● El se icio OpenS ack Iden i y se usa pa a la au en icación y au o ización de solici udes API. ● El se icio de Compu ación de OpenS ack se usa pa a conec a cada NIC i ual en la VM a una ed en pa icula . ●OpenS ack Dashboa d es u ilizado po los adminis ado es y los usua ios inquilinos pa a c ea y adminis a se icios de ed a a és de una in e az g á ica basada en web. A con inuación mos amos desglosado odo lo que aba ca: ● Sopo e de ed básico: ○ E he ne . ○ VLAN. ○ Subne s y ARP. ○ DHCP. ○ IP. ○ TCP/UDP/ICMP. ● Componen es de ed: ○B idges  . ○Rou e s  . ○Fi ewalls  . ○ Balanceado es de ca ga. ● P o ocolos pa a unel: ○ GRE (Gene ic ou ing encapsula ion,  encapsulado de encaminamien o gené ico). ○ VXLAN (Vi ual ex ensible local a ea ne wo k  , Red i ual de á ea local ex ensible) ● Espacio de nomb es de ed: ○ Espacio de nomb es de ed Linux. ○ VRF (Vi ual ou ing and o wa ding  , encaminamien o y een ío i ual) ● T aducción de di ecciones de edes: ○ SNAT. 19 ○ DNAT. ○ One o one NAT. 3.2 VMwa e VMwa e [3][12] es la pla a o ma líde del me cado en i ualización pa a cons ui in aes uc u as cloud  . Puede se conside ada la opción de pago en con aposición a OpenS ack,  además de que pe mi e la i ualización de máquinas. Nos o ece un panel sencillo de u iliza , en el cual nos pe mi e conec a nos a nues o se ido y ges iona odos los ecu sos ísicos. VMwa e Esxi es una aplicación que nos pe mi e la ges ión de máquinas i uales y de ed. Respec o a las máquinas i uales, se puede con igu a odo: disco, CPU, RAM, a je as de ed, e c. No no a emos que es amos en un sis ema i ualizado, es deci , se asemeja a un en o no ísico. Con e e encia a la ed, la aplicación nos apo a odas las unciones mencionadas con an e io idad: c eación de b idge  e in e aces de ed i uales, pue os i uales, VLAN, balanceo de ca ga, e c. Cabe des aca que ambién incluye un concep o muy in e esan e: IP ail o e  . IP ail o e  nos o ece la posibilidad de con a a un paque e de IP, las cuales se pueden asigna a nues as máquinas i uales median e la mac de sus in e aces de ed. És a uncionalidad esul a ú il pa a usua ios que quie an compa i una máquina con g andes ca ac e ís icas y di idi la de mane a lógica en acciones más pequeñas pa a aho a cos es. El incon enien e que supone el uso de VMwa e es que es una pla a o ma de pago, po lo an o, puede que no es é al alcance de cualquie pe sona. Sin emba go, y de mane a no p o esional, la pla a o ma dispone de una licencia de p ueba pa a se ido es pequeños que no supe en los 64GB de RAM. Po ello, un pun o in e medio en e las dos opciones an e io es se ía P oxmox, el cual in oducimos en el siguien e apa ado. 20 3.3 P oxmox P oxmox [4][13] es un so wa e  de i ualización de código lib e y abie o que ap o echa el sis ema na i o de i ualización de Linux, con enedo es KVM (Ke nel-based Vi ual Machine  , máquina i ual basada en el núcleo), y, con espec o a la ges ión de la ed, se ecu e a la u ilización del ke nel  de Linux, b idge-u ils.  Po o a pa e, añade la uncionalidad de un b idge  , y además puede u iliza Open Swi ch  , que es en lo que se basa es e p oyec o. P oxmox posee una in e az web en la cual se puede ges iona oda la c eación de máquinas i uales: discos, ed, CPU, RAM, e c. Todo es o se puede hace de una o ma sencilla y desde cualquie disposi i o, g acias a que se a a de una página web. Cabe des aca que posee ambién un sis ema de susc ipciones en el cual es posible ecibi asis encia y ayuda como en OpenS ack  . 