4. SO servidor i màquines virtuals

Esta pàgina és la base de la sessió presencial del 3 de novembre. Allí instal·laràs un Linux dins d’una màquina virtual i arrancaràs l’instal·lador de Windows Server. Les màquines virtuals són, a més, l’eina de treball de la resta del mòdul: et permeten equivocar-te sense risc, tornar enrere i provar sistemes sense comprar equips.

Com treballar esta pàgina

Temps orientatiu: uns 75 minuts de lectura i 45 de preparació de la presencial.

1. Llig les seccions 1 i 2 (servidor i conceptes de virtualització).
2. En les seccions 3, 4 i 5 fixa’t en la terminologia: sobretot els modes de xarxa i la diferència entre instantània i còpia de seguretat; són tema d’examen.
3. La secció 6 tanca els criteris de recuperació del sistema (RA2.f).
4. Abans de venir, instal·la VirtualBox al teu ordinador si el tens, descarrega la ISO que s’indique en Aules i llig la secció 7.

1. Sistemes operatius servidor

Un SO servidor està optimitzat per a donar servici a altres equips de manera estable i contínua (sovint 24 hores al dia, tots els dies de l’any). Prioritza la fiabilitat, la seguretat i el rendiment en xarxa per damunt de la comoditat d’una interfície vistosa. Pot ser Windows Server o una distribució Linux per a servidor. En este mòdul farem servir Windows Server (versions recents com la 2019 o la 2022), que s’estudia a fons en la unitat 6.

Windows Server es distribuïx en edicions (Standard i Datacenter, principalment, amb diferències de llicència i de virtualització) i el fabricant publica versions d’avaluació per a provar-lo temporalment.

1.1 Server Core o Escriptori de l’experiència

Quan s’instal·la Windows Server, l’instal·lador mostra dos opcions per a cada edició. És una decisió important, perquè no es pot canviar després sense reinstal·lar:

	Server Core	Escriptori de l’experiència (Desktop Experience)
Interfície	Sense escriptori: consola, PowerShell i, en alguns casos, sconfig	Escriptori gràfic complet, semblant al de Windows client
Administració	Per ordres o remotament des d’un altre equip amb eines gràfiques	Local, amb Administrador del servidor i la resta d’eines
Recursos	Menys espai en disc i menys RAM	Més
Superfície d’atac	Menor (menys components, menys vulnerabilitats)	Major
Reinicis per actualitzacions	Menys	Més
Per a qui	Servidors de producció	Aprenentatge, proves i programari que exigix interfície gràfica

Exemple resolt

Una empresa vol un servidor que només faça de servidor de fitxers i DHCP, administrat per una persona experta des de la seua taula. Server Core: consumeix menys, té menys superfície d’atac i s’administra en remot. En canvi, l’aula de pràctiques on cada alumne explora per primera vegada les funcions de Windows Server usarà Escriptori de l’experiència.

2. Virtualització

La virtualització permet executar un o diversos sistemes operatius convidats (guests) dins d’un mateix equip físic amfitrió (host), com si cada un fóra un ordinador independent amb el seu propi maquinari. El programari que ho fa possible és l’hipervisor, que crea i gestiona les màquines virtuals (VM) i les reparteix els recursos físics: CPU, RAM, disc i xarxa.

2.1 Tipus d’hipervisor

Tipus	Com funciona	Exemples
Tipus 1 (bare metal)	S’executa directament sobre el maquinari; típic de servidors	VMware ESXi, Proxmox VE (KVM), Hyper-V
Tipus 2 (hosted)	S’executa com una aplicació dins d’un SO amfitrió	VirtualBox, VMware Workstation

En classe usarem VirtualBox, de tipus 2. Hyper-V ve inclòs en les edicions Pro, Enterprise i Education de Windows (no en Home).

Cal activar la virtualització al maquinari

Els processadors tenen extensions de virtualització (Intel VT-x / AMD-V, també anomenada SVM) que han d’estar activades en la UEFI. Si no, VirtualBox no podrà iniciar màquines de 64 bits. A més, alguns programes de Windows (Hyper-V, WSL2) poden entrar en conflicte amb VirtualBox.

2.2 Per què virtualitzar

• Provar diversos SO sense equips físics addicionals.
• Instantànies per a tornar enrere en segons.
• Aïllament: un error o infecció en la VM no afecta directament l’amfitrió.
• Aprofitament: diversos servidors petits en un sol equip físic.

Els inconvenients: la VM comparteix recursos amb l’amfitrió (és més lenta que un equip físic equivalent) i, si l’amfitrió falla, fallen totes.

