e essa tal virtualização?

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O que diz o DICIONÁRIO?

Prof. Fabio Alexandre Spanhol, M.Sc.

Em TI ◦ Virtualização é simulação em software de um hardware/software não

disponível

◦ Virtualização é a capacidade de se executar simultaneamente, mais de um SO em um único servidor físico

Servidor Físico

SO #1 SO #2 SO #3 SO #4

Prof. Fabio Alexandre Spanhol, M.Sc. 3

Servidor Físico

Isso é possível em função da utilização de um Hypervisor, responsável por fornecer ao SO “guest”, a abstração da máquina real

...SO #1 SO #2 SO #3 SO #4

Hypervisor(processador, memória, disco, rede)


Todo lugar!◦ Desenvolvedores utilizam para testar seu

software em diferentes SO ◦ Profissionais de TI usam para testar

diferentes configurações ◦ Empresas utilizam para rodar TODA a

infraestrutura de TI ◦ Universidades usam em seus laboratórios ◦ Brevemente seu computador/telefone será

virtualizado...


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Fortune Magazine◦ 100% das top100 ◦ 96% das top1000◦ 95% das top 500 Global

Usam Virtualização!

Prof. Fabio Alexandre Spanhol, M.Sc.


Emulador◦ é o oposto da máquina real Implementa todas as instruções

realizadas pela máquina real em um ambiente abstrato de software “Engana”, fazendo com que todas as

operações da máquina real sejam implementadas em um software Interpreta um código desenvolvido para

outra plataforma

Emulador◦ Primeiro criado por Larry Moss (IBM, 1964)

para rodar programas do 7070 no System/360



Emulador◦ Popularizou-se com a Internet e a

emulação de video games Plataformas antigas Atari, SNES, PS1, etc.

◦ Também aplicado para Executarsoftware legado Cross-compiling

Open Source 68k Macintosh Emulator


Até 2008 a Emulators Inc. vendia emuladores MAC para rodar no Windows◦ Rodar aplicativos Mac (até 8.1) no PC


Emulador Sony PlayStation


Emulador Super Nintendo


Microsoft◦ XBOX 360 emula XBOX

Sony◦ PS3 emula PS1

Nintendo◦ Wii Virtual Console emula NES, Super Nintendo,

Mega Drive, Neo-Geo, PC Engine e Nintendo 64



Hypervisor◦ VMM - Virtual Machine Monitor

Fornece uma interface (através da multiplexação do hardware) que é idêntica ao hardware subjacente e controla uma ou mais máquinas virtuais

Pode ser implementado entre o hardwaree o SO hospedeiro ou como um processo do SO hospedeiro

Mais utilizadas◦ VMware◦ Citrix◦ Microsoft◦ Xen◦ KVM◦ z/VM



Virtualização Total (Full Virtualization)◦ Hardware completo virtualizado◦ Compatibilidade total◦ Perda de desempenho

Paravirtualização (Paravirtualization)◦ SO virtualizado deve ser alterado◦ Perda de compatibilidade◦ Desempenho melhorado

Simulação completa do hardwaresubjacente oferecida aos SO◦ Conjunto de instruções◦ Operações de I/O◦ Acesso à memória◦ Interrupções◦ Etc.

Todo software que roda no hardware real roda no hardware virtualizado

SO não “sabe” que está virtualizadoProf. Fabio Alexandre Spanhol, M.Sc. 18


Necessita hardware e software adequados◦ Na plataforma x86 até 2006/2007 não havia

suporte nativo◦ Extensões nos processadores AMD-V Intel VT-x◦ Tradução binária Instruções críticas são descobertas (estaticamente ou

em run-time) e substituídas com traps para a VMM emulada em software

◦ VMWare, MS-Virtual PC, Sun VirtualBox

Execução direta x Tradução Binária◦ Hypervisor traduz on the fly as chamadas do SO Permite execução direta para melhorar performance


Apresenta uma abstração de máquina virtual que é similar, mas não idêntica ao hardware subjacente◦ Necessita modificações no SO convidado SO “sabe” que está rodando sob um hypervisor◦ Nenhuma alteração na Application Binary Interface

(ABI) Aplicações não precisam ser alteradas


Xen Hypervisor◦ •

Domain 0◦ Domínio privilegiado (Dom0) Convidado rodando no hypervisor com acesso direto

ao hardware e responsabilidades de gerenciamento

Multiple DomainU◦ Não privilegiados (DomU) Convidados não privilegiados rodando no hypervisor Sem acesso direto ao hardware (memória, discos, etc.)



DomUs◦ SO modificado (paravirtualização) ◦ SO não-modificado Depende da virtualização do hardware (Intel VT e

AMD-V) chamado Hardware Virtual Machine (HVM) MS Windows precisa de um ambiente HVM


Kernel-based Virtual Machine◦ Primeiramente surgiu no kernel Linux 2.6.20

(Fev/2007)◦ Melhor performance◦ Suporta virtualização nativa x86◦ Não faz emulação por si só Fornece interface em /dev/kvm para programas

rodando em user-space criarem VM Ex.: QEmu


Particionamento◦ Múltiplas aplicações e SO podem ser executados em

um único sistema físico

◦ Servidores podem ser consolidados em máquinas virtuais, escalando arquiteturas

◦ Recursos computacionais são tratados em uma política uniforme para que sejam alocadas máquinas virtuais de maneira controlada


Isolamento◦ MV são completamente isoladas da máquina

hospedeira e de outras máquinas virtuais Se uma MV tem problemas, as outras não são afetadas

◦ Dados não vazam entre máquinas virtuais aplicativos comunicam-se apenas por conexões de

rede configuradas


Encapsulamento◦ Um ambiente completo de uma MV em execução é

salvo em um simples arquivo fácil fazer backup, Mover/copiado

◦ Padronização de hardware virtualizado é fornecida para a aplicação Garantia de compatibilidade


Economia!◦ TI verde Pressões por responsabilidade ambiental Economia de recursos (incluindo

energéticos)


TI tem emissão de Carbonoequivalente ao setor aéreo◦ E a emissão continua subindo

vertiginosamente Durante seu ciclo de vida, um PC típico

consome 10 vezes seu próprio pesoem combustíveis fósseis 80% na sua produção e transporte

◦ TI é responsável por 2% de todas as emissões anuais de CO2 na atmosfera

Transmissãoperde 35

100 unidades de energia na

matéria-prima

33unidadesentregues

Data Center

Ar Condicionado, Nobreak, etc.

Servidores

Processador

30%70%

Fontes, Ventiladores, Discos, Memória, etc.

TI

45%55%

Desempenho e capacidade porWatt.

Cargas do ServidorTaxas Típicas de Uso

x86: 5 – 12%

Unix/Risc: 10 – 20%

Mainframe: 80 – 100%

Recursosaté 95% inativos

(idle)

Usandosó 5 a 20% da capacidade!!!


Geração perde 32


Flexibilidade e agilidade para criação/manutenção de ambientes

Facilidade na administração/gerenciamento de ambientes de testes ou produção

Diminuição de custos com TI (hardware/software)

Diminuição de custos com energia elétrica

Diminuição do lixo tecnológico

32Prof. Fabio Alexandre Spanhol, M.Sc.

33Prof. Fabio Alexandre Spanhol, M.Sc.

@_photon_

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