3.4 Conclusión Se han mencionado es os es sis emas, y en p ime luga OpenS ack y Neu on, debido a su g an uso en la indus ia. Po o a pa e, VMwa e y P oxmox han sido empleados po el alumno en su uso académico. Po lo an o, como podemos comp oba , exis en al e na i as a nues o es udio, sin emba go que íamos in es iga desde la base odo lo elacionado con las SDN c eando además un en o no sencillo en ocado en la docencia. 4. Nues a solución. A qui ec u a En el p ime momen o que comp endimos odos los concep os de las SDN, OpenFlow y en especial Open Swi ch, comenzamos a desa olla nues a p opia solución, que debe sa is ace a ias condiciones: ● Se po able. ● Man enible. ● Fácil de usa . ● Tene una in e az sencilla. 21 4.1 Lenguaje Después de algunas euniones, consolidamos la idea de desa olla la aplicación en el lenguaje Tcl-Tk. Lo conside amos de es a o ma debido a su sencillez pa a c ea in e aces uncionales y simples pe o, p incipalmen e, g acias a su po abilidad de un sis ema ope a i o a o o. O a de las en ajas es que es un lenguaje in e p e ado, es deci , pe mi e la p ueba de código de una o ma más ápida. Pa a una mayo comp ensión, debemos de ini dos concep os: ● TUN/TAP,  que es una in e az de ed i ualizada. ● VETH/VLINK, el cual es un cable i ualizado que pe mi e conec a dos pue os en e sí y además analiza el á ico que ci cula en él. Pa a desa olla la p ác ica adqui imos los conocimien os del con olado Open Swi ch. Todos sus comandos los hemos enunciado en la sección de equisi os, y a con inuación, los enume amos y de inimos de o ma sencilla. Los siguien es comandos los u ilizamos pa a le an a una in e az y pe mi i el á ico del  i ewall  pa a las máquinas y cables i uales: ●ip link se <nomb e> (Ej.:  unk_0, b 0, uml1.0)up/down pa a encende o     apaga las in e aces. ●ip ables -I FORWARD -i <nomb e> (Ej.: uml+ es el que noso os usamos) -o     <nomb e> -j ACCEPT ●ip ables -I FORWARD -i <nomb e> (Ej.:  unk+, el nomb e que usamos pa a    los E he ne  i uales) -o unk+ -j ACCEPT Los comandos pa a gene a la opología de ed, que si en pa a c ea , elimina y pone en modo STP un b idge  i ual: ●o s-o c l add-b <nomb e> (Ej.: b 0) c eamos un b idge  . ●o s-o c l del-b <nomb e> (Ej.: b 0) eliminamos un b idge  . ●o s-o c l se b idge <nomb e> (Ej.: b 0)s p_enable= ue habili a el   p o ocolo STP pa a e i a bucles en e b idges,  debido al b oadcas s o m  . Los siguien es comandos si en pa a ag ega una in e az y un cable i ual: ●ip un ap add <nomb e> (Ej.: uml1.0) mode ap añadi una in e az i ual. 22 ●ip link add <nomb e> (Ej.:  unk0) ype e h pee name <nomb e> (Ej.:    unk1) c eamos los cables i uales pa a conec a nues os b idges. El siguien e comando si e pa a conec a a un b idge  un elemen o: ●o s- sc l add po <b idge> <elemen o> asignamos a un pue o del p ime    campo el disposi i o del segundo. Comando que se u iliza pa a cambia el núme o de pue o al que es á conec ado un elemen o de un b idge  : ●o s- sc l se in e ace <nomb e> (Ej.: uml1.0)o po _ eques =<nume o>    (Ej.: 2) cambia el núme o de pue o OpenFlow  . Comandos pa a mos a da os impo an es: El siguien e comando mues a odas las conexiones de un b idge, o s-o c l  show <nomb e> (Ej.: b 0). Pa a mos a una lis a de odos los b idges  ,o s- sc l lis -b . Pa a mos a  odos los elemen os conec ados a un b idge  ,o s- sc l lis -po s <nomb e> (Ej.:   b 0). Con el siguien e comando mos amos el pue o OpenFlow al que es á conec ado un elemen o a un b idge  : o s- sc l ge in e ace <nomb e> (Ej.: uml1.0) o po . Comandos pa a el con ol de lujo. En es e pun o debemos explica a ias cosas impo an es: el con ol de lujo se hace median e un campo ma ch  y o o campo ac ions.  