Agenda. Histórico Máquinas virtuais X Emuladores Vantagens & Desvantagens Vmware Quemu Xen UML Comparação entre VM's Conclusão

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1 Máquinas Virtuais

2 Agenda Histórico Máquinas virtuais X Emuladores Vantagens & Desvantagens Vmware Quemu Xen UML Comparação entre VM's Conclusão

3 Histórico Mainframe É um computador de grande porte, dedicado normalmente ao processamento de um volume grande de informações Surgiram em 1946 Foram sempre sendo aperfeiçoados Ainda são utilizados

4 Histórico Desktops São os computadores de mesa, estes que tem tudo separado (mouse, teclado, CPU ou gabinete, monitor, impressora...) e são os de menor custo Surgiram entre 1970 e 1980 Originalmente conhecido como microcomputadores Custo menor

5 Máquinas Virtuais Máquinas Virtuais 1º Definição: Software que cria um ambiente entre a plataforma e o utilizador final 2º Definição: Uma cópia isolada de um sistema físico É um computador fictício criado por um programa de simulação Sua memória, processador e outros recursos são virtualizados 2 tipos: guest system(tipo1), host system(tipo2)

6 Emuladores Emuladores É um software criado para essencialmente transcrever instruções de um processador alvo para o processador no qual ele está rodando Também é responsável pela simulação dos circuitos integrados ou chips do sistema de hardware em um software. Popularização com a internet e os emuladores de video games

7 Vantagens Consolidação de servidores Gerência Aproveitamento de hardware, espaço e energia Testes Simulação de alterações e falhas (kernel, etc..) Ensino Cada aluno pode ter várias Vms Isolamento Migração de aplicações legadas

8 Desvantagens Desempenho Custo do processo de virtualização Diversidade de equipamentos Esforço de programação para garantir compatibilidade Consolidação Diversos SO s utilizando um mesmo hardware

9 VMware

10 VMware VMware é um produto desenvolvido pela empresa VMware Inc. O que é? É um software que visa criar ambientes para instalação de sistemas distintos, permitindo a utilização de um sistema operacional sobre outro com suporte real a software de outro sistema.

11 VMware VMware WorkStation VMware GSX Server VMware ESX Server VMware Infrastructure

12 Hosted Architecture Roda sobre o sistema operacional Suporta uma escala ampla para configuração de hardware.

13 Hypervisor Architecture Acesso direto aos recurso de hardware Permiti melhor escalabilidade e performace

14 VMware VMware Workstation Lançado em 1999 Hosted Architecture Suporte a aceleração gráfica (DirectX) Mal gerênciamento de multiplos usuários

15 VMware VMware GSX Server Lançado em 2001 Hosted Architecture Uso baseado em servidor Acesso remoto via console de administração das VM's Permiti vários acesso simultãneos a uma mesma maquina virtual

16 VMware VMware ESX Server Mesma finalidade do GSX Server, porém é do tipo Hypervisor Architecture

17 VMware VMware infrastructure Suíte completa de virtualização Serviços complementares de virtualização e gerenciamento VMware VMotion VM P2V Assistent agentes monitorando cada VM Única no mercado

18 VMware Virtual Center

19 QUEMU

20 Definição Um emulador de processador que consegue boa velocidade na emulação dinâmica

21 Operação Emulação completa do sistema Emulação da modalidade do usuário

22 SO`s Suportados na arquitetura x86/x86_64: PE Fedora Core 1OK0.5.5 GNU/Linux Fedora Core 2OK0.6.0 Debian 3.0OK0.5.5 GNU/Linux Debian SID (new beta installer)ok0.5.5 Solaris 9 x86ok0.6.0 Solaris 10 x86ok0.6.0 Windows 2000OK0.5.5

23 Vantagens GNU General Public License Virtualiza todo o hardware Não requer alteração no kernel Suporta alta emulação

24 Módulo do Acelerador de QEMU Aumentar a velocidade Aumento de desempenho próximo sistema nativo

25 Termos do uso - Acelerador Não é permitido distribuir Proprietário Licença específica

26 Xen

27 Apresentação Xen O objetivo do Xen é executar, em uma mesma máquina, instâncias de Sistemas Operacionais (iguais ou diferentes) com todas as suas características, de forma completamente funcional, em VM (Virtual Machine) Desenvolvido pela universidade de Cambridge Proporciona controle de recursos e garantia de serviços

28 Motivação Compartilhamento de sistemas operacionais Alto desempenho Vários servidores virtuais em uma única máquina Portabilidade (Até 100 VM's) Segurança das operações (Isolamento e controle de recursos) Balanceamento de carga entre as máquinas virtuais

29 Paravirtualização O monitor Xen utiliza a técnica de paravirtualização Na paravirtualização apenas alguns elementos são virtualizados Chega a utilizar o mesmo kernel para a máquina real e para a máquina virtual Atualmente, está preparado para operar sobre Linux e NetBSD. Alta performace

