MÁQUINAS VIRTUAIS EMSISTEMAS DISTRIBUÍDOS

Luiz C. Vieira

MÁQUINAS VIRTUAIS

• Origem na Virtualização de Mainframes – IBM, 1960– Executar várias aplicações e processos ao mesmo

tempo.

– Otimização de recursos

– M44/44X – 7044 Máquinas virtuais

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• Em 1980 os microcomputadores e PC’s ganharam em eficiência

• Modelo Cliente / Servidor, PCs e Servidores surgem entre 1980 / 1990 (padrão x86)

• Adoção do Windows e surgimento do Linux consolida x86 (1990)

• Depois de 1990, a virtualização volta a ser estudada; hoje está em primeiro plano

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• Modelo antigo– Apenas um SO por máquina– Aplicações podem entrar em conflito– Software e Hardware ligados

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• Modelo Virtual– SO e hardwares separados– Conjunto de SO + aplicações dentro das máquinas

virtuais– Isolamento de falhas– Flexibilidade na escolha

de SO’s para cada aplicação– HARDWARE idêntico para ca-

da máquina (clone)– Zero reboot

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• Modelo Virtual– Mais de um Sistema Operacional em um mesmo

hardware, ao mesmo tempo– Operação isolada do sistema operacional

hospedeiro e de outras máquinas virtuais– Emulação virtual do hardware (RAM, CPU, Placa

de Rede, etc) – Instaladas em arquivos– Facilmente alocadas entre máquinas (clones)

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• A IBM define uma máquina virtual como uma cópia totalmente protegida e isolada de um sistema físico

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http://www.idealintegrations.net/ii-en/ii-en_august_clip_image001.jpg

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Modelo de multitarefa

Modelo de virtualização

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• Instruções para virtualização são parte da arquitetura de novos processadores da Intel:

• VMXONVMLAUNCHVMXOFF

Intel Virtualization Technology http://images.anandtech.com/reviews/tradeshows/IDF/2005/Spring/Day1/Wrapup/VT.jpg

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• Em 1980 os microcomputadores e PC’s ganharam em eficiência

• Depois de 1990, a virtualização volta a ser estudada

• Virtualização hoje, está em primeiro plano

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http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2005/0305/hot02.jpg

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Vantagens sobre máquinas reais• TCO – custo total de posse

– Hardware– Software– Infraestrutura

– Upgrades– Manutenção– Depreciação– Recrutamento– Treinamento– Downtime– Deploys

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• Tipos de virtualização

1. 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.

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• Técnicas de virtualização

2. Paravirtualização

• O sistema que vai ser virtualizado sofre modificações para que a interação com o monitor de máquinas virtuais seja mais eficiente

• Perde compatibilidade

• Ganha velocidade

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• Técnicas de virtualização

3. Recompilação dinâmica

• Transforma o executável em outro executável, compatível com a nova plataforma, através de decompilação, desmontagem e montagem e compilação

• Baixo desempenho

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• Particionamento:

• Múltiplas aplicações e sistemas operacionais 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.

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http://www.heise.de/bilder/50739/0/0

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• Isolamento:

• Máquinas virtuais são completamente isoladas da máquina hospedeira e de outras máquinas virtuais. Se uma máquina virtual tem problemas, todas as outras não são afetadas.

• Dados não vazam entre máquinas virtuais e aplicativos podem somente se comunicar em conexões de rede configuradas.

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• Encapsulamento:

• Um ambiente completo de máquina virtual é salvo em um simples arquivo, fácil de fazer backup, de ser movido e copiado.

• Padronização de hardware virtualizado é fornecida para a aplicação, garantindo compatibilidade.

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• Estrutura adotada: Vmware

• O Vmware oferece basicamente 3 tipos de sistemas de máquinas virtuais: Workstation, GSX Server e ESX Server

• Permite instalar praticamente qualquer sistema operacional para a plataforma x86

• Dispositivos como o CD-ROM e drive de disquetes podem ser compartilhados entre as máquinas virtuais e o sistema host

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Arquitetura de uma Workstation VMWare http://www.vmware.com

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• VMWare ESX não precisa de SO pré-instalado

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• Vmware• Cada máquina virtual pode trabalhar como um

PC completo, incluindo BIOS e Setup

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• Área reservada de memória individual

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• VMware – pontos fortes

• Fácil instalação e configuração• Documentação• Funciona em Linux e Windows• Aceita vários SO (Linux, Windows , Dos, Mac

OS)

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• VMware – pontos fracos

• Não utiliza os mesmos drivers dos dispositivos• Baixo desempenho gráfico• Custo elevado

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• Benefícios

Executivo Financeiro Operacional

Resposta rápida as demandas

Custos reduzidos Flexibilidade

Integração com parceiros

Expansões

Recursos podem ser implantados ou movidos em novos sites

Não paga pelo que não vai utilizar

Maior retorno dos investimentos

Tecnologia se adequada ao ambiente

Minimiza riscos com tecnologia

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• ARQUITETURA BÁSICA

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• Host SO– Isolado– Acesso direto ao

hardware

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• Guest SO– Isolado do host e outos guest– Totalmente separado, registro, arquivos, etc

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• Virtual Machine Monitor (MMV)

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• Em 1980 os microcomputadores e PC’s ganharam em eficiência

• Depois de 1990, a virtualização volta a ser estudada

• Virtualização hoje, está em primeiro plano