El p ime o si e pa a sabe a qué a ec a, y el segundo, qué acción oma: ● C i e ios que pueden o ma pa e del campo ma ch  :in_po (pue o de en ada del b idge al que debe a ec a ), dl_s c(da a_link sou ce  ,es la uen e  del que p o iene el paque e), dl_ds , dl_ lan, dl_ ype, ip, a p, icmp,        cp, udp, ip 6, icmp6, cp6, udp6. ● C i e ios que pueden o ma pa e del campo ac ions:  no mal, lood, all,    d op, esubmi , <pue o>, mod_ lan_ id, s ip_ lan, mod_dl_s c,      mod_dl_ds , mod_nw_s c, go o_ able. Las eglas se pueden ag upa en ablas, los alo es pa a iden i ica las an desde 0 a 253 y se o denan po p io idad 0 a 65536. 23 Con el siguien e comando mos amos los lujos de inidos en un b idge  has a el momen o: o s-o c l dump- lows <nomb e> (Ej.: b 0). A con inuación mos amos algunos ejemplos pa a ag ega y elimina lujos: ●o s-o c l add- low b 0 “p io i y=100 in_po =1     ac ions= esubmi (,101)”. Es e comando pe mi e edi ecciona el á ico que ecibe el pue o 1 a la abla 101 con p io idad 100. ●o s-o c l add- low b 0 “ able=101 p io i y=0 ac ions=d op”. Es e      comando bloquea el á ico de la abla 101 con p io idad 0, es deci , la máxima.  ●o s-o c l add- low b 0 “ able=101 p io i y=100 ip,nw_ds =192.168.1.1      ac ions=no mal”. Es e comando pe mi e un á ico no mal de los paque es a la abla 101, con des ino a la IP asignada. ●o s-o c l del- lows b 0 “in_po =1”. Elimina la egla in_po =1 de b 0. ●o s-o c l del- lows b 0 “ able=101”. Elimina la egla  able=101 de b 0. Comando pa a eglas QoS. Pa a asegu a la calidad del se icio, con los siguien es comandos c eamos las colas con el máximo de ancho de banda que les p opo cionamos: ●o s- sc l c ea e queue o he -con ig:max- a e=1000. Ob enemos    a1c74455-5cb4-4379-9bb2-b7e79b47edb8. ●o s- sc l c ea e queue o he -con ig:max- a e=2000. Ob enemos    b918a5b-4d3 -4613-a299-cd338831c2da. Es os comandos pe mi en la c eación de una cola pa a asigna un máximo de ancho de banda: en el p ime caso 100MB y en el segundo 200MB. Aho a c eamos la calidad del se icio de ipo HTB con un ancho de banda de 1Gbps, en el cual le asignamos las dos colas: ●o s- sc l c ea e qos ype=linux-h b o he -con ig:max- a e=100000  queues:10=a1c74455-5cb4-4379-9bb2-b7e79b47edb8  queues:20= b918a5b-4d3 -4613-a299-cd338831c2da. Ob enemos 3882a54d-859a-4 6 -9564-da31b36d9d5c. ●o s- sc l se po e h0 qos=3882a54d-859a-4 6 -9564-da31b36d9d5c. Ag egamos la calidad de se icio a la in e az que es á conec ada a In e ne . Se c ean los lujos pa a asigna las colas ecién c eadas: 24 me hod delPo { om o} {} me hod delVlink { om} {} me hod showIn o {} {} me hod sa eTopology { ileName} {} me hod sa eTopologyOld { ileName} {} me hod loadTopology { ileName} {} me hod loadTopologyOld { ileName} {} me hod cleanTopology {} {} } Figu a 4.5 Capa de negocio, opología. En la  igu a 4.5 mos amos el módulo de opología de la capa de negocio. En él se pueden e odas las unciones de las que hablamos en el apa ado de especi icación de equisi os. 4.3.3 Capa de acceso a da os Es a capa es la enca gada de comunica se con la base de da os de Open Swi ch y con los iche os que c eamos pa a gua da y ca ga el es ado de nues a aplicación. oo::class c ea e daoTopology { me hod addB idge {b idge} { i {[ca ch {exec sudo