Implementation of Nested Virtual Laboratory System

Abstract

The objective of this bachelor’s thesis was to implement a virtual laboratory environment for needs of networking related study units and cyber security. A lot of existing technologies were utilized in the project and, in addition, a few applications were created during the project. One of them is a virtual cable, which has capability to do link interference simulation.

Nested virtualization and other used technologies are discussed in theory part of this bachelor thesis. The practical part discusses the operation of the system and project result. Also, some comparison between the virtual laboratory environment and the hardware laboratories were made.

As a result of the project, a virtual networking laboratory environment was created. It was used in advanced routing, network security equipment, and service provider network with good results. As a side product, two demo cyber security scenarios were emerged. These cyber security scenarios were used and tested in the penetration testing study unit.

In the late part of the project, a small user survey was implemented for the end users of the Virtual Laboratory System. The survey measured experiences and usefulness of the system in view of end user. In addition, a few performance benchmark tests were performed between the virtual cable and similar technology.

The project succeeded well, even though a lot of developing and improvements are still required. The results of the project give good basis to expand virtualized laboratory environments also for other study units.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli luoda helppokäyttöinen virtualisoitu laborato-rioalusta tietoverkkotekniikan ja kyberturvallisuuden käytännön harjoituksiin. Työssä hyödynnettiin paljon jo olemassa olevaa teknologiaa ja lisäksi luotiin muutamia omia teknologioita. Yksi niistä on virtuaalinen kytkentäkaapeli, joka kykenee simuloimaan kaapelissa tapahtuvia häiriöitä.

Työssä käsitellään sisäkkäistä virtualisointia (Nested virtualization) ja muita käytettyjä teknologioita sekä niiden ominaisuuksia. Käytännön osuudessa käsitellään virtuaali-sen laboratorioympäristön toimintaa, ominaisuuksia ja etuja verrattuna fyysisiin laittei-siin sekä muutamia kehitysideoita tulevaisuuden varalle.

Lopputuloksena syntyi helppokäyttöinen virtualisoitu tietoverkkolaboratorioympäristö, joita käytettiin ja kokeiltiin muun muassa Advanced routing-, Network security equip-ment ja Service provider networks -kursseilla pääsääntöisesti hyvin lopputuloksin. Sivutuotteena syntyi kaksi virtuaalista demoskenaariota kyberturvallisuuden opettami-seen. Näitä skenaarioita kokeiltiin penetraatiotestaus-kurssilla.

Työn loppupuolella toteutettiin pieni käyttäjäkysely, jolla mitattiin loppukäyttäjien ko-kemuksia virtuaalisen laboratorioympäristön toiminnasta verrattuna oikeaan laboratorioympäristöön. Lisäksi muutama suorituskykytesti tehtiin työn aikana syntyneen virtuaalisen kytkentäkaapelin ja vastaavan tekniikan välillä.

Työ onnistui hyvin, vaikka paljon kehitettävää ja parannettavaa vielä jäikin. Työn tulokset ja kokemukset antavat myös hyvän lähtökohdan laajentaa virtuaalista laborato-rioympäristöä muille kursseille.