30 Estrutura O Xen, é um monitor de máquinas virtuais. As máquinas serão construídas artesanalmente e o monitor irá mantê-las em execução. Máquina real: Domínios domínio0, domain0 ou xen0 Máquina virtual: guest, domíniou, domainu ou xenu. Hypervisor(micro kernel): Ligação entre o xen0 e as xenu. As máquinas virtuais não possuirão kernel

31 Controle Núcleo de sistema operacional principal modificado Modificação mínima no núcleo kernel 2.4 menos de linhas de código kernel 2.6 nenhum arquivo core do sistemas foi alterado controle efetivo: hypervisor(micro kernel) Suse, Slackware, Fedora, Debian completo suporte ao Xen

32 Vantagens A utilização de um único kernel base e de um micro kernel (apenas dois elementos) para a máquina real e todas as virtuais ao mesmo tempo A rapidez e a leveza, por realizar pouca virtualização, ao aproveitar a maior parte dos recursos existentes na máquina real Estabilidade e a confiabilidade A segurança, em virtude de isolar totalmente as máquinas virtuais (só há comunicação por rede) O perfeito controle sobre o uso da memória e do processador por parte de cada máquina virtual Software livre

33 Desvantagens Limitação a poucos sistemas operacionais; Instalação e configuração trabalhosa A obrigatoriedade de utilizar um kernel modificado e um micro kernel para estabelecer a máquina real e as máqunas virtuais.

34 Xen

35 User-Mode Linux

36 O User-Mode Linux Monitor de máquinas virtuais (tipo II) Composta de um sistema anfitrião, um kernel uml e arquivo de filesystem Executa Linux sobre Linux Projeto Open Source Parte oficial do kernel 2.6

37 Características do UML Linux como um processo do Linux Apl Apl Apl Apl Aplicações UML UML Aplicações Linux Hardware x86 Figura da Máquina Virtual User-Mode Linux

38 Características do UML Usuários e processos distintos do sistema real Cada usuário pode ser root Dispositivos virtualizados Disco virtual é um arquivo no sistema real Interfaces de rede, console, etc Controle da chamada de sistema Virtualização de Hardware com rastreamento de chamadas (ptrace)

39 Características do UML User space (processo) Kernel convidado Thread de rastreament o Int 0x80 Notifica o kernel pai Continua a execução após a chamada de sistema Executa a chamada de sistema. Envia um sinal ao final da execução. Anula a chamada de sistema. Salava o estado do processo. Força o processo para retornar a pilha do kernel. Retorna o estado do processo. Seta um código de retorno para a chamada de sistema. Exemplo de virtualização da chamada de sistema no UML

40 Comparação de VMs Guest Plataforma do Plataforma do Desempenh Nome Host Processor Processor SO anfitrião SO convidado Técnica Licença Utilização o Intel x86, AMD64, Intel x86, IA-64, PowerPC, AMD64, ARM, Alpha, SPARC 32 SPARC 32 and Linux,Windows, Acadêmico, and 64, ARM, 64, PowerPC, MAC OS, Troca Recompilação Desenvolvimen QEMU S/390, M68k MIPS FreeBSD, BeOS regularmente dinâmica GPL/LGPL to,produção 10-20% CPU User Mode Linux Virtualização total utilizando rastreamento Intel x86 Intel x86 Linux Linux de chamadas GPL2 Nativa (mais lenta quando todas as Acadêmico, chamadas Desenvolvimen são to,produção raastreadas) Virtualização Windows,DOS, total e Acadêmico, Vmware ESX Intel x86, Linux, Unix BSD, recompilação Desenvolvimen Quase 3.0 Intel x86, AMD64 AMD64 Linux, Windows Netware, Solaris dinâmica Proprietário to,produção Nativa Linux, Unix BSD, Windows XP Acadêmico, Intel x86, (todos com Paravirtualiza Desenvolvimen Xen Intel x86, AMD64 AMD64 NetBSD, Linux modificações) ção GPL to,produção Nativa

41 Conclusão Muitos sistemas tem sido desenhados para utilizar virtualização a fim de subdividir os recursos dos computadores modernos. Alguns necessitam de hardware especializado, ou não suportam os sistemas operacionais mais comuns. Alguns garantem 100% de compatibilidade binária, tendo terríveis problemas de performance. Outros, sacrificam a segurança ou suas funcionalidades por velocidade. Poucos oferecem isolamentos de recursos ou garantias de performance. O ideal é monitor de máquinas virtuais que permite compartilhar sistemas operacionais comuns com o hardware convencional, sem sacrificar performance, funcionalidades e segurança

42 Bibliografia Máquinas Virtuais e Emuladores. Laureano, Marcos.

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