o s- sc l add-b $b idge} e msg]} {  e u n 0 } e u n 1 }  me hod addIn e ace {in e ace} {} me hod addVlink { om o} {} me hod addPo { om o} {} me hod addPo a { om o} {} me hod se O Po {in e ace o Po } {} me hod upElemen {elemen } {}  me hod delB idge {b idge} {} me hod delIn e ace {in e ace} {} me hod delPo { om o} {}  me hod delVlink { om} {} me hod downElemen {elemen } {} me hod lis B {} {} me hod lis Po {b idge} {} me hod ge In e aceS a us {in e ace} {} me hod ge Ve hConnec ion {in e ace} {} 31 me hod exis In e ace {in e ace} {} me hod ge O Po {in e ace} {} } Figu a 4.6 Capa de acceso a da os, opología. En la  igu a 4.6 mos amos la capa de acceso a da os del módulo de opología. Como ya comen amos an es, es á o almen e basada en la especi icación de equisi os cumpliendo con odas las necesidades. 4.4 Plan de ges ión de iesgos En es e apa ado habla emos del plan de ges ión de iesgos que hemos ealizado en nues o p oyec o, así como los dos iesgos más g a es que pod ían a ec a a nues a aplicación. Lo p ime o que hicimos ue analiza cuáles e an los posibles iesgos que pod íamos encon a nos a la ho a de ealiza el p oyec o, desde la in es igación, a la elabo ación del código: ob u imos diez iesgos. Una ez iden i icados los clasi icamos de dos o mas, la p ime a la p obabilidad que se die a y la segunda la g a edad de que sucedie a. De es a o ma, median e las ablas de SQAS-SEI (No mas de ce i icación) ob enemos el impac o que pod ían p oduci en nues o abajo y los o denamos de mayo a meno . Nos basamos en el p incipio de Pa e o, el cual dice que el 80% del iesgo eal se encuen a en el 20% de los analizados, po lo que cogimos dos iesgos más uno pa a elabo a un plan en el caso de que se ol ie an ealidad. Son los siguien es: (R02): A aso en las en egas. Es el p incipal iesgo que e isamos desde el p incipio. El p oblema del p oyec o es que se ealiza po una única pe sona, po lo an o exis en mayo es di icul ades ya que no puede ecibi ayuda de un compañe o espec o a los lenguajes, memo ia, c eación de código, e c. Po lo que es e iden e que puede ocasiona es os a asos. La solución se á iden i ica las semanas de mayo abajo pa a e i a que coincida con las demás asigna u as pa a así, de es a o ma, ob ene mayo iempo y pode cumpli con las en egas del p o eso . 32 (R03): Desconocimien os de las ecnologías necesa ias. O o de los iesgos más se ios que alo amos ue el p oblema de a qué ecnologías nos en en amos. El conocimien o de las SDN y de Tcl-Tk es o almen e nulo, po lo que es necesa io pa a e i a es e p oblema es udia los en p o undidad. De es a o ma, in i iendo unos meses y g acias a la ayuda del p o eso y a nues a p opia in es igación, pudimos supe a es e escalón. (R04): No dispone del iempo necesa io pa a el p oyec o Como comen amos en el iesgo “R02”, uno de los p oblemas e iden es es que el p oyec o es desa ollado po una única pe sona, po lo que di icul a mucho el abajo. Es e iesgo a a de la p obabilidad que enemos de no llega a iempo en la en ega po no pode acaba nues o p oyec o. La solución a es e iesgo es iden i ica la echa de en ega, habla con el p o eso sob e una en ega ealis a que no se salga de nues as expec a i as y lógicamen e aumen a las ho as de abajo. No podemos llega a es e pun o: El p oyec o debe en ega se. 4.5 Con ol de e siones Pa a e i a el iesgo de la pé dida de da os, an o de la documen ación como el código desa ollado, hemos ealizado odo el p oyec o median e dos pla a o mas: La p ime