2.3 Repartir els recursos

Quan crees una VM decidixes quanta CPU, RAM i disc li dones. Dos criteris pràctics:

• No assignes mai tota la RAM ni tots els nuclis de l’amfitrió: este necessita recursos per a si mateix. Una regla prudent és no passar de la meitat de la RAM i dels nuclis.
• La suma de les VM que corren a la vegada no hauria d’excedir els recursos físics (sobreassignació), o tot anirà lent.

3. Crear i gestionar una màquina virtual

Crear una VM és definir un maquinari virtual:

Paràmetre	Què representa	Valors de la pràctica
CPU	Nuclis virtuals	2
RAM	Memòria de la VM	4 GB
Disc virtual	Un fitxer (per exemple .vdi) en el disc de l’amfitrió que la VM veu com un disc complet	25 GB
Xarxa	Tipus d’adaptador (secció 4)	NAT
Firmware	BIOS o EFI	EFI, si vols practicar UEFI/GPT
Suport	La ISO associada a la unitat òptica virtual	La ISO de Linux indicada

El disc pot ser de grandària fixa (reserva tot l’espai de seguida; una mica més ràpid) o assignat dinàmicament (el fitxer creix a mesura que s’usa). Amb la ISO associada, la instal·lació dins de la VM és exactament igual que en un equip físic.

Les operacions habituals sobre una VM creada:

• Iniciar, pausar, apagar i guardar l’estat.
• Instantànies (secció 5).
• Ajustar RAM i CPU (amb la VM apagada).
• Clonar: crea una còpia d’una VM per a tindre diversos equips a partir d’una instal·lació.
• Instal·lar les eines de l’invitat.

3.1 Guest Additions

Les Guest Additions de VirtualBox (o VMware Tools en VMware) són un paquet que s’instal·la dins del SO convidat i millora el rendiment gràfic, permet redimensionar la finestra dinàmicament i habilita el porta-retalls compartit i les carpetes compartides amb l’amfitrió. Al menú de la VM: Dispositius → Insereix la imatge de CD de les Guest Additions. En un Ubuntu convidat pot caldre instal·lar abans eines de compilació; en Linux, a més, l’usuari ha de pertànyer al grup vboxsf per a accedir a la carpeta compartida:

sudo apt install build-essential dkms linux-headers-$(uname -r)
sudo adduser $USER vboxsf        # després, tanca la sessió i torna a entrar

Els detalls canvien entre versions de VirtualBox i d’Ubuntu: si algun pas falla, llig el missatge d’error.

4. La xarxa de la màquina virtual

El mode de xarxa decidix qui pot parlar amb la VM. VirtualBox oferix, entre altres, estos:

Mode	Idea
NAT	La VM ix a Internet a través de l’amfitrió, però no és visible des de fora. És el mode per defecte.
Adaptador pont (bridge)	La VM es comporta com un equip més de la xarxa física, amb la seua pròpia IP.
Xarxa interna	La VM només es comunica amb altres VM de la mateixa xarxa interna, aïllada de tota la resta.
Només amfitrió (host-only)	La VM i l’amfitrió es veuen entre si, però no hi ha eixida a Internet.

Qui pot comunicar-se amb qui (en condicions normals, sense reglamentar tallafocs ni redirecció de ports):

Des de… fins a…	NAT	Pont	Interna	Només amfitrió
La VM → Internet	Sí	Sí	No	No
La VM → l’amfitrió	Sí (per la porta d’enllaç)	Sí	No	Sí
L’amfitrió → la VM	No	Sí	No	Sí
VM ↔ una altra VM	No (cada una té el seu NAT)	Sí	Sí (mateixa xarxa interna)	Sí (mateixa xarxa)
Un altre PC de l’aula → la VM	No	Sí	No	No

Com triar

Per a navegar i actualitzar: NAT. Perquè la VM actue com un servidor visible en l’aula (la unitat 6): pont. Per a un laboratori aïllat de diverses VM: interna. Per a administrar una VM des de l’amfitrió sense eixir a Internet: només amfitrió.

5. Instantànies (snapshots)

Una instantània guarda l’estat complet d’una VM en un moment concret (el disc i, si estava en marxa, també la memòria). Pots seguir treballant, i si alguna cosa ix malament, restaurar la instantània i tornar al moment guardat. Es pot crear una cadena d’instantànies i bifurcar-la.

VBoxManage list vms                          # llista les VM registrades
VBoxManage snapshot "ubuntu" take "inicial"  # crea la instantània «inicial»
VBoxManage snapshot "ubuntu" restore "inicial"  # restaura (amb la VM apagada)

Una instantània no és una còpia de seguretat

Viu en el mateix disc que la VM: si l’amfitrió es trenca o el disc falla, perds la VM i les seues instantànies. Serveix per a «desfer» un canvi, no per a protegir-se d’una avaria. Tampoc convé acumular-ne moltes, perquè ocupen espai i alenteixen la VM.