a, pa a los documen os ha sido Google D i e, donde es án almacenados cada uno de los cambios. La segunda pa a el código, la cual ha sido Gi hub [9] donde se ha ac ualizado el código mien as se inalizaban los módulos. Lo mos amos en la Figu a 4.7. Figu a 4.7 Con ol de e siones, Gi hub y Google D i e. 33 4.6 Plani icación La plani icación la hemos desa ollado median e el p og ama Planne en Debian, median e el cual hemos ealizado una pequeña guía de las a eas que debíamos hace en unos iempos ma cados, pa a así e i a e asos en las en egas, al como mos amos en la Figu a 4.8. Figu a 4.8 Plani icación, Planne 5. Manual de usua io En es e apa ado mos a emos oda la aplicación y cuál es su o ma de uso. I emos paso a paso po odas las unciones enseñando además un ejemplo g á ico pa a pode guia nos. 5.1 Vis a p incipal En la  igu a 5.1 mos amos la is a p incipal de nues a aplicación. Como se puede e iene es pa es, el menú con odas las unciones, la posición cen al donde i emos mos ando cada una de las is as y el cuad o de ex o que mues a las no i icaciones del p og ama. Figu a 5.1 Vis a p incipal del con olado . 34 5.2 Menú a chi o En es e apa ado comen a emos el menú de a chi o. Encon amos cua o unciones: gua da opología, ca ga opología, gua da con ol, y ca ga con ol al como mos amos en la  igu a 5.2. Figu a 5.2 Menú a chi o. En la  igu a 5.3 mos amos la is a de gua da opología. Nos apa ece un cuad o de ex o en el cual debemos pone el nomb e de la ca pe a en la que que emos gua da el es ado ac ual del p og ama. Figu a 5.3 Vis a gua da opología. 35 En la  igu a 5.4 mues a el esul ado al pulsa el bo ón de “Gua da opología”. La aplicación ha gua dado den o de la ca pe a sa e  , en el di ec o io p incipal de la aplicación, una nue a ca pe a llamada “ejemplo” en la cual se encuen an los da os del es ado ac ual de la opología y cada uno de los lujos de con ol de los b idges i uales. Figu a 5.4 Vis a gua da opología, esul ado. En las igu as 5.5 y5.6 mos amos el con enido que gene a el gua da el es ado de la aplicación. En la p ime a emos que ha c eado es documen os los que empiezan po “b ” son los es ados gua dados pa a el con ol de lujo de cada uno de los b idges  i uales y el sa e es el que con iene la opología de ed, el cual es un iche o Json  del que podemos e su o ma o en la segunda imagen. Figu a 5.5 Con enido del gua dado. " opologia": {  " e h" : [{" e h1.0": " e h1.1"}],  " un ap" : ["uml1.0", "uml2.0", "uml2.1"], "b idge" : [{"b 0" : ["b 0.nco s", {"uml1.0": 1}, {"uml2.0": 2}, {" e h1.0": 3}]}, {"b 1" : ["b 1.nco s", {"uml1.1": 1}, {"uml2.1": 2}, {" e h1.1": 3}]}] } Figu a 5.6 Con enido de sa e.nco s. 36 En la  igu a 5.7 mos amos la is a de ca ga pa a busca un iche o donde hayamos gua dado an e io men e el es ado del p og ama y pos e io men e ca ga lo. Figu a 5.7 Vis a ca ga opología. En la  igu a 5.8 podemos obse a lo que ocu e al selecciona el a chi o, nos mues a dónde es á si uado y además da como esul ado que se ha ca gado co ec amen e. Después de es e comando es ecomendable i al menu “Puen e” y u iliza la unción “Mos a puen es” pa a comp oba que se ha ealizado co ec amen e. Figu a 5.8 Vis a ca ga opología, esul ado. 37 En la  igu a 5.9 mos amos la is a de gua da con ol de lujo, almacena el es ado ac ual de un b idge en un iche o que de ina el usua io. Se desplega á un menú pa a in oduci el nomb e del a chi o con el que que emos gua da lo. Figu a 5.9 Vis a gua da con ol. En la  igu a 5.10 podemos obse a el esul ado que nos o ece al gua da el con ol de lujo del b idge  “b 1” y nos mues a el iche o donde lo hemos gua dado. El con enido del mismo se ía: cookie=0x0, du a ion=44.593s, able=0, n_packe s=34 n_by es=4854, idle_age=12      p io i y=0 ac ions=no mal Donde podemos e que el único lujo exis en e es á ico no mal con p io idad ce o. Figu a 5.10 Vis a gua da con ol, esul ado. 38 En la  igu a 5.11 mos amos la is a de ca ga lujo. Una ez hemos gua dado el con ol de lujo de uno de nues os b idges  , podemos selecciona el a chi o pa a ol e al es ado an e io . Además debe emos in oduci po ex o o po cuad o de diálogos el nomb e del b idge  en el cual que emos olca el a chi o. Figu a 5.11 Vis a ca ga con ol. En la  igu a 5.12 mos amos el esul ado que nos o ece el ca ga el con ol de lujo sob e el b idge  “b 1”. El cuad o de diálogo nos mues a que se ha hecho de o ma co ec a sob e el b idge  in oducido y qué iche o hemos usado. Figu a 5.12 Vis a ca ga con ol, esul ado. 39 5.2 Menú limpia En es e apa ado mos amos las unciones u ilizadas pa a elimina el es ado ac ual de la aplicación o el con ol de lujo de un b idge  al como mos amos en la igu a 5.13. Figu a 5.13 Menú limpia . En la  igu a 5.14 emos el e en o que limpia oda la opología de ed que enemos ac ualmen e. És a unción no iene pa e isual ya que sólo equie e de la acción humana nada más in oca la. El esul ado que o ece es que se ha ealizado co ec amen e po lo que ha bo ado odos los b idges  i uales de la aplicación. Figu a 5.14 E en o limpia opología. 40 En la  igu a 5.27 mos amos el esul ado al elimina la in e az c eada con an e io idad. En nues o caso ol emos a in oduci “uml1.0” y el p og ama nos dice que se ha ealizado con éxi o. Figu a 5.27 Vis a elimina in e aces, esul ado. 5.5 Menú Link En es e apa ado habla emos del menú Link, el cual usamos pa a c ea los cables i uales pa a conec a nues os b idges  . Tenemos dos unciones: ag ega y elimina Link, al y como mos amos en la  igu a 5.28. Figu a 5.28 Menú Link. 47 En la  igu a 5.29 mos amos la is a pa a c ea un cable i ual pa a conec a dos b idges  i uales. Pa a ello necesi amos el nomb e de los dos ex emos y pulsa sob e el bo ón “c ea Link”. Figu a 5.29 Vis a c ea Link. En la  igu a 5.30 mos amos el esul ado al pulsa sob e “c ea Link”, nos dice que se ha c eado un cable i ual con dos ex emos “ link1.0” y “ link2.0”. Figu a 5.30 Vis a c ea Link, esul ado. 48 En la  igu a 5.31 mos amos la is a pa a elimina un cable i ual. Pa a ealiza es a unción sólo necesi amos elimina uno de los ex emos y con és e se eliminan los dos, po lo an o, debemos in oduci uno de ellos y pulsa sob e el bo ón “elimina Link”. Figu a 5.31 Vis a elimina Link. En la  igu a 5.32 mos amos el esul ado al pulsa sob e el bo ón “elimina Link” hemos in oducido uno de los ex emos, “ link1.0”, y nos dice que se ha eliminado sa is ac o iamen e. Figu a 5.32 Vis a elimina Link, esul ado. 49 5.6 Menú pue o En es e apa ado habla emos del menú pue o, el cual se u iliza pa a ag ega y elimina componen es a un b idge  i ual. Disponemos de dos unciones: ag ega y elimina pue o al como mos amos en la  igu a 5.33. Figu a 5.33 Menú pue o. En la  igu a 5.34 mos amos la is a de ag ega pue o, necesi amos el nomb e de un b idge  y el componen e que que emos ag ega , pulsamos en el bo ón “c ea pue o” pa a ejecu a el e en o. Figu a 5.34 Vis a ag ega pue o. En la  igu a 5.35 obse amos el esul ado que nos o ece al pulsa en el bo ón “c ea