6. Recuperació del sistema

El criteri RA2.f demana aplicar tècniques de recuperació (a més de les d’actualització de la pàgina 3). Segons el que ha passat, serveix una eina o una altra:

Problema	Mecanisme	Com funciona
Un canvi o controlador ha trencat Windows però arranca	Punt de restauració (Restauració del sistema)	Torna fitxers del sistema i registre a un moment anterior; no toca els documents. Ha d’estar activada.
Windows no arranca	Entorn de recuperació de Windows (WinRE)	S’inicia des del disc o l’USB d’instal·lació; ofereix reparar l’inici, desinstal·lar actualitzacions, consola, restaurar una imatge o Restableix este PC.
L’equip va molt malament	Restableix este PC	Reinstal·la Windows, conservant o no els fitxers personals.
Linux no arranca amb el nucli nou	Menú de GRUB → Opcions avançades	Permet arrancar amb un nucli anterior o amb el mode de recuperació (consola amb permisos de root).
GRUB o l’arrancada s’han espatllat	USB live	Arranques des d’un Linux live i repares el gestor d’arrancada, o revises el sistema d’arxius amb fsck.
Es vol tornar a un estat exacte de tot el disc	Imatge o clon	Una còpia completa de particions (amb eines com Clonezilla): restaurar deixa el disc tal com estava en fer-la.
Un error en una VM	Instantània	Secció 5.
Fitxers esborrats	Còpia de seguretat de dades	L’única que protegix de l’esborrat o de l’avaria del disc.

La regla d’or: cap mecanisme de recuperació substituïx una còpia de seguretat de les dades en un altre lloc. Una imatge conserva el sistema; els punts de restauració i les instantànies, només ajuden a desfer un canvi.

7. Què faràs en la sessió presencial

El 3 de novembre treballaràs de manera individual al centre, amb el teu equip. El guió és este:

1. Crear una VM nova en VirtualBox: 2 CPU, 4 GB de RAM i un disc virtual de 25 GB.
2. Instal·lar el Linux indicat (la ISO estarà en Aules), seguint el procés de la pàgina 3.
3. Instal·lar les Guest Additions i comprovar que funciona una carpeta compartida amb l’amfitrió.
4. Instantània: crear-ne una de la VM acabada d’instal·lar, fer un canvi de prova (per exemple, esborrar un fitxer), restaurar-la i comprovar que el canvi ha desaparegut.
5. Windows Server: arrancar l’instal·lador fins a la pantalla en què s’elegix entre Server Core i Escriptori de l’experiència, identificant les diferències, sense completar la instal·lació.

Al final lliuraràs la memòria de la pràctica (activitat 6) abans d’acabar la classe. Faràs captures de pantalla durant el procés: no esperes al final per a fer-les.

Comprova el que has après

1. Quina diferència hi ha entre un hipervisor de tipus 1 i un de tipus 2?

   Resposta

   El de tipus 1 s’executa directament sobre el maquinari (ESXi, Proxmox, Hyper-V); el de tipus 2 s’executa com una aplicació dins d’un SO amfitrió (VirtualBox, VMware Workstation).

2. Una VM ha de ser visible des d’altres PC de l’aula, amb la seua pròpia IP. Quin mode de xarxa uses?

   Resposta

   Adaptador pont (bridge): la VM es connecta a la xarxa física com un equip més.

3. Per què una instantània no substituïx una còpia de seguretat?

   Resposta

   Perquè està en el mateix disc que la VM: si el disc o l’amfitrió falla, es perden totes dues. Només serveix per a desfer canvis.

4. Quan triaries Server Core en lloc de l’Escriptori de l’experiència?

   Resposta

   En un servidor de producció administrat per ordres o en remot: consumix menys recursos, necessita menys reinicis i té menys superfície d’atac. L’Escriptori és millor per a aprendre o per a programari que necessita interfície gràfica.

5. Windows no arranca després d’una actualització de controladors. Quins dos mecanismes provaries primer?

   Resposta

   Des de l’entorn de recuperació (WinRE): desinstal·lar l’última actualització o restaurar el sistema amb un punt de restauració anterior. Si no hi ha, restaurar una imatge o, en últim lloc, restablir el PC.

Glossari

Valencià	Castellano
SO servidor	SO servidor
Server Core	Server Core
Escriptori de l’experiència	Experiencia de escritorio
virtualització	virtualización
hipervisor	hipervisor
amfitrió (host)	anfitrión (host)
convidat (guest)	invitado (guest)
màquina virtual (VM)	máquina virtual (VM)
disc virtual	disco virtual
instantània (snapshot)	instantánea (snapshot)
adaptador pont	adaptador puente
xarxa interna	red interna
punt de restauració	punto de restauración
entorn de recuperació	entorno de recuperación