pue o”. Hemos in oducido el b idge  “b 1” y la in e az “uml1.0”, nos mues a un mensaje que odo se ha ealizado co ec amen e. 50 Figu a 5.35 Vis a ag ega pue o, esuel o. En la  igu a 5.36 mos amos la is a de elimina un pue o a un b idge  . Pa a ello necesi amos in oduci el nomb e del b idge  y el componen e que que emos desconec a del mismo, po úl imo pulsa emos en el bo ón “elimina pue o”. Figu a 5.36 Vis a elimina pue o. 51 En la  igu a 5.37 mos amos el esul ado que ecibimos al pulsa en el bo ón “elimina pue o”, hemos in oducido el b idge  “b 1” y el componen e “uml1.0”, nos mues a un mensaje de que se ha desconec ado co ec amen e. Figu a 5.37 Vis a elimina pue o, esul ado. 5.7 Menú con ol En es e apa ado habla emos del menú con ol, en el cual se puede modi ica el con ol de lujo de nues os b idges  i uales. Pa a ello poseemos las unciones ag ega , elimina y mos a con ol de lujo, como se puede e en la  igu a 5.38. Figu a 5.38 Menú con ol. 52 En la  igu a 5.39 mos amos la is a pa a ag ega un con ol de lujo a un b idge  . Pa a ello necesi amos el nomb e del b idge  y el lujo que que emos ag ega le. Nos podemos guia del apa ado 2 y 3 de la memo ia, donde explicamos cómo se con igu a el lujo. Una ez in oducidos pulsamos en el bo ón “c ea lujo”. Figu a 5.39 Vis a ag ega con ol. En la  igu a 5.40 mos amos el esul ado al pulsa sob e el bo ón “c ea lujo”. Se ha añadido el b idge  “b 1” y un lujo de ejemplo el cual iene p io idad 100, que a ec a a la abla 101, y que iene como uncionalidad no acep a ningún á ico. Po úl imo indica que la ope ación se ha ealizado con éxi o. Figu a 5.40 Vis a ag ega con ol, esul ado. 53 En la  igu a 5.41 mos amos la is a pa a elimina un lujo. Pa a és e in, necesi amos in oduci el nomb e de un b idge  y la pa e ma ch del lujo in oducido, que se explica en el apa ado 3 de la memo ia, en la sin axis empleada. Después pulsa emos sob e el bo ón “elimina lujo”. Figu a 5.41 Vis a elimina con ol. En la  igu a 5.42 mos amos el esul ado que ob enemos al pulsa sob e el bo ón “elimina con ol”. Hemos in oducido el b idge  “b 1” y en lujo la pa e ma ch “ able=101”. Nos indica median e mensaje que se ha eliminado co ec amen e. Figu a 5.42 Vis a elimina con ol, esul ado. 54 En la  igu a 5.43 obse amos la unción mos a lujo, en la cual debemos in oduci el nomb e de un b idge  y pulsa en el bo ón “mos a lujo”. Figu a 5.43 Vis a mos a con ol. En la  igu a 5.44 mos amos el esul ado que ob enemos al pulsa sob e el bo ón “mos a lujo” in oduciendo en el campo de ex o el b idge  “b 1”. Indica que iene un con ol de lujo que es “p io idad ce o á ico no mal”. Figu a 5.44 Vis a mos a con ol, esul ado. 55 5.8 Caso de uso En es e apa ado ha emos un caso de uso pa a demos a cómo unciona nues a aplicación median e un ejemplo. Figu a 5.45 Caso de uso. En la  igu a 5.45 mos amos la opología de ed que amos a c ea median e nues a aplicación. Pa a ello debemos c ea dos b idges  , un enlace  Link  y cua o in e aces de ed i ual pa a las máquinas UML pa a así, po úl imo, conec a los. Pa a c ea los b idges i emos al menú “Puen e” y selecciona la opción “Ag ega puen e”. Pa a c ea los simplemen e debemos in oduci los nomb es y después pulsa sob e el bo ón “c ea puen e”. Ejemplo: b 0 y b 1. En el caso de c ea el enlace  Link  , debemos di igi nos al menú “ Link  ” y selecciona la opción “Ag ega  Link  ”. Debemos in oduci el nomb e de los dos ex emos y pulsa sob e el bo ón “c ea Link”. Ejemplo: Link0 y Link1. 56